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DE102009009150B4 - Fahrzeug-Kofferraumbodenhalterung mit integriertem Luftkanal - Google Patents

Fahrzeug-Kofferraumbodenhalterung mit integriertem Luftkanal Download PDF

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DE102009009150B4
DE102009009150B4 DE102009009150A DE102009009150A DE102009009150B4 DE 102009009150 B4 DE102009009150 B4 DE 102009009150B4 DE 102009009150 A DE102009009150 A DE 102009009150A DE 102009009150 A DE102009009150 A DE 102009009150A DE 102009009150 B4 DE102009009150 B4 DE 102009009150B4
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Alan V. Milford Parrett
Kyle W. Brighton Stanforth
Hua He
Timothy J. Brighton Roggenkamp
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Abstract

Fahrzeug (10), das einen Fahrgastraum (14) bildet und ein Energiespeicherungssystem (20) zum Versorgen des Fahrzeuges (10) mit Energie aufweist, bei dem das Energiespeicherungssystem (20) zumindest eine Batterie (24) und ein Kühlsystem (28) besitzt, wobei sich das Energiespeicherungssystem (20) innerhalb des Fahrgastraumes (14) unterhalb eines Kofferraumbodens (16) befindet,
gekennzeichnet durch:
eine Kofferraumbodenhalterung (34) unter dem Kofferraumboden (16) und dem Energiespeicherungssystem (20) benachbart, wobei die Kofferraumbodenhalterung (34) einen integrierten Kanal (40) bildet, der sich von dem Kühlsystem (28) zum Ventilieren des Energiespeicherungssystems (20) erstreckt; und wobei die Kofferraumbodenhalterung (34) so gestaltet ist, dass das Geräusch des Kühlsystems (28) reduziert wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 13, wie es beispielsweise aus der DE 601 28 619 T2 oder aus der DE 10 2005 028 950 A1 bekannt geworden ist.
  • Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Hybridfahrzeuge, die gespeicherte elektrische Energie in Kombination mit einer anderen Kraftquelle wie beispielsweise einem Verbrennungsmotor oder einer Brennstoffzelle nutzen, können Kraftstoffausbeute und andere Vorteile bieten. Viele, bis heute vorgeschlagene Hybridfahrzeuge (wie Sport-Utility-Fahrzeuge [SUV], Großraumlimousinen, Kombiwagen und Wagen mit Hecktür, jedoch nicht darauf beschränkt) besitzen ein Energiespeicherungssystem, das innerhalb des Fahrgastraumes des Fahrzeugs untergebracht ist. Weil das Energiespeicherungssystem eine bedeutende Wärmemenge abgibt, muss die Wärme aus dem Fahrgastraum herausgelassen werden. Um beim Herausleiten der Wärme aus dem Fahrzeug zu unterstützen, kann ein Lüfter verwendet werden. Manche Lüfter erzeugen einen Geräuschpegel, der für den Komfort des Fahrgastes eine Dämpfung erforderlich macht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, inerhalb eines Fahrzeugs eine verbesserte Geräuschdämmung eines Kühlsystems unterhalb eines Kofferraumbodens zu erzielen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Gegenstand nach einem der Ansprüche 1, 10 oder 13 gelöst.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es wird eine Kofferraumbodenhalterung aus porösem Strukturschaumstoff bereitgestellt, die einen integrierten Kanal bildet. Der Kanal ist als in Fluidverbindung mit einem Wärme abgebenden Teil, wie ein Energiespeicherungssystem in einem Fahrzeug, so gestaltet, dass die Kofferraumbodenhalterung dazu dient, sowohl den Kofferraumboden zu halten als auch eine Strecke zur Wärmeableitung zu bewirken. Dadurch, dass der Kanal innerhalb des Kofferraumbodens integriert ist, wird kein separater Kanal benötigt, der um andere, unter dem Kofferraumboden angeordnete Fahrzeugteile herum führen müsste. Die Kofferraumbodenhalterung aus porösem Strukturschaumstoff ist so gestaltet, dass ein durch einen in dem Energiespeicherungssystem enthaltenen Kühllüfter erzeugtes Geräusch gedämpft wird. Zur Geräuschminderung ist ein poröser Polypropylenschaumstoff besonders gut geeignet.
  • Der Kanal kann mit einem Hauptdurchlass gestaltet werden, der von dem Kühlsystem zu einem Entlüftungsstutzen führt, der Luft aus dem Fahrgastraum herauslässt, so dass die Luft des Kühlsystems (z. B. durch einen Lüfter aus dem Energiespeicherungssystem abgeführte Luft) anschließend aus dem Fahrzeug heraus geleitet wird. In der Kofferraumbodenhalterung aus Strukturschaumstoff können in dem Kanal ein oder mehrere seitliche Durchlässe ausgebildet sein. Die seitlichen Durchlässe können so gestaltet sein, dass sie wie Reflexionsschalldämpfer zur Optimierung von Geräuschminderung funktionieren. Weil unter dem Kofferraumboden andere Fahrzeugteile eingebaut sein können, kann die Kofferraumbodenhalterung aus Strukturschaumstoff mit Einbauhohlräumen gestaltet werden, um solche Teile sicher zu positionieren und festzuhalten. Form und Verlauf des integrierten Kanals können teilweise auf einer Notwendigkeit, um diese oder andere Fahrzeugteile herum zu verlegen, basieren. Weil der Kanal mit der Kofferraumbodenhalterung aus Schaumstoff eine Einheit bildet, wird jedes ”Quietsch- und Klappergeräusch”, das mit einer Trennfläche zwischen einer Kofferraumbodenhalterung aus Schaumstoff und einem getrennten (nicht integrierten) Kanal verbunden ist, vermieden. Das Vereinigen der seitlichen Durchlässe mit dem Hauptdurchlass in der Kofferraumbodenhalterung aus Strukturschaumstoff schließt die Komplexität des Verbindens einer gesonderten, die Leistung steigernden Struktur mit einem gesonderten (nicht integrierten) Kanal aus, während gleichzeitig versucht wird, andere Bauelemente unter dem Kofferraumboden zu vermeiden.
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist die schematische perspektivische Darstellung eines Sport-Utility-Hybridfahrzeuges mit einer entfernten Hecktür, um den hinteren Teil eines innen gelegenen Fahrgastraums mit einem Kofferraumboden sichtbar zu machen;
  • 2 ist eine schematische perspektivische Darstellung des Hybridfahrzeuges von 1, wobei der Kofferraumboden angehoben ist, um einen Teil eines Hybrid-Antriebsstranges mit einem Energiespeicherungssystem, das Batterien und ein Batteriekühlsystem mit einem Lüfter enthält, sichtbar zu machen, und die die Örtlichkeit einer Druckentlüftungsöffnung eines Fahrgastraumes zeigt;
  • 3 ist eine schematische perspektivische Darstellung des Hybridfahrzeuges von 1 und 2 mit einer Kofferraumbodenverstärkung, die dem Energiespeicherungssystem benachbart eingebaut ist und einen integrierten Kanal für die Entlüftung des Energiespeicherungssystems zu der Druckentlüftungsöffnung von 2 bildet;
  • 4 ist eine schematische perspektivische Darstellung der Kofferraumbodenverstärkung von 3 von oben; und
  • 5 ist eine schematische perspektivische Darstellung der Kofferraumbodenverstärkung von 3 und 4 von unten.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszahlen auf gleiche Bauelemente verweisen, zeigt 1 ein Hybridfahrzeug 10 (wie Sport-Utility-Fahrzeuge [SUV], Großraumlimousinen, Kombiwagen und Wagen mit Hecktür, jedoch nicht darauf beschränkt). Das Hybridfahrzeug 10 kann ein beliebiger Hybridtyp sein, d. h. jedes Fahrzeug mit mindestens zwei primären Kraftquellen wie beispielsweise ein benzinelektrisches, ein dieselelektrisches oder ein Brennstoffzellen-Hybridfahrzeug. Das Fahrzeug 10 besitzt eine Fahrzeugkarosseriestruktur 12 wie Karosseriebleche, die einen innen liegenden Fahrgastraum 14 bilden und den innen liegenden Fahrgastraum 14 von der Außenseite des Fahrzeuges (d. h. von der umliegenden Umgebung) trennen. Ein Kofferraumboden 16 befindet sich inner halb des Fahrgastraumes 14 und ist über Scharniere 18 aus der geschlossenen Stellung von 1 in eine offene Stellung von 2 und 3 bewegbar.
  • Mit Bezug auf 2 ist bei offenem Kofferraumboden 16 ein Energiespeicherungssystem 20 sichtbar, das innerhalb des Fahrgastraumes 14 über einem Bodenblech 22 jedoch unter dem Kofferraumboden 16 untergebracht ist. Das Energiespeicherungssystem 20 umfasst eine oder mehrere Batterien 24, die unterhalb eines äußeren Batteriegehäuses 26 verdeckt angegeben sind. Die Batterien können von jeder beliebiger Art sein, wie beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien. Die Batterien 24 geben Wärme ab und machen eine Kühlung über ein Batteriekühlsystem 28 erforderlich, das ebenfalls in dem Energiespeicherungssystem 20 enthalten ist und den Batterien 24 benachbart aufgestellt ist. Das Batteriekühlsystem 28 enthält einen Lüfter 30, der in 2 durch Lüfterflügel dargestellt ist und zum Abblasen von Wärme aus den Batterien 24 genutzt wird. Außerdem ist in 2 ein in der Fahrzeugkarosseriestruktur 12 eingebauter Fahrzeugentlüftungsstutzen 32 gezeigt, der betriebsfähig ist, um das Beheizen, Lüften und Klimatisieren in dem Fahrgastraum 14 (in 1 gezeigt) zu ermöglichen, indem Luft vom Fahrzeug 10 nach außen entlüftet wird. Der Entlüftungsstutzen 32 ist nur schematisch dargestellt und kann eine Form, Größe oder Ausführung aufweisen, die anders als die gezeigte ist. Obwohl ein Hybridfahrzeug dargestellt ist, kann die nachstehend erörterte Kofferraumbodenhalterung 34 in jedem beliebigen Fahrzeug, welches ein Energiespeicherungssystem besitzt, das innerhalb eines Fahrgastraumes, wie unter einem Kofferraumboden, untergebracht ist, einschließlich eines Brennstoffzellenfahrzeugs und eines Elektrofahrzeugs, jedoch nicht darauf beschränkt, genutzt werden.
  • Mit Bezug auf 3 ist eine selbst tragende Kofferraumbodenhalterung 34 über dem Bodenblech 22 von 2 und dem Energiespeicherungssystem 20 benachbart mit einem integrierten Kühlsystem 28 eingebaut. Die Kofferraumbodenhalterung 34 besteht aus einem porösen, schalldämpfenden Strukturschaumstoffmaterial wie poröser Polypropylenschaumstoff. Das poröse Strukturschaumstoffmaterial ist leicht, was den sparsamen Kraftstoffverbrauch potenziell erhöht, während es von genügender Festigkeit ist, um den Kofferraumboden 16 zu halten. Darüber hinaus besitzt ein poröser Strukturschaumstoff Lufttaschen, die dazu beitragen, Geräusch sowohl in dem Kanal als auch im Fahrgastraum 14 abzuschwächen, was vorteilhaft ist, weil der Lüfter 30 ein Geräusch erzeugendes Bauelement ist. Schließlich kann Strukturschaumstoffmaterial zu komplexen Formen geformt werden. In dieser Ausführungsform bildet die Kofferraumbodenhalterung 34 aus Strukturschaumstoff einen integrierten Kanal 40, der in 3 verdeckt dargestellt ist und in 5 in der Ansicht der Kofferraumbodenhalterung 34 von unten am besten gezeigt wird. Der Kanal 40 kann auch als eine Durchführung bezeichnet werden. Der Kanal 40 ist im Wesentlichen dreiseitig wie es in 4 gezeigt wird. Der offene Boden des Kanals 40 in 4 wird durch das Bodenblech 22 von 2 abgeschlossen, wenn die Kofferraumbodenhalterung 34 aus Strukturschaumstoff in dem Fahrzeug eingebaut wird, wie es in 3 gezeigt ist. Obwohl der Kanal 40 mit drei Seiten dargestellt ist, kann er in anderen Ausführungsformen eine mehr zylindrische Querschnittsform aufweisen und vollständig innerhalb des Strukturschaumstoffmaterials ohne offene Seite eingebettet sein.
  • In 4 und 5 ist eine Öffnung 42 des Kanals 40 sichtbar, die sich in Fluidverbindung mit dem Lüfter 30 von 2 und diesem benachbart befindet, wenn er wie in 3 gezeigt eingebaut wird. Der Kanal 40 besitzt einen Auslass 44 (in 5 gezeigt), der als Verbindung mit dem Entlüf tungsstutzen 32 von 2 eingerichtet ist, wenn er wie in 3 gezeigt eingebaut wird. Folglich ermöglicht der Kanal 40, Wärme von dem Lüfter 30 über den Entlüftungsstutzen 32 vom Fahrzeug 10 nach außen zu entlüften.
  • Der Kanal 40 ist in einer gewundenen Strecke gestaltet, z. B. eine nicht geradlinige Strecke mit ”Knie-” oder ”Bogenwindungen” zwischen der Öffnung 42 und dem Auslass 44. Die Kofferraumbodenhalterung 34 aus Strukturschaumstoff ist in vielfältigen komplexen Formen geformt, um Einbauhohlräume auszubilden, die die Lage von verschiedenen Fahrzeugteilen wie einen in 3 gezeigten Kompressorsatz 46 halten und sichern. Der Einbauhohlraum 48 für den Kompressorsatz 46 ist in 4 sichtbar. Zur Aufbewahrung von Netzen, Werkzeug, Wagenheber oder anderen Gegenständen können zusätzliche Einbauhohlräume 50, 52 verwendet werden. Die Formbarkeit der Kofferraumbodenhalterung 34 aus Strukturschaumstoff ermöglicht es, den Kanal 40 so zu gestalten, dass er um solche anderen Fahrzeugteile herum führt. Außerdem ist der Kanal 40 mit einer Form gestaltet, die Geräusch mindert und den Luftstrom fördert. Zum Beispiel ermöglicht die Formbarkeit des Strukturschaumstoffs, dass ein Hauptdurchlass 54 des Kanals 40 mit einem seitlichen Durchlass 56 oder einem Hauptteil eines Reflexionsschalldämpfers in Verbindung steht, der so dimensioniert und positioniert ist, um wie ein eingeformter Reflexionsschalldämpfer und/oder Einstellvorrichtung zu funktionieren. Der seitliche Durchlass 56 dieser Ausführungsform besitzt einen kurzen rohrförmigen Teil, der in einen kugelförmigen Hohlraum (z. B. ein Helmholtz-Resonator) mündet. Alternativ dazu könnte ein etwas größerer und längerer rohrförmiger Durchlass (z. B. eine Viertelwellen-Einstellvorrichtung) anstelle des kurzen rohrförmigen Teils und kugelförmigen Hohlraums genutzt werden. Form und Lage des seitlichen Durchlasses 56 sind nur als beispielhaft gemeint. Die Anzahl, Größe und Lage von solchen mitschwin genden und Leistung steigernden seitlichen Durchlässen 56 würden auf mathematischen Schallmodellen basieren, die die Größe des Hauptdurchlasses 54, den Klang von Lüftergeräuschen, die Durchlässigkeit des Strukturschaumstoffs, usw. berücksichtigen.
  • Somit ist bei Bereitstellung einer Kofferraumbodenhalterung 34 aus Strukturschaumstoff kein gesondertes Kanalteil erforderlich, und die Ableitung von Wärme des Batteriemoduls 20 sowie von Geräusch und Temperatur des Innenraumes 14 wird zumindest teilweise durch die schalldämpfende Kofferraumbodenhalterung 34 aus porösem Strukturschaumstoff zustande gebracht.

Claims (15)

  1. Fahrzeug (10), das einen Fahrgastraum (14) bildet und ein Energiespeicherungssystem (20) zum Versorgen des Fahrzeuges (10) mit Energie aufweist, bei dem das Energiespeicherungssystem (20) zumindest eine Batterie (24) und ein Kühlsystem (28) besitzt, wobei sich das Energiespeicherungssystem (20) innerhalb des Fahrgastraumes (14) unterhalb eines Kofferraumbodens (16) befindet, gekennzeichnet durch: eine Kofferraumbodenhalterung (34) unter dem Kofferraumboden (16) und dem Energiespeicherungssystem (20) benachbart, wobei die Kofferraumbodenhalterung (34) einen integrierten Kanal (40) bildet, der sich von dem Kühlsystem (28) zum Ventilieren des Energiespeicherungssystems (20) erstreckt; und wobei die Kofferraumbodenhalterung (34) so gestaltet ist, dass das Geräusch des Kühlsystems (28) reduziert wird.
  2. Fahrzeug nach Anspruch 1, bei dem die Kofferraumbodenhalterung (34) ein poröser Strukturformschaumstoff ist, der schalldämpfend ist, um das Geräusch des Batteriekühlsystems (28) zu reduzieren.
  3. Fahrzeug nach Anspruch 1, bei dem die Kofferraumbodenhalterung (34) poröser Polypropylenschaumstoff ist.
  4. Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug (10) eine Fahrzeugkarosseriestruktur (12) umfasst, bei der die Kofferraumbodenhalterung (34) in der Fahrzeugkarosseriestruktur (12) mit eingeschlossen ist, und des Weiteren umfassend: einen Entlüftungsstutzen (32) in der Fahrzeugkarosseriestruktur (12), der betriebsfähig ist, um Luft vom Fahrgastraum (14) aus dem Fahrzeug (10) heraus zu lassen, wobei der Kanal (40) vom Batteriekühlsystem (28) zum Entlüftungsstutzen (32) geführt ist, um Kühlluft aus dem Fahrzeug (10) heraus zu leiten.
  5. Fahrzeug nach Anspruch 1, bei dem der Kanal (40) einen Hauptdurchlass (54) und zumindest einen seitlichen Durchlass (56) in Fluidverbindung mit dem Hauptdurchlass (54) aufweist, der als Reflexionsschalldämpfer dient, und bei dem der seitliche Durchlass (56) so gestaltet ist, um das Geräusch des Kühlsystems (28) zu reduzieren.
  6. Fahrzeug nach Anspruch 1, bei dem das Kühlsystem (28) einen Lüfter (30) enthält, der mit dem Kanal (40) funktionsfähig verbunden ist.
  7. Fahrzeug nach Anspruch 1, bei dem sich der Kanal (40) durch eine Form auszeichnet, um Strömung und Geräuschminderung zu optimieren.
  8. Fahrzeug nach Anspruch 1, bei dem die Kofferraumbodenhalterung (34) zumindest einen Einbauhohlraum (48, 50, 52) für ein Fahrzeugteil bildet.
  9. Fahrzeug nach Anspruch 1, bei dem die den integrierten Kanal (40) bildende Kofferraumbodenhalterung (34) ein einteiliges Bauelement ist.
  10. Vorrichtung für ein Fahrzeug (10) mit einem Wärme abgebenden Bauelement unter einem Kofferraumboden (16), gekennzeichnet durch: eine Kofferraumbodenhalterung (34) aus Strukturschaumstoff, die einen integrierten Kühlkanal (40) in Fluidverbindung mit dem Wärme abgebenden Bauelement bildet, um von diesem Wärme abziehen zu lassen.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Fahrzeug (10) ein Geräusch erzeugendes Kühlsystem (28) für das Wärme abgebende Bauelement umfasst, das dem Wärme abgebenden Bauelement benachbart unter dem Kofferraumboden (16) angeordnet ist; und bei der der Kanal (40) so gestaltet ist, dass die Kofferraumbodenhalterung (34) aus Strukturschaumstoff das Geräusch des Kühlsystems (28) dämpft.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei dem die Kofferraumbodenhalterung (34) aus Strukturschaumstoff ein poröser Polypropylenschaumstoff ist.
  13. Fahrzeug (10), umfassend: eine Fahrzeugkarosseriestruktur (12), die einen Kofferraumboden (16) umfasst und zumindest teilweise einen Fahrgastraum (14) über dem Kofferraumboden (16) bildet; einen Antriebsstrang mit einem Energiespeicherungssystem (20), das unter dem Kofferraumboden (16) gehalten ist; und wobei das Energiespeicherungssystem (20) einen integrierten Kühllüfter (30) unter dem Kofferraumboden (16) umfasst; gekennzeichnet durch: eine Kofferraumbodenhalterung (34) aus Strukturschaumstoff unter dem Kofferraumboden (16) angrenzend an den Kühllüfter (30), und die einen integrierten Kanal (40) in Fluidverbindung mit dem Kühllüfter (30) bildet, um zum Kühlen des Energiespeicherungssystems (20) genutzte Kühlluft abziehen zu lassen, und so gestaltet ist, dass ein Lüftergeräusch gedämpft wird.
  14. Fahrzeug nach Anspruch 13, bei dem die Kofferraumbodenhalterung (34) aus Strukturschaumstoff ein poröser Polypropylenschaumstoff ist.
  15. Fahrzeug nach Anspruch 13, bei dem die Kofferraumbodenhalterung (34) aus Strukturschaumstoff des Weiteren Einbauhohlräume (48, 50, 52) bildet, um Fahrzeugteile zumindest teilweise innerhalb des Fahrzeugs (10) zu befestigen.
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