Daimler AG

Personenkraftwagen

Die Erfindung betrifft einen Personenkraftwagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Um bei Personenkraftwagen eine größere Menge an Kraftstoff mitführen zu können und somit die Reichweite des Fahrzeugs zu erhöhen, ist es bekannt so genannte Drucktanks zu verwenden. Diese Drucktanks werden so konstruiert, dass sie durch Drücke von bis zu 700 bar eine möglichst große Menge Kraftstoff, insbesondere Wasserstoff, beinhalten können. Zur Erreichung dieser Drücke weisen die bekannten Drucktanks einen zylinderförmigen Querschnitt auf .

Aus der DE 101 63 029 Al ist ein Brennstoffzellenfahrzeug mit einem zylinderförmigen Hochdruckwasserstofftank bekannt, bei dem der Tank am oberen Abschnitt des Hinterrads des Fahrzeugheckteils quer angeordnet ist.

Ebenso zeigt die JP 2002370550 Al ein Fahrzeug, bei dem mehrere identische Hochdruckwasserstofftanks in der Nähe der Hinterachse quer angeordnet sind. Diese Hochdruckwasserstoff- tanks haben ebenfalls einen zylinderförmigen Querschnitt.

Die JP 2005212729 Al offenbart eine Anordnung von zwei zylinderförmigen Hochdruckwasserstofftanks quer in der Nähe

der Hinterachse. Hierbei weist zur Ausnutzung des Bauraums der eine Tank einen kleineren Durchmesser als der andere auf

Aus der DE 10 2005 003 669 Al, der JP 2005212513 Al und der US 2005/0224265 Al sind sowohl Anordnungen der zylinderförmigen Hochdruckwasserstofftanks in Fahrzeugquerrichtung als auch in Fahrzeuglängsrichtung bekannt. Hierbei schlägt die JP 2005212513 Al vor, den zylinderförmigen Tank im Mitteltunnel anzuordnen.

In den Schriften WO 2006/029415 A2 , JP 2004026117 Al und DE 102 97 132 T5 wird vorgeschlagen, mehrere zylinderförmige Hochdruckwasserstofftanks entlang der Fahrzeuglängsachse anzuordnen. Um den zur Verfügung stehenden Bauraum möglichst gut auszunutzen, werden die zylinderförmigen Tanks entweder in der Fahrzeugmitte oder an der Seite des Fahrzeugs angeordnet oder die Durchmesser der zylinderförmigen Tanks unterscheiden sich.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Personenkraftwagen mit einem Drucktank vorzuschlagen, bei dem eine größere Menge Kraftstoff mitgeführt werden kann.

Die Aufgabe wird durch einen Personenkraftwagen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demgemäß weist der Drucktank zumindest einen konischen Teil auf.

Durch den konischen Teil ergibt sich eine höhere Gestaltungsfreiheit bei der Auslegung und Anordnung des Drucktanks. Hierdurch kann vorteilhaft ein zur Verfügung stehender Bauraum mit variierendem Querschnitt möglichst gut ausgenutzt werden, ohne dass es eines oder mehreren weiteren zylinderförmigen Drucktanks mit entsprechendem Durchmesser bedarf.

Durch die konische Form und auch die halbkugelförmigen End- teiie des Drucktanks ist es möglich, diesen auf hohe Drücke auszulegen und somit eine größere Menge Kraftstoff an Bord des Personenkraftwagens zu speichern.

Bei einem vorteilhaften Fahrzeugkonzept ist der Drucktank in Fahrzeugquerrichtung mittig, insbesondere innerhalb eines Mitteltunnels und/oder zwischen zwei Fahrzeugsitzen, angeordnet .

Bei einem besonders vorteilhaften Fahrzeugkonzept weist der Drucktank zwischen seinen Endteilen einen linear abnehmenden Radius auf .

Bei einem weiteren besonders vorteilhaften Fahrzeugkonzept weist der Drucktank zwischen seinen Endteilen einen ersten Teil mit stetig abnehmendem Radius, einen zweiten Teil mit konstantem Radius und optional einen dritten Teil mit konstantem Radius auf .

Bei einem Personenkraftwagen mit einer Brennstoffzelle oder einem Verbrennungsmotor, der mit Wasserstoff betrieben wird, ist der Drucktank vorteilhaft als Hochdruckwasserstofftank ausgeführt .

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Dabei zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Personenkraftwagens, wobei der Drucktank einen linear abnehmenden Radius zwischen seinen Endteilen aufweist,

Fig. 2 das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in einer Draufsicht,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Personenkraftwagens, wobei der Drucktank zwischen seinen Endteilen einen Teil mit linear abnehmendem Radius und zwei Teile mit verschiedenen konstanten Radien aufweist,

Fig. 4 das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 in einer Draufsicht , und

Fig. 5 das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 in einer Seitenansicht.

Figur 1 zeigt einen Personenkraftwagen mit einem Drucktank D, der entlang der Fahrzeuglängsachse x über der Vorderachse des Personenkraftwagens angeordnet ist. Bezüglich der Fahrzeugquerrichtung y ist der Drucktank D mittig angeordnet.

Der Drucktank D weist, wie dies insbesondere aus Figur 2 deutlich wird, ein erstes Endteil E ₁ , ein zweites Endteil E ₂ und dazwischen einen konischen Teil K mit linear abnehmendem Radius r ₃ auf. Die Endteile Ei und E ₂ sind halbkugelförmig mit den Radien r _x und r ₂ und den Mittelpunkten Mi und M ₂ .

Hierbei umfasst konisch beziehungsweise linear abnehmend im Sinne der Erfindung auch fertigungsbedingte Abweichungen, die zu einer konkaven oder konvexen Form führen. Dies gilt insbesondere für die übergänge von den Endteilen E ₁ und E ₂ zum konischen Teil K.

Bei der Auslegung des konischen Teils K des Drucktanks D und somit dem Verlauf des Radius r ₃ des konischen Teils K ist die Stabilität des Drucktanks D bezüglich der gewünschten Drücke zu berücksichtigen.

In Figur 3 ist ein Personenkraftwagen mit einem Drucktank D dargestellt, wobei der Drucktank D entlang der Fahrzeuglängsachse x angeordnet ist und sich nahezu von der Vorderachse bis zur Hinterachse erstreckt. Die Anordnung des Drucktanks D bezüglich der Fahrzeugquerrichtung y ist mittig zwischen zwei Fahrzeugsitzen .

Wie insbesondere aus Figur 4 und 5 deutlich wird, weist der Drucktank D gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ebenfalls zwei halbkugelförmige Endteile Ei und E ₂ mit den Mittelpunkten Mi und M ₂ auf. Ausgehend vom Endteil Ei schließt sich ein erster konischer Teil K mit linear abnehmendem Radius r ₃ an, gefolgt von einem zweiten Teil T ₂ mit konstantem Radius r ₄ und einem dritten Teil T ₃ mit konstantem Radius r _5/ wobei der Radius r ₅ des dritten Teils T ₃ größer ist als der Radius r ₄ des zweiten Teils T ₂ . Das dann abschließende halbkugelförmige Endteil E ₂ weist einen geringeren Radius als das Endteil Ei auf.

Aufgrund des zur Verfügung stehenden Bauraums können die Teile K, T ₂ und T ₃ auch in anderer Reihenfolge angeordnet sein oder weitere Teile hinzukommen. Ebenfalls kann das Endteil E ₂ einen größeren Radius als das Endteil E ₁ aufweisen.

Bei Personenkraftwagen mit Frontmotor und Heckantrieb oder auch Heckmotor und Frontantrieb verläuft ein Triebstrang innerhalb eines Mitteltunnels. Weist ein Personenkraftwagen, beispielsweise mit einer Brennstoffzelle und Elektromotoren an der angetriebenen Achse oder den angetriebenen Rädern,

keinen Triebstrang im Mitteltunnel auf, so kann vorteilhaft innerhalb des Mitteltunnels der Drucktank D, beispielsweise als Hochdruckwasserstofftank, angeordnet werden. Somit werden für den Drucktank D änderungen an der Karosserie gering gehalten und der Drucktank D im Falle eines Unfalls zusätzlich geschützt.