DE102017103654B4 - Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie, Fahrzeugbatterie und Elektrofahrzeug - Google Patents

Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie, Fahrzeugbatterie und Elektrofahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE102017103654B4
DE102017103654B4 DE102017103654.7A DE102017103654A DE102017103654B4 DE 102017103654 B4 DE102017103654 B4 DE 102017103654B4 DE 102017103654 A DE102017103654 A DE 102017103654A DE 102017103654 B4 DE102017103654 B4 DE 102017103654B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery
dissipation element
module
intermediate floor
force dissipation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102017103654.7A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102017103654A1 (de
Inventor
Daniel Nierhoff
Erik Hilfrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG, ThyssenKrupp AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
Priority to DE102017103654.7A priority Critical patent/DE102017103654B4/de
Priority to PCT/EP2018/053874 priority patent/WO2018153781A1/de
Publication of DE102017103654A1 publication Critical patent/DE102017103654A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102017103654B4 publication Critical patent/DE102017103654B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554Rods or plates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie mit mindestens einer Modulaufnahme zur Aufnahme eines Batteriemoduls, die mindestens durch einen Seitenwand und einen Zwischenboden begrenzt ist, und mit einem unterhalb des Zwischenbodens angeordneten Unterfahrschutz zum Schutz gegen ein unerwünschtes Eindringen von Objekten von unten, wobei der Unterfahrschutz derart verstärkt ist, dass eine von unten auf den Unterfahrschutz einwirkende Kraft in den Seitenwand einleitbar ist und eine Deformation des Zwischenbodens im Wesentlichen vermieden wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie mit mindestens einer Modulaufnahme zur Aufnahme eines Batteriemoduls, die mindestens durch eine Seitenwand und einen Zwischenboden begrenzt ist, und mit einem unterhalb des Zwischenbodens angeordneten Unterfahrschutz zum Schutz gegen ein unerwünschtes Eindringen von Objekten von unten. Ferner betrifft die Erfindung eine Fahrzeugbatterie mit mindestens einem Batteriemodul und einem derartigen Batteriegehäuse. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Elektrofahrzeug mit einem solchen Batteriegehäuse.
  • Elektrofahrzeuge weisen typischerweise eine Fahrzeugbatterie zur Speicherung von elektrischer Energie auf, die zur Versorgung eines elektrischen Antriebs sowie weiterer elektrischer Aggregate des Elektrofahrzeugs genutzt werden kann. Üblicherweise bestehen solche Fahrzeugbatterien aus mehreren Batteriemodulen, die in einem gemeinsamen Batteriegehäuse angeordnet sind. Zur Aufnahme der Batteriemodule weisen die Batteriegehäuse in der Regel Modulaufnahmen in Form von Fächern auf, die durch Seitenwände und einen Zwischenboden begrenzt sind. Der Zwischenboden dichtet die Modulaufnahme nach unten gegen Spritzwasser ab und steht üblicherweise in thermischem Kontakt mit dem in der Modulaufnahme aufgenommenen Batteriemodul, so dass trotz der Abdichtung nach unten eine Kühlung des Batteriemoduls über den Zwischenboden erfolgen kann.
  • Derartige Batteriegehäuse müssen widerstandsfähig gegen Crashbelastungen sein, um die die Batteriemodule möglichst wirksam vor Beschädigungen zu schützen. Zum Schutz gegen das Eindringen von Objekten von unten weisen solche Batteriegehäuse daher oftmals einen Unterfahrschutz auf, der nach Art eines zweiten Bodens unterhalb des Zwischenbodens angeordnet ist. Um eine ausreichend steife Bodenstruktur zu erhalten, sind zwischen dem Unterfahrschutz und dem Zwischenboden üblicherweise balkenartige Träger angeordnet. Diese Träger können in einer Ausführung unterhalb der Modulaufnahmen angeordnet sein, diese überspannen und weisen ein hohes Widerstandsmoment auf. Als nachteilig hat sich jedoch herausgestellt, dass im Crashfall Deformationen des Unterfahrschutzes über die Träger an den Zwischenboden weitergeleitet werden. Hierdurch kann es zu Verformungen des Zwischenbodens sowie zu Beschädigungen der Batteriemodule kommen.
  • In der DE 10 2010 024 320 A1 ist eine Vorrichtung zum Halten einer Batterie in einer Aufnahme offenbart, welche durch eine Tragstruktur sowie einen Zwischenboden begrenzt ist. Unterhalb des Zwischenbodens ist ein Unterfahrschutz angeordnet. Zwischen dem Zwischenboden und dem Unterfahrschutz ist eine Energieabsorptionsschicht vorgesehen, so dass eine Sandwichstruktur gebildet ist. Bei dieser Halteeinrichtung können von unten einwirkende Kräfte zwar in die Tragstruktur eingeleitet werden, eine Deformation des Zwischenbodens infolge eines Eindringens eines Objekts von unten kann aufgrund der vollflächigen Kopplung von Zwischenboden und Unterfahrschutz durch die Energieabsorptionsschicht aber nicht vollständig ausgeschlossen werden.
  • Die DE 10 2015 206 522 A1 offenbart einen kühlbaren Energiespeicherboden für einen elektrischen Energiespeicher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei der Energiespeicherboden mehrlagig aufgebaut ist, aufweisend eine wärmeleitende Kühlplatte zum Tragen des Energiespeichers, wobei in der Kühlplatte mehrere Kühlkanäle ausgebildet sind, die von einem Kühlmittel durchströmbar sind, und eine Isolationsschicht, die aus einem Material mit geringerer Wärmeleitfähigkeit als die Kühlplatte gebildet ist.
  • In der US 2015 / 0 135 940 A1 wird ein deformierbarer Kühlboden eines Batteriegehäuses offenbart, der direkt mit Batteriezellen in Kontakt steht.
  • In einer anderen Ausführung können die Träger unterhalb der Zwischenwände liegen, die mit den Zwischenwänden eine sehr steife Struktur bilden, welche selber kaum deformiert, allerdings ist der Unterfahrschutz unterhalb der Modulaufnahmen auf einer größeren Fläche nicht abgestützt. Wenn die Modulaufnahmen zu groß sind, kann der Unterfahrschutz bis zum Zwischenboden durchgedrückt werden, was zu einer Beschädigung der Batteriemodule führen kann.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Gefahr einer Beschädigung von Batteriemodulen infolge einer Krafteinwirkung von unten zu reduzieren.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass von unten und insbesondere neben der Seitenwand auf den Unterfahrschutz einwirkende Kräfte in die Seitenwand der Modulaufnahme eingeleitet werden. Bei starker Krafteinwirkung reduziert die Verstärkung die Deformation des Unterfahrschutzes und bietet gleichzeitig noch hohen Deformationsraum um einen Kontakt des Unterfahrschutzes mit dem Zwischenboden respektive mit den Batteriemodulen im Wesentlichen zu vermeiden, was die Batteriemodule beschädigen könnte. Die Ableitung von unten auf das Batteriegehäuse einwirkender Kräfte erfolgt somit im Wesentlichen durch die Seitenwand der Modulaufnahme und/oder der Seitenwand des Batteriegehäuses. Hierdurch wird die Gefahr einer Beschädigung eines Batteriemoduls in der Modulaufnahme infolge einer Krafteinwirkung von unten verringert.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Modulaufnahme durch mehrere Seitenwände und den Zwischenboden begrenzt. Beispielsweise können zur Begrenzung der Modulaufnahme zwei, drei oder vier Seitenwände vorhanden sein. Bei den Seitenwänden kann es sich um Außenwände und/oder Innenwände des Batteriegehäuses handeln. Die Seitenwände können als Elemente einer Tragstruktur, beispielsweise eines Tragrahmens des Batteriegehäuses ausgebildet sein. Der Unterfahrschutz kann an zwei gegenüberliegenden Seitenwänden derart abgestützt sein, dass eine von unten auf den Unterfahrschutz einwirkende Kraft in beide Seitenwände einleitbar ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Unterfahrschutz im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet, wodurch ein bauraumoptimierter Schutz gegen ein unerwünschtes Eindringen von Objekten von unten zur Verfügung gestellt wird, der erhöhte Bodenfreiheit bietet.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Unterfahrschutz über einen unterhalb der Seitenwand angeordneten Anbindungspunkt mit dem Zwischenboden und/oder mit einem von unten an der Seitenwand anliegenden Verbindungselement verbunden. Über den unterhalb der Seitenwand angeordneten Anbindungspunkt kann eine von unten auf den Unterfahrschutz wirkende Kraft über den Zwischenboden und/oder über das Verbindungselement in die Seitenwand eingeleitet werden. Da der Anbindungspunkt unterhalb der Seitenwand, d.h. seitlich der Modulaufnahme, angeordnet ist, können von unten einwirkende Kräfte durch den Zwischenboden und/oder das Verbindungselement in die Seitenwand eingeleitet werden ohne den Zwischenboden zu deformieren. Der Zwischenboden liegt bevorzugt an einer Unterseite der Seitenwand an, so dass eine Kraftableitung über den unterhalb der Seitenwand angeordneten Bereich des Zwischenbodens in die Seitenwand erfolgen kann. Insbesondere ist der Unterfahrschutz nicht über einen Anbindungspunkt in einem Bereich vertikal unterhalb der Modulaufnahme mit dem Zwischenboden verbunden, so dass eine Übertragung einer auf den Unterfahrschutz wirkenden Kraft auf den Zwischenboden im Bereich der Modulaufnahme vermieden wird.
  • Gemäß der Erfindung ist mindestens ein Kraftableitungselement als Verstärkung zwischen Unterfahrschutz und Zwischenboden angeordnet, welches an der Seitenwand abgestützt ist. Über das Kraftableitungselement kann eine von unterhalb der Modulaufnahme auf den Unterfahrschutz einwirkende Kraft in die Seitenwand abgeleitet werden.
  • Gemäß der Erfindung ist mindestens ein Kraftableitungselement als Verstärkung zwischen Unterfahrschutz und Zwischenboden angeordnet und derart ausgebildet, dass der Abstand zwischen Kraftableitungselement und Zwischenboden größer ist und zum Rand hin in Richtung Seitenwand abnimmt, wobei das angeordnete Kraftableitungselement an der Seitenwand abgestützt ist. Bevorzugt ist das Kraftableitungselement derart ausgestaltet, dass eine in der Mitte zwischen zwei Seitenwänden der Modulaufnahme von unten auf den Unterfahrschutz einwirkende Kraft über das Kraftableitungselement an eine oder beide Seitenwände abgeleitet wird. Insbesondere ist das Kraftableitungselement derart ausgeführt, dass das Kraftableitungselement den Zwischenboden unterhalb der Modulaufnahme nicht berührt, so dass von unten einwirkende Stöße nicht über das Kraftableitungselement an den Zwischenboden und ein in der Modulaufnahme aufgenommenes Batteriemodul übertragen werden. Das Kraftableitungselement berührt den Zwischenboden bevorzugt ausschließlich in einem Bereich, in welchem die Seitenwand von oben an dem Zwischenboden anliegt, so dass von unten einwirkende Kräfte durch den Zwischenboden in die Seitenwand abgeleitet werden können. Die Modulaufnahme weist beispielsweise einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Die längere Seitenkante definiert eine durch den Mittelpunkt des Querschnitts der Modulaufnahme verlaufende Längsachse und die kürzere Seitenkante eine durch den Mittelpunkt des Längsschnitts der Modulaufnahme verlaufende Querachse. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Kraftableitungselement symmetrisch zur Längsachse ausgeführt. In einer alternativen, bevorzugten Ausgestaltung ist das Kraftableitungselement symmetrisch zur Querachse ausgeführt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Kraftableitungselement mit der Seitenwand und/oder dem Zwischenboden und/oder dem Unterfahrschutz verbunden. Bevorzugt ist das Kraftableitungselement an der Seitenwand und/oder dem Unterfahrschutz befestigt. Hierdurch wird das Kraftableitungselement fixiert, ohne dass eine unmittelbare Verbindung zwischen Kraftableitungselement und Zwischenboden in dem Bereich der Modulaufnahme hergestellt wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erstreckt sich das Kraftableitungselement im Wesentlichen über eine gesamte Breite der Modulaufnahme und/oder eine gesamte Länge der Modulaufnahme. Durch eine derartige Ausgestaltung des Kraftableitungselements kann die gesamte Breite und/oder die gesamte Länge der Modulaufnahme vor einer Intrusion des Unterfahrschutzes und/oder des Zwischenbodens geschützt werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Kraftableitungselement Aussparungen auf. Diese Aussparungen erleichtern den Zugang zu dem durch den Zwischenboden und das Kraftableitungselement begrenzten Teil des Deformationsraums, beispielsweise zur Montage oder Wartung einer Kühlvorrichtung. Ferner kann durch derartige Aussparungen das Gewicht des Kraftableitungselements reduziert werden.
  • In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erstreckt sich das Kraftableitungselement nur über einen Teil der Breite der Modulaufnahme und/oder nur über einen Teil der Länge der Modulaufnahme. Hierdurch wird der Zugang zum Deformationsraum, beispielsweise zur Montage und Wartung einer Kühlvorrichtung, erleichtert. Weiterhin kann durch eine Erstreckung des Kraftableitungselements über nur einen Teil der Breite der Modulaufnahme und/oder einen Teil der Länge der Modulaufnahme ein gewichtsreduziertes Kraftableitungselement zur Verfügung gestellt werden. Bevorzugt erstreckt sich das Kraftableitungselement jeweils über einen Teil der Breite zweier benachbarter Modulaufnahmen und/oder jeweils über einen Teil der Länge zweier benachbarter Modulaufnahmen. Hierdurch wird es möglich, die Anzahl an erforderlichen Bauteilen zu reduzieren.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Kraftableitungselement eine dem Zwischenboden zugewandte Oberfläche auf, welche im Bereich unterhalb einer Mitte zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenwänden der Modulaufnahme von dem Zwischenboden beabstandet ist und im Bereich unterhalb einer Seitenwand an dem Zwischenboden anliegt. Eine derartige Ausführung des Kraftableitungselements ermöglicht eine Ableitung von auf das Kraftableitungselement einwirkenden Kräften an die Seitenwand. Durch den Abstand des Kraftableitungselements von dem Zwischenboden im Bereich unterhalb der Mitte der Modulaufnahme, ist die Gefahr, dass das Kraftableitungselement infolge einer Krafteinwirkung von unten in den Zwischenboden drückt, verringert. Bevorzugt ist die dem Zwischenboden zugewandte Oberfläche derart ausgeführt, dass durch eine Krafteinwirkung auftretende Spannungen möglichst gleichmäßig im Kraftableitungselement verteilt sind.
  • Hierdurch wird vorteilhaft die Gefahr einer Deformation des Kraftableitungselements und/oder einer Intrusion des Kraftableitungselements in den Zwischenboden und/oder in die Batteriemodule vermindert und eine gleichmäßige Ableitung einer einwirkenden Kraft ermöglicht.
  • Alternativ kann das Kraftableitungselement eine dem Zwischenboden zugewandte Oberfläche aufweisen, welche im Bereich unterhalb einer Mitte zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenwänden der Modulaufnahme von dem Zwischenboden beabstandet ist und im Bereich unterhalb einer Seitenwand an der Seitenwand anliegt, so dass Kräfte unmittelbar in die Seitenwand eingeleitet werden können. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Kraftableitungselement im Bereich der Mitte eine geringere Dicke auf als im Bereich der Seitenwand.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Kraftableitungselement einen bogenförmigen oder im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt auf. Bevorzugt ist das Kraftableitungselement als Blech mit bogenförmigen oder im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt ausgeführt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der V-förmige Querschnitt in einem mittleren Bereich abgeflacht. Der bogenförmige oder im Wesentlichen V-förmige Querschnitt bewirkt eine möglichst gleichmäßige Ableitung der Kräfte über das Kraftableitungselement in die Seitenwand. Insbesondere werden durch den bogenförmigen oder im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt Spannungsspitzen im Kraftableitungselement vermieden. Hierdurch wird die Gefahr einer Deformation und/oder einer Intrusion des Kraftableitungselements in den Zwischenboden und/oder in die Modulaufnahme vermindert. Alternativ kann das Kraftableitungselement einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Kraftableitungselement aus einem Kunststoff ausgebildet ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Kraftableitungselement wannenförmig oder rinnenförmig ausgebildet. Die wannen- oder rinnenförmige Ausführung bewirkt unter Krafteinwirkung eine möglichst gleichmäßige Verteilung von Spannungen im Kraftableitungselement. Hierdurch wird die Gefahr einer Deformation und/oder einer Intrusion des Kraftableitungselements in den Zwischenboden und/oder in die Modulaufnahme vermindert. Bevorzugt ist das Kraftableitungselement aus faserverstärktem Kunststoff ausgeführt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der faserverstärkte Kunststoff auf den Unterfahrschutz aufgespritzt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das wannenförmige oder rinnenförmige Kraftableitungselement nicht durchgehend ausgebildet. Insbesondere ist das wannenförmige oder rinnenförmige Kraftableitungselement in Form von voneinander beabstandeten Rippen definierter Breite ausgebildet. Dabei bestimmt das Verhältnis von Rippenbreite zum Abstand der Rippen die Belastbarkeit des Kraftableitungselements.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Batteriegehäuse mehrere Modulaufnahmen zur Aufnahme je eines Batteriemoduls auf. Hierdurch wird die Anordnung mehrerer Batteriemodule in einem Batteriegehäuse ermöglicht. Dies ermöglicht eine Leistungssteigerung der in dem Batteriegehäuse angeordneten Fahrzeugbatterie. Es wird hiermit ein Batteriegehäuse für eine leistungsstarke Fahrzeugbatterie zur Verfügung gestellt. Zwei benachbarte Modulaufnahmen können eine gemeinsame Seitenwand aufweisen, welche beide Modulaufnahmen begrenzt. Die äußeren Modulaufnahmen können durch eine Seitenwand begrenzt sein, die eine Außenwand des Batteriegehäuses ist. Die Seitenwand weist bevorzugt eine Befestigungseinrichtung, beispielsweise einen Montagerahmen, zur Befestigung des Batteriegehäuses an einem Fahrzeug auf. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind unterhalb der Seitenwand Verbindungselemente zur Verbindung des Unterfahrschutzes mit der Seitenwand angeordnet. Unterhalb einer äußeren Seitenwand angeordnete Verbindungselemente sind bevorzugt in den Montagerahmen und/oder die Außenwand des Batteriegehäuses integriert.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Zwischenboden als durchgehender Zwischenboden ausgebildet, welcher mehrere Modulaufnahmen nach unten begrenzt. Alternativ oder zusätzlich ist der Unterfahrschutz als durchgehender Unterfahrschutz ausgebildet, welcher unterhalb mehrerer Modulaufnahmen angeordnet ist. Hierdurch wird vorteilhaft die Anzahl an Bauteilen reduziert und somit die Montage des Batteriegehäuses vereinfacht. Dies führt zu Zeitersparnis und Kostensenkung in der Herstellung der Batteriegehäuses.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Unterfahrschutz über ein in dem Deformationsraum angeordnetes Kraftableitungselement an einer zwischen den Modulaufnahmen angeordneten Seitenwand abgestützt. Hierdurch ist eine Krafteinwirkung auf den Unterfahrschutz über das Kraftableitungselement in einen Bereich zwischen den Modulaufnahmen ableitbar. Insbesondere ist eine Krafteinwirkung auf den Unterfahrschutz über das Kraftableitungselement in die zwischen den Modulaufnahmen angeordnete Seitenwand einleitbar. Hierdurch wird eine Krafteinwirkung des Unterfahrschutzes auf den Zwischenboden und/oder die Modulaufnahmen im Bereich der Modulaufnahmen vermieden. Dies vermindert das Risiko einer Deformation des Zwischenbodens und/oder der Modulaufnahme und damit einer Beschädigung darin angeordneter Batteriemodule.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Kraftableitungselement als durchgehendes Kraftableitungselement ausgebildet, welches unterhalb mehrerer Modulaufnahmen angeordnet ist. Die Anordnung eines durchgehenden Kraftableitungselements unter mehreren Modulaufnahmen reduziert die Anzahl an Bauteilen. Hierdurch kann ein vergleichsweise schnell, einfach und kostengünstig herzustellendes Batteriegehäuse zur Verfügung gestellt werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist in dem Deformationsraum eine Kühlvorrichtung und/oder eine Durchführung für ein Kühlfluid angeordnet. Hierdurch wird vorteilhaft eine effiziente Kühlung der Batteriemodule ermöglicht. Die Kühlung der Batteriemodule kann indirekt durch den Zwischenboden erfolgen.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Fahrzeugbatterie mit mindestens einem Batteriemodul und einem vorstehend beschriebenen Batteriegehäuse, wobei das Batteriemodul in einer Modulaufnahme angeordnet ist, insbesondere derart, dass es in thermischen Kontakt mit dem Zwischenboden steht. Hiermit wird vorteilhaft eine Fahrzeugbatterie mit verbesserter Crashperformance und effizienter Kühlung zur Verfügung gestellt.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem vorstehend beschriebenen Batteriegehäuse oder mit einer vorstehend beschriebenen Fahrzeugbatterie. Bei dem Fahrzeug können dieselben Vorteile erreicht werden, wie sie im Zusammenhang mit dem Batteriegehäuse beschrieben worden sind.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses für ein Fahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Batteriegehäuses nach 1 von unten, wobei der Unterfahrschutz entfernt ist.
    • 3 zeigt eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses für ein Fahrzeug gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 4 zeigt eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses für ein Fahrzeug gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 5 zeigt eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses für ein Fahrzeug gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 6 zeigt eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses für ein Fahrzeug gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 7 zeigt eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses für ein Fahrzeug gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
  • In 1 ist eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses 1 für eine Fahrzeugbatterie gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Batteriegehäuse 1 weist mehrere Modulaufnahmen 2 auf, in denen jeweils ein Batteriemodul 3 aufgenommen werden kann. Die Modulaufnahmen 2 weisen einen rechteckigen Grundriss auf und sind seitlich jeweils durch gegenüberliegende Seitenwände 4, 4' begrenzt. Nach unten begrenzt ein mit den Seitenwänden 4, 4' verbundener Zwischenboden 5 die Modulaufnahmen 2, so dass ein flüssigkeitsdichter Abschluss der Modulaufnahme 2 nach unten gewährleistet ist. Ferner weist das Batteriegehäuse 1 einen plattenförmigen Deckel 6 auf, welcher die Modulaufnahmen 2 nach oben begrenzt.
  • Der Zwischenboden 5 verläuft im Wesentlichen in horizontaler Richtung und liegt an den jeweiligen Unterseiten der Seitenwände 4, 4' an. Eine erste Seitenwand 4 ist als innenliegende Seitenwand ausgebildet, welche zwei benachbarte Modulaufnahmen 2 voneinander trennt. Insofern handelt es sich bei der ersten Seitenwand 4 um eine gemeinsame Seitenwand zweier Modulaufnahmen 2. Die gemeinsame Seitenwand 4 kann beispielsweise als Querträger ausgebildet sein. Eine zweite Seitenwand 4' ist als Außenwand des Batteriegehäuses 1 ausgebildet. Die zweite Seitenwand 4' weist ein als Montagerahmen ausgebildetes Befestigungselement 18 zur Befestigung des Batteriegehäuses 1 ein einem Fahrzeug, insbesondere an einem Chassis des Fahrzeugs, auf.
  • Unterhalb des Zwischenbodens 5 ist ein im Wesentlichen plattenförmiger Unterfahrschutz 7 angeordnet. Der Unterfahrschutz 7 ist über Verbindungselemente 10, 10' an den Seitenwänden 4, 4' abgestützt. Hierzu ist der Unterfahrschutz 7 mit den Verbindungselementen 10, 10' über Anbindungspunkte 9, 9' verbunden, die unterhalb der Seitenwände 4, 41 angeordnet sind. Somit kann bei einer Kraftbeaufschlagung des Unterfahrschutzes 7 von unten eine Kraftableitung über die Anbindungspunkte 9, 9' in die Verbindungselemente 10, 10' und dann in die Seitenwände 4, 4' erfolgen. Beispielsweise kann der Unterfahrschutz 7 mit den Verbindungselementen 10, 10' in den Anbindungspunkten 9, 9' verschraubt sein. An dem Unterfahrschutz 7 können Verprägungen zur Aufnahme von Schraubenköpfen vorgesehen sein.
  • Der Unterfahrschutz 7 ist von dem Zwischenboden 5 beabstandet angeordnet, so dass ein Deformationsraum 8 zwischen dem Zwischenboden 5 und dem Unterfahrschutz gebildet ist. Aufgrund des zwischen Zwischenboden 5 und Unterfahrschutz 7 ausgebildeten Deformationsraums 8 führt eine Deformation des Unterfahrschutzes 7 nicht unmittelbar zu einer Intrusion des Unterfahrschutzes 7 in den Zwischenboden 5 und/oder die Modulaufnahme 2. Hierdurch wird das Risiko einer Beschädigung eines in der Modulaufnahme 2 angeordneten Batteriemoduls 3 infolge einer Deformation des Unterfahrschutzes 7 vermindert.
  • Zudem ist innerhalb des Deformationsraums 8 ein Kraftableitungselement 11 angeordnet, über welches der Unterfahrschutz 7 an den Seitenwänden 4, 4' abgestützt ist. Das Kraftableitungselement 11 ist als Blech mit bogenförmigem Querschnitt ausgeführt. Über die Verbindungselemente 10, 10' ist das Kraftableitungselement 11 an die Unterseite der Seitenwände 4, 4' angebunden. Hierdurch ist eine von unten auf den Unterfahrschutz 7 einwirkende Kraft über das Kraftableitungselement 11 in die Seitenwand 4, 4' ableitbar. Das Kraftableitungselement 11 ist bevorzugt aus höchstfestem Stahl ausgeführt. Besonders bevorzugt weist der höchstfeste Stahl eine Zugfestigkeit von mindestens 780 MPa, insbesondere von mindestens 980 MPa auf.
  • Das Kraftableitungselement 11 ist an den Verbindungselementen 10, 10' befestigt. Das Kraftableitungselement 11 erstreckt sich über eine die gesamte Breite der Modulaufnahme 2 und die gesamte Länge der Modulaufnahme 2. Bei einer Deformation des Unterfahrschutzes 7 unter einer Krafteinwirkung auf den Unterfahrschutz 7 von unten, wirkt eine Kraft von unten auf das Krafteinleitungselement 11. Durch die Krafteinwirkung entsteht eine Spannung im Kraftableitungselement 11. Aufgrund des bogenförmigen Querschnitts ist die Spannung möglichst gleichmäßig innerhalb des Kraftableitungselements 11 verteilt. Hierdurch werden Spannungsspitzen und damit ein Brechen oder Reißen des Kraftableitungselements 11 vermieden. Weiterhin leitet das mit bogenförmigem Querschnitt ausgeführte Kraftableitungselement 11 die einwirkende Kraft zu den mit den Seitenwänden 4, 4' verbundenen Seitenkanten des Kraftableitungselements 11. Hierdurch wird eine auf den Unterfahrschutz 7 einwirkende Kraft über das Kraftableitungselement 11 auf die Seitenwand 4, 4' abgeleitet und eine Intrusion des Kraftableitungselements 11 in den Zwischenboden 5 vermieden.
  • Die Ausführung des Krafteinleitungselements 11 als Blech mit bogenförmigem Querschnitt ermöglicht, dass ein möglichst großer Bauraum zwischen dem Zwischenboden 5 und dem Kraftableitungselement 11 als Kühlbereich 13 genutzt werden kann. In dem Kühlbereich 13 kann eine Kühlvorrichtung 12 angeordnet werden. Alternativ kann der zwischen Kraftableitungselement 11 und Zwischenboden 5 ausgebildete Kühlbereich 13 der Durchführung eines Kühlfluides dienen. Die Kühlung eines Batteriemoduls 3 kann mittelbar über den Zwischenboden 5 erfolgen. Bevorzugt ist das Batteriemodul 3 in der Modulaufnahme derart angeordnet, dass Zwischenboden 5 und Batteriemodul 3 in thermischem Kontakt stehen. Hierdurch ist eine effiziente und bauraumoptimierte Kühlung des Batteriemoduls 3 durch die in dem Kühlbereich 13 angeordnete Kühlvorrichtung 12 oder durch das durch den Kühlbereich 13 angeordnete Kühlmittel möglich.
  • Wie der perspektivischen Darstellung des Batteriegehäuses von unten mit entferntem Unterfahrschutz in 2 zu entnehmen ist, weist das Kraftableitungselement 11 Versteifungen in Form von Sicken 11 auf. Die Sicken 11 sind parallel zu einer kürzeren Seite des Kraftableitungselements 11 angeordnet. Hierdurch wird das Kraftableitungselement 11 versteift. In 2 ist ferner zu erkennen, dass das Befestigungselement 18 als um die Außenkontur des Batteriegehäuses 1 umlaufender Montagerahmen ausgebildet ist. Innerhalb des Montagerahmens 18 ist ein parallel zur einer längeren Seite des Montagerahmens 18 verlaufender Längsträger 23 angeordnet. Das Batteriegehäuse weist eine erste Reihe 24 und eine zweite Reihe 25 von Modulaufnahmen 2 auf. Der Längsträger 23 teilt das Batteriegehäuse 1 in den Bereich der ersten Reihe 24 und den Bereich der zweiten Reihe 25. Die Modulaufnahmen 2 einer Reihe sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Insbesondere sind die Modulaufnahmen 2 einer Reihe derart angeordnet, dass die längeren Seiten der Modulaufnahmen 2 einer Reihe parallel zueinander verlaufen. Bevorzugt sind die Modulaufnahmen 2 derart in der ersten und zweiten Reihe 24, 25 angeordnet, dass die längere Seite der Modulaufnahmen 2 im Wesentlichen senkrecht zum Längsträger 23 verläuft.
  • Bei dem Batteriegehäuse 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Verbindungselemente 10, 10' als Querträger ausgebildet, welche senkrecht zu dem Längsträger 23 angeordnet sind.
  • Gemäß einer Abwandlung des in 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiels weist das Kraftableitungselement 11 Aussparungen auf. Diese reduzieren vorteilhaft das Gewicht des Kraftableitungselements 11.
  • In 3 ist eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Batteriegehäuse gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich des Querschnitts des Kraftableitungselements 11. Das Kraftableitungselement 11 des zweiten Ausführungsbeispiels weist einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt auf. Durch den im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt wird gegenüber dem bogenförmigen Querschnitt die Crashperformance bei einer bezüglich der Modulaufnahme 2 mittigen Krafteinwirkung erhöht und bei einer außermittigen Krafteinwirkung reduziert. Der Querschnitt des Kraftableitungselements 11 weist mittig eine Abflachung 30 auf, so dass sich eine im Querschnitt trapezförmige Anordnung aus Zwischenboden 5 und Kraftableitungselement 11 ergibt. Durch die Abflachung wird eine punktuelle Krafteinwirkung des Unterfahrschutzes 7 auf das Kraftableitungselement 11 vermieden. Hierdurch wird das Risiko einer Beschädigung des Unterfahrschutzes 7 durch das Kraftableitungselement 11 reduziert.
  • Das Kraftableitungselement 11 kann aus einem Blech ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Kraftableitungselement 11 aus einem höchstfesten Stahl, insbesondere ein mit einer Zugfestigkeit von mindestens 780 MPa, insbesondere von mindestens 980 MPa ausgeführt.
  • In 4 ist eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Das Batteriegehäuse 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist ähnlich wie das Batteriegehäuse 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Kraftableitungselement 11 auf, welches im Bereich unterhalb der Modulaufnahme 2 einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt hat. Im Unterschied zu dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das Kraftableitungselement 11 einstückig mit dem Verbindungselement 10 verbunden, an welchem der Unterfahrschutz 7 angebunden ist. Hierdurch wird die Anzahl der zur Herstellung des Batteriegehäuses 1 erforderlichen Bauteile reduziert. Es ergibt sich eine geringere Anzahl an Fügestellen, so dass die Fertigung vereinfacht wird.
  • Auf der dem Verbindungselement 10 gegenüberliegenden Seite der Modulaufnahme 2 ist das Kraftableitungselement 11 mit einem zweiten Verbindungselement 10' verbunden. Wie in 4 angedeutet, sind die Kraftableitungselemente 11 unterhalb benachbarter Modulaufnahmen 2 jeweils einstückig mit einem Verbindungselement 10 ausgebildet. Die Kraftableitungselemente 11 sind als Bleche, bevorzugt aus einem höchstfesten Stahl mit einer Zugfestigkeit von mindestens 780 MPa, insbesondere von mindestens 980 MPa ausgeführt.
  • In 5 ist eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Im Unterschied zu den Batteriegehäusen gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel ist bei dem Batteriegehäuse 1 des vierten Ausführungsbeispiels ein Kraftableitungselement 11 vorgesehen, welches sich nur über einen Teil der Breite B der Modulaufnahme 2 erstreckt, so dass ein erleichterter Zugang zum Deformationsraum, beispielsweise zur Montage und Wartung einer Kühlvorrichtung, ermöglicht wird. Das Kraftableitungselement 11 erstreckt sich jeweils über einen Teil der Breite B zweier benachbarter Modulaufnahmen 2.
  • Die Anbindung des Kraftableitungselements 11 erfolgt über einen unterhalb einer Seitenwand 4 angeordneten Anbindungspunkt 9. In dem Anbindungspunkt 9 ist der Unterfahrschutz 7 mit dem Kraftableitungselement 11 und dem Zwischenboden 5 verschraubt. An dem Unterfahrschutz 7 ist eine Hülse 19 angeordnet, durch welche ein Verbindungsmittel, beispielsweise eine Schraube, geführt werden kann.
  • Die 6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Batteriegehäuses 1 in einer schematischen Schnittbildansicht. Innerhalb des Deformationsraums 8 dieses Batteriegehäuses 1 ist ein Kraftableitungselement 11 angeordnet, welches fest mit dem Unterfahrschutz 7 verbunden ist. Das Kraftableitungselement 11 kann beispielsweise aus einem Kunststoff ausgebildet sein, welcher bevorzugt an den Unterfahrschutz 7 angespritzt ist. Der aufgespritzte Kunststoff ist bevorzugt faserverstärkt, insbesondere kurzfaserverstärkt. Bevorzugt ist das Kraftableitungselement 11 aus einem Polyamid, insbesondere aus PA6.6 GF30, ausgeführt. Der Unterfahrschutz 7 kann als Metallblech ausgeführt sein und an der dem Zwischenboden 5 zugewandten Oberseite einen Haftvermittler und/oder eine Kunststoff-Koppelschicht aufweisen. Insofern bilden das Kraftableitungselement 11 und der Unterfahrschutz ein Kunststoff-Metall-Hybridbauteil.
  • Das Kraftableitungselement 11 weist einen trapezförmigen Querschnitt auf. Das Kraftableitungselement 11 erstreckt sich nur über einen Teil der Breite der Modulaufnahme und nur über einen Teil der Länge der Modulaufnahme 2. Bevorzugt sind mehrere voneinander beabstandete Kraftableitungselemente 11 über die Länge der der Seitenwand 4, 4' verteilt angeordnet. Hierdurch entsteht eine in einer zur Seitenwand 4, 4' parallelen Richtung nicht durchgehende Kraftableitungsstruktur, bestehend aus mehreren Kraftableitungselementen 11. Insofern ergibt sich eine rippenartige Kraftableitungsstruktur. Das Verhältnis der Breite der Kraftableitungselementen 11 zum Abstand zwischen den Kraftableitungselementen 11 bestimmt die Belastbarkeit des Unterfahrschutzes 7. Durch geeignete Wahl dieses Verhältnisses kann die Belastbarkeit des Unterfahrschutzes und damit des Batteriegehäuses 1 eingestellt werden.
  • Die Anbindung des Kraftableitungselements 11 erfolgt über einen unterhalb einer Seitenwand 4 angeordneten Anbindungspunkt 9. In dem Anbindungspunkt 9 ist der Zusammenbau von Unterfahrschutz 7 und Kraftableitungselement 11 mit dem Zwischenboden 5 verschraubt. An dem Unterfahrschutz 7 ist eine Hülse 19 angeordnet, durch welche ein Verbindungsmittel, beispielsweise eine Schraube, geführt werden kann.
  • In 7 ist eine schematische Schnittbildansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels eines Batteriegehäuses 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Batteriegehäuse gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel weist ein wannenförmiges Kraftableitungselement 11 auf, welches fest mit dem Unterfahrschutz 7 verbunden ist. Bevorzugt sind der Unterfahrschutz 7 und das Kraftableitungselement 11 einstückig miteinander verbunden.
  • Der Unterfahrschutz 7 ist aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgeführt. Bevorzugt besteht der Unterfahrschutz 7 aus einer unteren Fasermatte 20. Das Kraftableitungselement 11 weist eine dem Zwischenboden 5 zugewandte Oberfläche 21 auf, welche aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist und eine Schicht 22 aus Polymerschaum, über welche das Kraftableitungselement 11 mit dem Unterfahrschutz 7 verbunden ist. Der faserverstärkte Kunststoff des Unterfahrschutzes 7 und/oder des Kraftableitungselements 11 weist bevorzugt Carbonfasern oder Aramidfasern auf. Besonders bevorzugt sind die Fasern innerhalb des Kunststoffs in Richtung der kürzeren Länge der Modulaufnahme 2 ausgerichtet. Hierdurch wird vorteilhaft ein gewichtsreduzierter Schutz der Modulaufnahme 2 und darin angeordneter Batteriemodule 3 zur Verfügung gestellt, der gleichzeitig eine hohe Crashperformance aufweist.
  • In dem Kraftableitungselement 11 ist ferner eine Aussparung 31 vorgesehen, durch welche ein Verbindungsmittel, beispielsweise eine Schraube, geführt werden kann, um das mit dem Unterfahrschutz 7 fest verbundene Kraftableitungselement 11 in einem unter der Seitenwand 4 angeordneten Anbindungspunkt 9 an den Zwischenboden 5 anzubinden.
  • Die vorstehend beschriebenen Batteriegehäuse 1 für eine Fahrzeugbatterie weisen mindestens eine Modulaufnahme 2 zur Aufnahme eines Batteriemoduls 3 auf, wobei die Modulaufnahme 2 mindestens durch eine Seitenwand 4, 4' und einen Zwischenboden 5 begrenzt ist. Unterhalb des Zwischenbodens 5 ist ein Unterfahrschutz 11 zum Schutz gegen ein unerwünschtes Eindringen von Objekten von unten angeordnet. Bevorzugt ist zwischen dem Zwischenboden 5 und dem Unterfahrschutz 11 ein Deformationsraum 8 angeordnet, in welchen der Unterfahrschutz 11 infolge einer Krafteinwirkung von unten eindringen kann ohne den Zwischenboden 5 zu deformieren, wobei der Unterfahrschutz 11 an der Seitenwand 4, 4' derart abgestützt ist, dass eine von unten auf den Unterfahrschutz 11 einwirkende Kraft in die Seitenwand 4, 4' einleitbar ist. Hierdurch wird die Gefahr einer Beschädigung eines Batteriemoduls 3 in der Modulaufnahme 2 infolge einer Krafteinwirkung von unten verringert.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Batteriegehäuse
    2
    Modulaufnahme
    3
    Batteriemodul
    4
    Seitenwand
    4'
    Seitenwand
    5
    Zwischenboden
    6
    Deckenplatte
    7
    Unterfahrschutz
    8
    Deformationsraum
    9
    Anbindungspunkt
    9'
    Anbindungspunkt
    10
    Verbindungselement
    10'
    Verbindungselement
    11
    Kraftableitungselement
    12
    Kühlvorrichtung
    13
    Kühlbereich
    16
    Verprägung
    17
    Sicke
    18
    Befestigungselement
    19
    Anschraubpunkt
    20
    obere Fasermatte
    21
    untere Fasermatte
    22
    Polymerschaumschicht
    23
    Querträger
    24
    erste Reihe
    25
    zweite Reihe
    30
    Abflachung
    B
    Breite
    L
    Länge

Claims (16)

  1. Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie mit mindestens einer Modulaufnahme (2) zur Aufnahme eines Batteriemoduls (3), die mindestens durch eine Seitenwand (4, 4') und einen Zwischenboden (5) begrenzt ist, und mit einem unterhalb des Zwischenbodens (5) angeordneten Unterfahrschutz (7) zum Schutz gegen ein unerwünschtes Eindringen von Objekten von unten, wobei der Unterfahrschutz (7) derart verstärkt ist, dass eine von unten auf den Unterfahrschutz (7) einwirkende Kraft in die Seitenwand (4, 4') einleitbar ist und eine Deformation des Zwischenbodens (5) vermieden wird, wobei mindestens ein Kraftableitungselement (11) als Verstärkung zwischen Unterfahrschutz (7) und Zwischenboden (5) angeordnet ist, welches an der Seitenwand (12) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftableitungselement (11) derart ausgebildet ist, dass ein Abstand zwischen Kraftableitungselement (11) und Zwischenboden (5) im Bereich unterhalb einer Mitte zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenwänden (4, 4') der Modulaufnahme (2) größer ist und zum Rand hin in Richtung Seitenwand (4, 4') abnimmt.
  2. Batteriegehäuse nach Anspruch 1, wobei der Unterfahrschutz (7) plattenförmig ausgebildet ist.
  3. Batteriegehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Unterfahrschutz (7) über einen unterhalb der Seitenwand (4, 4') angeordneten Anbindungspunkt (9, 9') mit dem Zwischenboden (5) und/oder mit einem von unten an der Seitenwand (4, 4') anliegenden Verbindungselement (10, 10') verbunden ist.
  4. Batteriegehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kraftableitungselement (11) mit der Seitenwand (4, 4') und/oder dem Zwischenboden (5) und/oder dem Unterfahrschutz (7) verbunden ist.
  5. Batteriegehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich das Kraftableitungselement (11) über eine gesamte Breite (B) der Modulaufnahme (2) und/oder eine gesamte Länge (L) der Modulaufnahme (2) erstreckt.
  6. Batteriegehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich das Kraftableitungselement (11) nur über einen Teil der Breite (B) der Modulaufnahme (2) und/oder nur über einen Teil der Länge (L) der Modulaufnahme (2) erstreckt.
  7. Batteriegehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kraftableitungselement (11) eine dem Zwischenboden (5) zugewandte Oberfläche aufweist, welche im Bereich unterhalb einer Mitte zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenwänden (4, 4') der Modulaufnahme (2) von dem Zwischenboden (5) beabstandet ist und im Bereich unterhalb einer Seitenwand (4, 4') an dem Zwischenboden (5) anliegt.
  8. Batteriegehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kraftableitungselement (11) einen bogenförmigen oder V-förmigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweist.
  9. Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Kraftableitungselement (11) wannenförmig oder rinnenförmig ausgebildet ist.
  10. Batteriegehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Batteriegehäuse (1) mehrere Modulaufnahmen (2) zur Aufnahme je eines Batteriemoduls (3) aufweist.
  11. Batteriegehäuse nach Anspruch 10, wobei der Zwischenboden (5) als durchgehender Zwischenboden ausgebildet ist, welcher mehrere Modulaufnahmen (2) nach unten begrenzt, und/oder wobei der Unterfahrschutz (7) als durchgehender Unterfahrschutz (7) ausgebildet ist, welcher unterhalb mehrerer Modulaufnahmen (2) angeordnet ist.
  12. Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei der Unterfahrschutz (7) über ein in dem Deformationsraum (8) angeordnetes Kraftableitungselement (11) an einer zwischen den Modulaufnahmen (2) angeordneten Seitenwand (4, 4') abgestützt ist.
  13. Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Kraftableitungselement (11) als durchgehendes Kraftableitungselement ausgebildet ist, welches unterhalb mehrerer Modulaufnahmen (2) angeordnet ist.
  14. Batteriegehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Deformationsraum (8) eine Kühlvorrichtung (12) und/oder eine Durchführung für ein Kühlfluid angeordnet ist.
  15. Fahrzeugbatterie mit mindestens einem Batteriemodul (3) und einem Batteriegehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Batteriemodul (3) in einer Modulaufnahme (2) angeordnet ist.
  16. Elektrofahrzeug mit einem Batteriegehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 oder mit einer Fahrzeugbatterie nach Anspruch 15.
DE102017103654.7A 2017-02-22 2017-02-22 Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie, Fahrzeugbatterie und Elektrofahrzeug Active DE102017103654B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017103654.7A DE102017103654B4 (de) 2017-02-22 2017-02-22 Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie, Fahrzeugbatterie und Elektrofahrzeug
PCT/EP2018/053874 WO2018153781A1 (de) 2017-02-22 2018-02-16 Batteriegehäuse für eine fahrzeugbatterie, fahrzeugbatterie und elektrofahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017103654.7A DE102017103654B4 (de) 2017-02-22 2017-02-22 Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie, Fahrzeugbatterie und Elektrofahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017103654A1 DE102017103654A1 (de) 2018-08-23
DE102017103654B4 true DE102017103654B4 (de) 2022-04-21

Family

ID=61837711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017103654.7A Active DE102017103654B4 (de) 2017-02-22 2017-02-22 Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie, Fahrzeugbatterie und Elektrofahrzeug

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102017103654B4 (de)
WO (1) WO2018153781A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022121801A1 (de) 2022-08-29 2024-02-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Batterie für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018206102A1 (de) * 2018-04-20 2019-10-24 Thyssenkrupp Ag Unterfahrschutzanordnung für eine Fahrzeugbatterieanordnung, Fahrzeugbatterieanordnung, Verfahren zur Herstellung einer Unterfahrschutzanordnung, Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugbatterieanordnung
DE102018115919A1 (de) * 2018-07-02 2020-01-02 Audi Aktiengesellschaft Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs
KR102445908B1 (ko) * 2018-09-20 2022-09-21 (주)엘엑스하우시스 전기자동차용 배터리 케이스 및 이를 포함하는 전기자동차용 배터리 모듈 패키지
DE102018218525A1 (de) * 2018-10-30 2020-04-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Modulträgereinheit zur Aufnahme von Batteriemodulen
DE102019103570B4 (de) * 2019-02-13 2022-12-22 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs
DE102019206646A1 (de) * 2019-05-08 2020-11-12 Audi Ag Energiespeichergehäuseanordnung für ein Kraftfahrzeug
CN110931837A (zh) * 2019-12-18 2020-03-27 深圳市国威科创新能源科技有限公司 自动插侧板机
CN113352866B (zh) * 2020-03-04 2024-02-27 比亚迪股份有限公司 一种电池托盘、电池包及电动汽车
EP4183580A1 (de) 2021-11-22 2023-05-24 Autoneum Management AG Erdungsstossplatte für ein batteriebetriebenes elektrofahrzeug
FR3134925A1 (fr) * 2022-04-25 2023-10-27 Faurecia Systemes D'echappement Batterie de stockage d’électricité
KR20240029356A (ko) * 2022-08-26 2024-03-05 삼성에스디아이 주식회사 하부 보호 커버 및 이를 갖는 배터리팩
DE102022124584A1 (de) 2022-09-26 2024-03-28 Audi Aktiengesellschaft Fahrzeug mit einem Hochvoltbatteriesystem
WO2024121599A1 (en) 2022-12-07 2024-06-13 Arcelormittal Top cover for a battery pack with integrated reinforcements, battery pack and method to assemble the same
DE102023002333A1 (de) 2023-06-09 2024-05-29 Mercedes-Benz Group AG Batteriegehäuse und Batterieanordnung

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2168801A1 (de) 2008-09-26 2010-03-31 MINDSET Holding AG Elektrofahrzeug mit einer tragenden Struktur
DE102008061493A1 (de) 2008-12-10 2010-06-17 Volkswagen Ag Kraftfahrzeug mit einem Bodentunnel und zumindest einem Behälter und Verfahren zum Betreiben eines derartigen Kraftfahrzeugs
DE102009006991A1 (de) 2009-01-31 2010-08-12 Audi Ag Elektrischer Energiespeicher für Kraftfahrzeuge
DE102010024320A1 (de) 2010-06-18 2011-12-22 Audi Ag Vorrichtung zum Halten einer Batterie in einer Fahrzeugkarosserie
JP2012201283A (ja) 2011-03-28 2012-10-22 Sim-Drive Corp 電気自動車の車体フロア構造
DE102013015531A1 (de) 2013-09-18 2014-07-31 Daimler Ag Kraftfahrzeugkarosserie-Rohbau und Herstellverfahren, Kraftfahrzeug und Herstellverfahren
DE102013102502A1 (de) 2013-03-13 2014-09-18 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug mit einem Schutzprofil
US20150135940A1 (en) 2013-11-19 2015-05-21 Atieva, Inc. Electric Vehicle Battery Pack Protection System
DE102015206522A1 (de) 2015-04-13 2016-10-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Mehrfunktionaler Energiespeicherboden

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9016765B1 (en) * 2013-12-19 2015-04-28 Atieva, Inc. Readily replaceable EV battery pack ballistic shield

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2168801A1 (de) 2008-09-26 2010-03-31 MINDSET Holding AG Elektrofahrzeug mit einer tragenden Struktur
DE102008061493A1 (de) 2008-12-10 2010-06-17 Volkswagen Ag Kraftfahrzeug mit einem Bodentunnel und zumindest einem Behälter und Verfahren zum Betreiben eines derartigen Kraftfahrzeugs
DE102009006991A1 (de) 2009-01-31 2010-08-12 Audi Ag Elektrischer Energiespeicher für Kraftfahrzeuge
DE102010024320A1 (de) 2010-06-18 2011-12-22 Audi Ag Vorrichtung zum Halten einer Batterie in einer Fahrzeugkarosserie
JP2012201283A (ja) 2011-03-28 2012-10-22 Sim-Drive Corp 電気自動車の車体フロア構造
DE102013102502A1 (de) 2013-03-13 2014-09-18 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug mit einem Schutzprofil
DE102013015531A1 (de) 2013-09-18 2014-07-31 Daimler Ag Kraftfahrzeugkarosserie-Rohbau und Herstellverfahren, Kraftfahrzeug und Herstellverfahren
US20150135940A1 (en) 2013-11-19 2015-05-21 Atieva, Inc. Electric Vehicle Battery Pack Protection System
DE102015206522A1 (de) 2015-04-13 2016-10-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Mehrfunktionaler Energiespeicherboden

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022121801A1 (de) 2022-08-29 2024-02-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Batterie für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug
WO2024046665A2 (de) 2022-08-29 2024-03-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Batterie für ein kraftfahrzeug sowie kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017103654A1 (de) 2018-08-23
WO2018153781A1 (de) 2018-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017103654B4 (de) Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie, Fahrzeugbatterie und Elektrofahrzeug
DE102015204079B4 (de) Montagestruktur für einen Brennstoffzellenstapel
DE102019112603A1 (de) Batterie und mit einer derartigen Batterie ausgestattetes Fahrzeug
DE102009006990A1 (de) Karosserieaufbau mit einem Hohlraum
DE102019206646A1 (de) Energiespeichergehäuseanordnung für ein Kraftfahrzeug
EP3557654A1 (de) Montageanordnung eines elektrisch antreibbaren kraftfahrzeugs
DE102017217814B4 (de) Batteriegehäuse für ein Fahrzeug
DE102015118944B4 (de) Elektrische Ausrüstungseinheit und Fahrzeug
DE102017129079B4 (de) Kappenkonstruktion für faserverstärkte verbund-crush-elemente
DE102007062254A1 (de) Abstützung einer Einstiegsverkleidung an einem Trageelement eines Kraftfahrzeugs
DE102009050990A1 (de) Flächiges Karosseriebauteil aus einem Kohlefaser-verstärkten Kunststoff
DE20316000U1 (de) Fahrzeuganbauteil
DE102011117746A1 (de) Stoßfängervorrichtung mit einer Montagehilfe
DE102018129893B4 (de) Batteriemodul-Gehäuse, Stützträger zur Anordnung in einem Batterie-Modulgehäuse sowie Verfahren zur Herstellung eines Stützträgers
DE102020129785A1 (de) Batteriegehäuse, Traktionsbatterie und Kraftfahrzeug
DE102018105593A1 (de) Anordnung zur Antriebslagerung
DE102020111968A1 (de) Befestigungsanordnung eines Speichermoduls an einem Gehäuse eines elektrischen Energiespeichers, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Lösen einer solchen Befestigungsanordnung
DE102013011892A1 (de) Kühlvorrichtung für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs sowie Herstellungsverfahren
DE102017211368A1 (de) Batterie für einen elektrischen Antrieb eines Kraftwagens
DE102019211266B4 (de) Batteriegehäuse und Kraftfahrzeug
DE102018131375B4 (de) Batterieträger mit in der Seitenwand eine Wanne eingeformter Stufe
DE102006021457B4 (de) Metallverstärkter Kunststoffträger für ein Fahrzeug
WO2020089298A1 (de) Plattenelement für ein batteriemodul sowie batteriemodul
DE102014118840A1 (de) Tragstruktur für eine Hochvoltbatterieanordnung
EP2979315B1 (de) Batteriehaltevorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: KUTZENBERGER WOLFF & PARTNER PATENTANWALTSPART, DE

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R082 Change of representative
R084 Declaration of willingness to licence