DE-102025138870-A1 - SEITENSCHWELLERSTRUKTUR FÜR ELEKTROFAHRZEUGE

Abstract

Eine Seitenschwellerstruktur für ein Fahrzeug (100) kann aufweisen: ein Schwellerinnenelement (10), welches mit jeder Seite einer Bodenstruktur (1) auf einer Fahrzeugbreitenrichtung verbunden ist und welches entlang einer Vorne-Hinten-Richtung eines Fahrzeugkörpers angeordnet ist, ein oberes Verstärkungselement (30), welches mit einer Außenfläche (12) des Schwellerinnenelements (10) verbunden ist und welches entlang der Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugkörpers angeordnet ist, ein unteres Verstärkungselement (50), welches mit einer unteren Fläche des oberen Verstärkungselements (30) und der Außenfläche (12) des Schwellerinnenelements (10) verbunden ist und welches entlang der Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugkörpers angeordnet ist, und ein Schwelleraußenelement (70), welches mit der Außenfläche des Schwellerinnenelements (10) und dem oberen Verstärkungselement (30) verbunden ist und welches entlang der Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugkörpers angeordnet ist.

Inventors

• Seungho Noh
• Seung Min KANG
• Sumin Oh

Assignees

• HYUNDAI MOTOR COMPANY
• KIA CORPORATION

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20250925

Priority Date

20241104

Claims (15)

1. Seitenschwellerstruktur für ein Fahrzeug (100), welche aufweist: ein Schwellerinnenelement (10), welches dazu eingerichtet ist, mit jeder Seite einer Bodenstruktur (1) auf einer Fahrzeugbreitenrichtung verbunden zu sein, und welches entlang einer Vorne-Hinten-Richtung eines Fahrzeugkörpers angeordnet ist, ein oberes Verstärkungselement (30), welches mit einer Außenfläche (12) des Schwellerinnenelements (10) verbunden ist und welches entlang der Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugkörpers angeordnet ist, ein unteres Verstärkungselement (50), welches mit einer unteren Fläche des oberen Verstärkungselements (30) und der Außenfläche (12) des Schwellerinnenelements (10) verbunden ist und welches entlang der Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugkörpers angeordnet ist, und ein Schwelleraußenelement (70), welches mit der Außenfläche des Schwellerinnenelements (10) und dem oberen Verstärkungselement (30) verbunden ist und welches entlang der Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugkörpers angeordnet ist.
2. Seitenschwellerstruktur nach Anspruch 1 , wobei Bodenpaneele (3) und Querträger (5) der Bodenstruktur (1) auf beiden Seiten der Fahrzeugbreitenrichtung mit einer Innenfläche (11) des Schwellerinnenelements (10) verbunden sind, und wobei die Querträger (5) und das obere Verstärkungselement (30) auf einer ersten imaginären Linie (VL1) entlang der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sind.
3. Seitenschwellerstruktur nach Anspruch 1 oder 2 , wobei das Schwellerinnenelement (10) mit einem Seitenrahmen (9) auf einer Batteriebaugruppenseite einer am unteren Teil der Bodenstruktur (1) montierten Batteriebaugruppe (7) verbunden ist, und wobei eine Oberes-Verstärkungselement-Seitenfläche (37) des oberen Verstärkungselements (30), welche mit der Außenfläche (12) des Schwellerinnenelements (10) verbunden ist, und eine Seitenrahmenseitenfläche (9a) des Seitenrahmens (9) auf einer zweiten imaginären Linie (VL2) entlang einer Vertikalrichtung angeordnet sind.
4. Seitenschwellerstruktur nach Anspruch 3 , wobei ein Abschnitt von der Oberes-Verstärkungselement-Seitenfläche (37) des oberen Verstärkungselements (30) und der Seitenrahmenseitenfläche (9a) des Seitenrahmens (9) aus zum Schwelleraußenelement (70) als ein Transformationsabschnitt (TS) festgelegt ist.
5. Seitenschwellerstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , wobei das obere Verstärkungselement (30) ein Aluminiumextrusionselement (31) aufweist, und wobei das Aluminiumextrusionselement (31) eine Mehrzahl von geschlossenen Abschnitten (35) aufweist, welche durch mindestens eine Trennrippe (33) voneinander getrennt sind.
6. Seitenschwellerstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , wobei das untere Verstärkungselement (70) eine Mehrzahl von Zellenanordnungen (51) aufweist, welche nacheinander entlang der Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugkörpers verbunden sind.
7. Seitenschwellerstruktur nach Anspruch 6 , wobei das untere Verstärkungselement (70) durch die Zellenanordnungen (51) in einer Wabenform entlang der Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugkörpers ausgebildet ist.
8. Seitenschwellerstruktur nach Anspruch 6 oder 7 , wobei jede der Zellenanordnungen (51) aufweist: einen oberen Zellenkörper (53) aus Stahlmaterial, welcher mit einer unteren Fläche des oberen Verstärkungselements (30) verbunden ist, und einen unteren Zellenkörper (55) aus Stahlmaterial, welcher mit einem unteren Teil des oberen Zellenkörpers (53) verbunden ist und welcher mit der Außenfläche (12) des Schwellerinnenelements (10) verbunden ist.
9. Seitenschwellerstruktur nach Anspruch 8 , wobei der obere Zellenkörper (53) einen M-förmigen Querschnitt aufweist.
10. Seitenschwellerstruktur nach Anspruch 8 oder 9 , wobei der untere Zellenkörper (55) einen U-förmigen Querschnitt aufweist.
11. Seitenschwellerstruktur nach einem der Ansprüche 8 bis 10 , wobei der obere Zellenkörper (53) aufweist: einen oberen Formteil (57), welcher von einer Oberseite zu einer Unterseite des oberen Formteils (57) konkav ist, einen oberen Verbindungsteil (59), welcher sich von dem oberen Formteil (57) aus nach vorne und nach hinten erstreckt und welcher mit der unteren Fläche des oberen Verstärkungselements (30) verbunden ist, und obere Rippenabschnitte (61), von denen sich jeder von dem oberen Verbindungsteil (59) aus nach unten erstreckt.
12. Seitenschwellerstruktur nach Anspruch 11 , wobei der untere Zellenkörper (55) aufweist: einen unteren Verbindungsteil (63), welcher entlang der Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugkörpers ausgebildet ist und mit der Außenfläche (12) des Schwellerinnenelements (10) verbunden ist, und untere Rippenabschnitte (65), welche sich von jeder Seite des unteren Verbindungsteils (63) aus nach oben erstrecken.
13. Seitenschwellerstruktur nach Anspruch 12 , wobei die oberen Rippenabschnitte (61) und die unteren Rippenabschnitte (65) von jeder der Zellenanordnungen (51) durch Schweißen verbunden sind.
14. Seitenschwellerstruktur nach Anspruch 13 , wobei die oberen Rippenabschnitte (61) und die unteren Rippenabschnitte (65) der Zellenanordnungen (51), welche entlang der Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugkörpers zueinander benachbart sind, durch Schweißen verbunden sind.
15. Seitenschwellerstruktur nach einem der Ansprüche 8 bis 14 , wobei Schweißmuttern (81), welche das Schwellerinnenelement (10) und den unteren Zellenkörper (55) in einer Vertikalrichtung durchdringen, mit dem Schwellerinnenelement (10) verbunden sind.

Description

Technisches Gebiet Die vorliegende Erfindung betrifft eine Seitenschwellerstruktur für ein Elektrofahrzeug. Hintergrund Jüngst werden aufgrund von Umweltvorschriften und Vorschriften zur Kraftstoffeinsparung vermehrt Elektrofahrzeuge eingesetzt, die von elektrischen Stromquellen angetrieben werden. Elektrofahrzeuge sind mit einer Batteriebaugruppe ausgestattet, welche den elektrischen Antriebsstrang mit Strom versorgt. Die Batteriebaugruppe ist in einem Beispiel am unteren Abschnitt der Bodenstruktur im Fahrzeugkörper eines Elektrofahrzeugs montiert. Bei Elektrofahrzeugen wird die Reichweite (oder Fahrdistanz) hauptsächlich durch das Volumenverhältnis der Batteriebaugruppe beeinflusst. Je mehr Batteriezellen in dem begrenzten Raum der Batteriebaugruppe installiert werden können, desto größer ist die Reichweite des Elektrofahrzeugs. Das Volumenverhältnis der Batterie kann durch Komponenten mit überlappender mechanischer Festigkeit zwischen dem Fahrzeugkörper und der Batteriebaugruppe (z.B. seitliche Komponenten der Batteriebaugruppe, welche mit der Fahrzeugkarosserie verbunden sind) und Batteriehalterungskomponenten der Batteriebaugruppe verschlechtert werden. Da andererseits die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen in letzter Zeit zugenommen hat, ist die Entwicklung eines Fahrzeugkörpers erforderlich, welcher eine Kollisionsleistungsfähigkeit erfüllen kann. Insbesondere besteht Bedarf an der Entwicklung eines Fahrzeugkörpers, welcher die Batteriebaugruppe im Falle einer Seitenkollision eines Elektrofahrzeugs schützen kann. Die in diesem Hintergrund-Abschnitt enthaltenen Informationen sollen das Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung fördern und können Sachverhalte enthalten, welche nicht zum allgemein bekannten, verfügbaren oder gebräuchlichen Stand der Technik gehören. Kurze Erläuterung Die vorliegende Offenbarung bzw. Erfindung (hierin kurz auch nur: Offenbarung) betrifft eine Fahrzeugkörperstruktur für ein Elektrofahrzeug, und insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung eine Seitenschwellerstruktur für ein Elektrofahrzeug mit verbesserter Seitenkollisionsleistung. Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine Seitenschwellerstruktur für ein Elektrofahrzeug bereitstellen, welche die Seitenschwellerrotation minimieren und die bei einer Seitenkollision des Elektrofahrzeugs (z.B. einem auf das Elektrofahrzeug einwirkenden Seitenaufprall) auf eine Batteriebaugruppe übertragene Kollisionsenergie reduzieren kann. Eine Seitenschwellerstruktur für ein Elektrofahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann aufweisen: ein Schwellerinnenelement, welches mit jeder Seite einer Bodenstruktur entlang einer Fahrzeugbreitenrichtung verbunden ist und welches entlang einer Vorne-Hinten-Richtung eines Fahrzeugkörpers (z.B. einer Fahrzeugkarosserie) angeordnet ist, ein oberes Verstärkungselement, welches mit einer Außenfläche des Schwellerinnenelements verbunden ist und welches entlang der Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugkörpers angeordnet ist, ein unteres Verstärkungselement, welches mit einer unteren Fläche des oberen Verstärkungselements und der Außenfläche des Schwellerinnenelements verbunden ist und welches entlang der Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugkörpers angeordnet ist, und ein Schwelleraußenelement, welches mit der Außenfläche des Schwellerinnenelements und dem oberen Verstärkungselement verbunden ist und welches entlang der Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugkörpers angeordnet ist. Bodenpaneele und Querträger, welche in der Bodenstruktur vorgesehen sind, können auf beiden Seiten entlang (z.B. in) der Fahrzeugbreitenrichtung mit einer Innenfläche des Schwellerinnenelements verbunden sein. Die Querträger und das obere Verstärkungselement können auf einer ersten imaginären Linie entlang der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sein. Das Schwellerinnenelement kann mit Seitenrahmen auf beiden Seiten einer am unteren Teil der Bodenstruktur montierten Batteriebaugruppe verbunden sein. Eine Seitenfläche des oberen Verstärkungselements, welche mit der Außenfläche des Schwellerinnenelements verbunden ist, und eine Seitenfläche des Seitenrahmens können auf einer zweiten imaginären Linie entlang der Vertikalrichtung angeordnet sein. Ein Abschnitt von der Seitenfläche des oberen Verstärkungselements und der Seitenfläche des Seitenrahmens aus zum Schwelleraußenelement kann als Transformationsabschnitt (z.B. Umwandlungsabschnitt, beispielsweise Energieaufnahmeabschnitt) festgelegt werden. Das obere Verstärkungselement kann ein Aluminiumextrusionselement aufweisen. Das Aluminiumextrusionselement kann eine Mehrzahl von geschlossenen Abschnitten (z.B. geschlossenen Querschnitten) aufweisen, welche durch mindestens eine Trennrippe voneinander getrennt sind. Das untere Verstärkungselement kann eine Mehrzahl von Zellenanordnungen aufweisen, welche nacheinander entlang der Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugkörpers verbunden sind. Das untere Verstärkungselement kann durch die Zel