Fahrzeug mit einer Karosserie und einem Antriebssystem

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Karosserie und einem Antriebssystem.

Fahrzeugkarosserien sind relativ aufwendig und komplex aufgebaut und umfassen eine Vielzahl von miteinander verbundenen Komponenten, wie Längsträgern, Querträgern, Seitenschweller etc.. Darüber hinaus sind auch die Deformationselemente integriert, welche zu einer Energieabsorption bei der Krafteinwirkung, beispielsweise bei einem Unfall, dienen sollen.

Aus der DE 102 61 630 Al ist ein Trägermodul zur Montage in einem Kraftfahrzeug bekannt. Das Trägermodul enthält einen Karosserieboden, wobei der Karosserieboden einen sich im Fahrer-/Beifahrerbereich erstreckenden vorderen Karosserieboden und einen sich im Rücksitzbereich erstreckenden hinteren Karosserieboden enthält. Das Trägermodul ist zur Aufnahme von Komponenten, wie beispielsweise einer Batterie, einer Brennstoffzelle oder einem Reformator ausgebildet. Das Trägermodul dient somit lediglich dazu, dass diese Komponenten darauf aufgestellt und angeordnet werden können. Das Trägermodul kann auch zur Versteifung der Karosserie und zur Energieabsorption im Crashfall herangezogen werden. Weitere Funktionalität weist dieses Trägermodul nicht auf. Durch diese Ausgestaltung des Fahrzeugs wird die ohnehin schon relativ aufwendige Karosserie durch ein zusätzliches Teil, das Trägermodul

ergänzt, wodurch der verfügbare Bauraum weiter minimiert wird. Darüber hinaus wird dadurch das Gewicht erhöht.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug zu schaffen, bei dem eine hochfunktionelle Ausgestaltung der Karosserie erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeug, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, gelöst.

Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst eine Karosserie bzw. eine Rohbaustruktur und ein Energieversorgungssystem. Zumindest eine aktiv zur Energieversorgung beitragende Komponente des Energieversorgungssystems ist als Trägerteil der Karosserie ausgebildet und/oder ist als

Energieabsorptionselement bei einer Krafteinwirkung auf das Fahrzeug in die Karosserie entsprechend eingebunden. Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug kann somit erreicht werden, dass eine spezifische Komponente des Energieversorgungssystems neben ihrer eigentlichen, der Energieversorgung dienlichen Funktion darüber hinaus eine weitere vom

Energieversorgungssystem unabhängige Funktion aufweist. Diese zusätzliche Funktion ist insbesondere im Hinblick auf Stabilisierung und Steifigkeit der Karosserie vorgesehen. Zusätzlich oder anstatt dazu ist die zusätzliche Funktion von der Komponente jedoch auch als quasi Deformationselement zur Energieabsorption, beispielsweise bei einem Unfall oder dergleichen, konzipiert. Die Komponente des Energieversorgungssystems ist somit multifunktional ausgebildet und in die Karosserie eingebunden. Durch diese Multifunktionalität der Komponente können Bauteile eingespart werden, da nur unifunktional wirkende Teile der Karosserie durch diese Komponente ersetzt werden können. üblicherweise in der Karosserie vorhandene Teile können durch diese Komponente ersetzt werden.

Unter einem Energieversorgungssystem eines Fahrzeugs wird sowohl ein elektrische System, wie ein Bordnetz oder ein Hybridantrieb mit Batterien verstanden. Ebenfalls wird auch jedes Antriebssystem, welches unter Energieaufbringung oder Energieumwandlung einen Antrieb des Fahrzeugs gewährleistet, unter ein Energieversorgungssystem summiert. Insbesondere ist unter einer derartigen aktiv zur Energieversorgung beitragenden Komponente keine Hilfskomponente zur Befestigung oder Lagerung, wie ein Trägermodul aus dem Stand der Technik, für eine derartige aktiv wirkende Komponente verstanden. Eine aktiv zur Energieversorgung beitragende Komponente ist somit insbesondere eine derartige, welche selber zur Energieerzeugung ausgebildet ist und/oder zur Energieerzeugung erforderliche Mittel, wie Brennstoff und dergleichen, speichert und/oder Energie speichert und/oder zur Energieübertragung von elektrischer Energie ausgebildet ist.

Durch Verwendung und spezifische Auslegung dieser Komponenten des Energieversorgungssystems kann neben einer Gewichtsersparnis aufgrund einer Bauteilreduktion auch eine Erhöhung der Stabilität des Chassis erzielt werden.

Vorzugsweise ist die Komponente des Energieversorgungssystems in ihrer Multifunktionalität als Querträger oder als Seitenschweller der Karosserie funktional in die Karosserie eingebunden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich die Komponente des Energieversorgungssystems zwischen zwei Längsträgern der Karosserie erstreckt. Vorzugsweise ist die Komponente des Energieversorgungssystems unmittelbar mit diesen Längsträgern verbunden. Prinzipiell kann eine Verbindung der Komponente des Energieversorgungssystems mit der Karosserie unmittelbar vorgesehen sein, in dem beispielsweise eine Verschraubung, eine Verschweißung, eine Vernietung etc. ausgebildet ist.

Insbesondere ist die Komponente des Energieversorgungssystems vor der Fahrgastzelle angeordnet.

Vorzugsweise erstreckt sich die Komponente unter dem Fahrerbereich und dem Beifahrerbereich im Fahrzeug. Vorzugsweise erstreckt sich die Komponente insbesondere quer zwischen den Längsträgern unter dem Fahrer und dem Beifahrerbereich des Fahrzeugs.

Besonders bevorzugt erweist es sich, wenn sich die Komponente des Energieversorgungssystems, welche auch Funktionen von ursprünglichen Karosserieteilen aufweist und entsprechend in die Karosserie eingebunden ist, auch in dem Bereich zwischen den Rädern des Fahrzeugs. Insbesondere ist vorgesehen, dass sich die Komponente auch zwischen den Vorderrädern des Fahrzeugs erstreckt. Gerade dann, wenn das Fahrzeug einen vor dem Fahrer und dem Beifahrerbereich liegenden Motorraum aufweist, erstreckt somit die Komponente des Energieversorgungssystems auch in diesen Motorraum, in dem das Energieversorgungssystem angeordnet ist.

Vorzugsweise ist die Komponente des Energieversorgungssystems an den Unterboden der Karosserie angebunden. Gerade hierdurch kann eine besonders effektive Einbindung und multifunktionale Verwendung der Komponente im Hinblick auf Stabilisierung des Chassis und/oder im Hinblick auf Energieabsorption bei einer Krafteinwirkung ermöglicht werden. Insbesondere dann, wenn die Komponente im Bereich unter dem Fahrer und dem Beifahrer angeordnet ist, kann im Crashfalle eine besonders effektive Energieabsorption durch die Komponente gewährleistet werden und somit die Verletzungsgefahr dieser Fahrzeuginsassen reduziert werden.

Besonders bevorzugt erweist es sich, wenn das Energieversorgungssystem ein Brennstoffzellensystem ist. Gerade hier bieten sich mehrere Komponenten an, welche eine derartige multifunktionale Auslegung im Hinblick auf ihre

primäre Funktionalität im Brennstoffzellensystem selbst, und im Hinblick auf ihre sekundäre Funktionalität entsprechend einem tragenden Teil oder einem Deformationselement der Rohkarosse, aufweisen können.

Bevorzugt ist die Komponente des Energieversorgungssystems eine Antriebssystem des Fahrzeugs zugeordnet. Besonders bevorzugt erweist es sich, wenn die Komponente des Antriebssystems dem Antriebsstrang eines

Brennstoffzellensystems zugeordnet ist. Insbesondere können hierbei ein elektrischer Fahrantrieb oder eine Wasserstoff- Tankanlage des Brennstoffzellensystems, welche dem Antriebsstrang des Brennstoffzellensystems zugeordnet ist, sein. Durch die Verwendung von Antriebsstrangkomponenten des Brennstoffzellensystems als tragende Teile in der Struktur der Karosserie des Fahrzeugs kann eine Einsparung von Gewicht und eine gleichzeitige Volumenvergrößerung mit Packgagevereinfachung vom Brennstoffzellenantriebsstrang erreicht werden. Darüber hinaus kann durch eine derartige Ausgestaltung erreicht werden, dass Komponenten des Brennstoffzellensystems in bestehende Fahrzeuge mit bestehenden Karosserien relativ einfach und aufwandsarm ohne eine große änderung der Rohkarosse verbaut und angeordnet werden können.

Die Komponenten des Antriebssystems werden vorzugsweise darüber hinaus entsprechend geformt und aus einem entsprechenden Material ausgebildet, um die ihnen im Hinblick auf die Karosserie zugeordnete weitere Funktionalität optimal erfüllen zu können. Neben einer Bauteilreduzierung kann somit auch wieder eine Bauraumgewinnung erzielt werden und dadurch auch die Montage von Komponenten, insbesondere des Brennstoffzellensystems, in die Karosserie, vereinfacht werden.

Selbstverständlich kann eine Komponente des Energieversorgungssystems auch beispielsweise eine Batterie,

ein zur Energiespeicherung in einem Bordnetz des Fahrzeugs ausgebildeter Kondensator, insbesondere ein SuperCap (Kondensator) oder dergleichen vorgesehen sein. Insbesondere alle diese zur Energieversorgung des Fahrzeugs vorgesehenen Komponenten können neben ihrer zur Energieversorgung beitragenden Funktionalität dann auch mit einer mechanischen Funktionalität belegt werden. Auch dann, wenn das Fahrzeug als Energieversorgungssystem kein Brennstoffzellensystem sondern ein herkömmliches Antriebssystem, beispielsweise mit einer Brennkraftmaschine, umfasst, kann eine derartige multifunktionelle Ausgestaltung einer entsprechenden Komponente und eine entsprechende Integration in der Karosserie vorgesehen sein.

Die grundsätzlich ein ursprüngliches Teil der Karosserie ersetzenden Komponenten des Energieversorgungssystems übernehmen somit deren Funktion beim Crash, beispielsweise einem Seitenaufprall, bei einer Verwindung oder dergleichen.

Ein ursprünglich somit rohbaufremdes Teil, die Komponente des Energieversorgungssystems, wird durch die Erfindung somit in den Rohbau integriert, um dort auch eine rohbauspezifische Funktion zu übernehmen.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht von unten auf einen Teilbereich einer Karosserie eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs; und

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Teilausschnitts einer Karosserie eines erfindungsgemäßen Fahrzugs bei der Betrachtung von schräg oben.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Teilbereichs einer Karosserie 1 eines Fahrzeugs gezeigt, welches darüber hinaus ein Brennstoffzellensystem als Antriebssystem aufweist, welches einem

Energieversorgungssystem des Fahrzeugs zugeordnet ist. Die Karosserie 1 umfasst den Unterboden 2, welcher in Fig. 1 gemäß einer Betrachtung von unten gezeigt ist. Der Unterboden 2 weist zwei parallel zueinander verlaufende Längsträger 3 und 4 auf, welche sich an den äußeren Seiten des Unterbodens

2 in Längsrichtung (x-Richtung) des Fahrzeugs erstrecken. üblicherweise ist beispielsweise zwischen diesen Längsträgern

3 und 4 ein Querträger der Karosserie 1 angeordnet. Dieser Querträger ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 durch eine lediglich beispielhaft und symbolisch dargestelle Komponente

7 des Brennstoffzellensystems ersetzt. Diese Komponente 7 ist somit in die Karosserie 1 eingebunden bzw. integriert, und ist eine aktiv zur Energieversorgung beitragende Komponete des Systems.

Die Komponente 7 hat somit neben ihrer primären Funktionalität, einen Beitrag zum Antrieben des Fahrzeugs zu leisten, eine weitere Funktionalität, welche im Ausführungsbeispiel die mechanische Funktionalität des ursprünglichen Querträgers ist. Die Komponente 7 ist somit auch zur Stabilisierung der Karosserie 1 ausgebildet.

Die Komponente 7 ist vorzugsweise einem Antriebsstrang des Brennstoffzellensystems zugeordnet und kann beispielsweise ein elektrischer Fahrantrieb oder ein Teil einer Wasserstoff- Tankanlage des Brennstoffzellensystems sein.

Gerade bei der örtlichen Positionierung der Komponente 7 im Fahrerbereich 5 und/oder im Beifahrerbereich 6, kann diese

zusätzliche Funktionalität auch dahingehend ausgelegt sein, dass die Komponente 7 zur Energieabsorption bei einer Krafteinwirkung auf das Fahrzeug, beispielsweise bei einem Unfall, ausgebildet ist. Die Komponente 7 dient somit quasi auch als Deformationselement und zum Energieabbau.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 erstreckt sich die Komponente 7 quer zu den Längsträgern 3 und 4 und ist mit den Längsträgern 3 und 4 verbunden. Diese Integration der Komponente 7 in die Karosserie 1 kann durch die üblichen Verbindungstechniken wie Schweißen etc. vorgesehen sein, oder aber auch durch eine einstückige Ausbildung erfolgen.

Gerade dann, wenn die Komponente 7 des Antriebssystems auch als Energieabsorptionselement vorzugsweise vorgesehen sein soll, kann es auch als Seitenschweller des Fahrzeugs angeordnet sein.

Gemäß dem in Fig. 1 erläuterten Ausführungsbeispiel ist die Komponente 7 somit vorzugsweise unterhalb der Fahrgastzelle angeordnet. Besonders erstreckt sich die Komponente 7 auch in einen Bereich des Fahrzeugs, welcher zwischen den Rädern, insbesondere den Vorderrädern, angeordnet ist.

Es sei explizit darauf hingewiesen, dass die plattenartige Darstellung des Elements bzw. der Komponente 7 in Fig. 1 lediglich symbolisch für alle möglichen Komponenten und Formgebungen des Energieversorgungssystems, welche dann auch als tragendes und/oder energieabsorbierendes Teil in die Karosserie 1 eingebunden sind, stehen soll.

Selbstverständlich können auch mehrere Komponenten des Energieversorgungssystems derart multifunktional ausgelegt sein und mit einer mechanischen Funktionalität eines Karosserieteils belegt sein und dieses ersetzen.

In Fig. 2 ist ein Teilsausschnitt einer perspektivischen Ansicht einer Karosserie 1 gezeigt, bei der eine schräg von oben betrachtete Darstellung vorliegt. Im Fahrerbereich 5 bzw. auf der Fahrerseite sind auch die A-Säule 8 und die B- Säule 9 der Karosserie 1 gezeigt.

Wesentlich für die Erfindung ist, dass eine unter der hier zugrunde gelegten Definition einer aktiv zur Energieversorgung beitragenden Komponente des Energieversorgungssystems, insbesondere einem diesen zugeordneten Antriebssystem, zusätzlich eine Funktion eines ursprünglichen Karosserieteils, insbesondere eines Trägerteils und/oder eines Energieabsorptionselements mit übernimmt und dieses in der Karosserie 1 ersetzt oder ergänzt. Neben einem vollständigen Ersatz des sonst üblicherweise dafür vorgesehenen Karosserieteils kann auch vorgesehen sein, dass die Komponente des Energieversorgungssystems lediglich teilweise und unterstützend die Funktion dieses ansonsten ursprünglichen Karosserieteils mit übernimmt. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann dann das übliche Karosserieteil kleiner, bzw. schwächer ausgelegt werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass dann, wenn die Komponente des Energieversorgungssystems auch die Tragefunktion eines Querträgers mit übernehmen soll, dieser Querträger dünner bzw. schwächer ausgelegt ist. Situations- und bedarfsabhängig kann somit auch flexibel und karosserie- sowie fahrzeugspezifisch entschieden werden, ob die Komponente des Energieversorgungssystems ursprüngliche Funktionsteile der Karosserie 1 vollständig ersetzt oder diese in seiner Funktion lediglich unterstützt.

Bezugszeichenliste

1 Karosserie

2 Unterboden 3,4 Längsträger

5 Fahrerbereich

6 Beifahrerbereich

7 Komponente

8 A-Säule

9 B-Säule