DE102017211372A1 - Battery as well as vehicle with such a battery - Google Patents

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Abstract

Vorgeschlagen wird u.a. eine Batterie (3), insbesondere Fahrzeugbatterie, mit einem Batteriegehäuse (5) zur Aufnahme zumindest eines Batteriemoduls (6), welches ein Gehäuseunterteil (7) aufweist, dem ein Deckelelement (8) zugeordnet oder zuordenbar ist. Vorteilhaft weist das Gehäuseunterteil (7) eine Wandstruktur (12) und eine Bodenstruktur (11) auf, wobei zumindest die Wandstruktur (12) durch Sandwichplatten (13) gebildet ist, welche jeweils wenigstens eine Innenlage (14) sowie eine äußere und eine innere Decklage (15, 16) aufweisen, und wobei die Sandwichplatten (13) rechtwinklig aneinandergesetzt und in ihren Kontaktbereichen mittels aufgesetzter L-Profile (18) untereinander dicht verbunden sind.

Figure DE102017211372A1_0000
Proposed is, inter alia, a battery (3), in particular vehicle battery, with a battery housing (5) for receiving at least one battery module (6), which has a lower housing part (7), which is associated with or assigned to a cover element (8). Advantageously, the lower housing part (7) has a wall structure (12) and a floor structure (11), wherein at least the wall structure (12) is formed by sandwich panels (13), each having at least one inner layer (14) and an outer and an inner cover layer (15, 16), and wherein the sandwich panels (13) set at right angles to each other and in their contact areas by means of attached L-profiles (18) are interconnected tightly.
Figure DE102017211372A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 der Erfindung. Gemäß Anspruch 10 der Erfindung betrifft dieselbe ferner ein Fahrzeug mit einer solchen Batterie.The invention relates to a battery according to the preamble of claim 1 of the invention. According to claim 10 of the invention further relates to a vehicle with such a battery.

Aus der Praxis ist es allgemein bekannt, eine Mehrzahl Batteriezellen zu einem sogenannten Batteriemodul zusammenzufassen und untereinander zu verschalten sowie eine Mehrzahl derartiger Batteriemodule in einem Batteriegehäuse zusammenzufassen und untereinander zu verschalten. Die Hersteller von Batterien stehen insbesondere im Hinblick auf Fahrzeugbatterien, wie HV-Batterien (HV = Hochvolt), die als Traktionsbatterien Verwendung finden, vor der Herausforderung, höchste Sicherheitsstandards insbesondere bzgl. der Crash- und Berstsicherheit der Batterien mit einem möglichst geringen Gewicht zu kombinieren. Die DE 10 2011 086 050 A1 beschreibt insoweit eine Batteriezelle mit einem Batteriezellengehäuse, welches eine Strukturierung in Form einer Sandwichkonstruktion aufweist. Die Sandwichkonstruktion umfasst eine Zwischenschicht sowie zwei Deckschichten. Die Zwischenschicht weist beispielsweise eine Waben- oder Röhrenstruktur auf.From practice, it is generally known to combine a plurality of battery cells into a so-called battery module and interconnect with each other and to combine a plurality of such battery modules in a battery case and interconnect with each other. Especially with regard to vehicle batteries, such as HV batteries (HV = high voltage), which are used as traction batteries, the manufacturers of batteries are faced with the challenge of combining the highest safety standards, in particular with regard to the crash and bursting safety of the batteries, with the lowest possible weight , The DE 10 2011 086 050 A1 describes in this respect a battery cell with a battery cell housing, which has a structuring in the form of a sandwich construction. The sandwich construction comprises an intermediate layer as well as two outer layers. The intermediate layer has, for example, a honeycomb or tubular structure.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Hinblick auf den Stand der Technik alternative Batterie, insbesondere Fahrzeugbatterie, zu schaffen, welche bei geringem Gewicht eine den geltenden Sicherheitsstandards ausreichend hohe Crash- und Berstsicherheit gewährleistet.The object of the invention is to provide an alternative in terms of the prior art battery, in particular vehicle battery, which ensures a low enough weight the applicable safety standards sufficiently high crash and bursting safety.

Ausgehend von einer Batterie, insbesondere Fahrzeugbatterie, mit einem Batteriegehäuse zur Aufnahme zumindest eines Batteriemoduls, welches ein Gehäuseunterteil aufweist, dem ein Deckelelement zugeordnet oder zuordenbar ist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass das Gehäuseunterteil eine Wandstruktur und eine Bodenstruktur aufweist, wobei zumindest die Wandstruktur durch Sandwichplatten gebildet ist, welche jeweils wenigstens eine Innenlage sowie eine äußere und eine innere Decklage aufweisen, und wobei die Sandwichplatten rechtwinklig aneinandergesetzt und in ihren Kontaktbereichen mittels aufgesetzter L-Profile untereinander dicht verbunden sind.Starting from a battery, in particular vehicle battery, with a battery housing for receiving at least one battery module, which has a housing lower part, which is assigned or assignable to a cover element, this object is achieved in that the housing base has a wall structure and a bottom structure, wherein at least the Wall structure is formed by sandwich panels, which each have at least one inner layer and an outer and an inner cover layer, and wherein the sandwich panels are set at right angles and sealed in their contact areas by means of attached L-profiles.

Diese Batterie respektive deren Batteriegehäuse hat den Vorteil, dass dieses neben einem minimiertem Gewicht eine den geltenden Sicherheitsstandards ausreichend hohe Steifigkeit aufweist und einfach und kostengünstig herstellbar sowie leicht an aktuell zu verzeichnende Bauräume nach sozusagen einem Baukastensystem anpassbar ist. So können beispielsweise vorgefertigte Sandwichplatten derart kombiniert und untereinander mittels der L-Profile gefügt werden, dass ein bestimmter zur Verfügung stehender Bauraum, beispielsweise in einem Kofferraum eines Kraftfahrzeugs, maximal ausgenutzt werden kann.This battery or its battery case has the advantage that this has a minimum weight in addition to the applicable safety standards sufficiently high rigidity and easy and inexpensive to produce and easy to current recording space according to a modular system is customizable. Thus, for example, prefabricated sandwich panels can be combined in such a way and joined together by means of the L-profiles, that a certain available space, for example in a trunk of a motor vehicle, can be utilized to the maximum.

Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.The subclaims describe preferred developments or refinements of the invention.

Danach ist bevorzugt vorgesehen, dass die wenigstens eine Innenlage eine Wabenstruktur aufweist, welche eine erhöhte Steifigkeit der Sandwichplatte gewährleistet. Weiter bevorzugt besteht die wenigstens eine Innenlage aus einem Kunststoff oder einem faserverstärkten Kunststoff, wobei letzterer besagte Steifigkeit noch weiter erhöht. Alternativ kann die Innenlage auch aus einem Metall, bevorzugt aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen, jedoch kann dieser Werkstoff mit erhöhten Kosten einhergehen. Was die Decklagen anbelangt, so besteht die äußere Decklage respektive die Gehäuse-außen angeordnete Decklage bevorzugt aus einem Metall, bevorzugt aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, wogegen die innere Decklage respektive die Gehäuse-innen angeordnete Decklage bevorzugt aus einem Kunststoff oder aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht. Die äußere Decklage aus Metall ermöglicht bzw. bewirkt einen sehr guten EMV-Schutz (EMV = Elektromagnetische Verträglichkeit). Gemäß der Europäischen EMV-Richtlinie wird im Wesentlichen unter elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV) die Fähigkeit eines Apparates, einer Anlage oder eines Systems verstanden, in der elektromagnetischen Umwelt zufriedenstellend zu arbeiten, ohne dabei selbst elektromagnetische Störungen zu verursachen, die für alle in dieser Umwelt vorhandenen Apparate, Anlagen oder Systeme unannehmbar wären. Die innere Decklage aus Kunststoff bzw. aus einem faserverstärkten, beispielsweise einem aramidfaserverstärkten Kunststoff, gewährleistet demgegenüber eine elektrische Isolation des Batteriegehäuses zum Gehäuseinneren, insbesondere auch zu im Batteriegehäuse angeordneten Batteriemodulen. Bevorzugt ist die Innenlage durch Stoffschluss mit den Decklagen verbunden, insbesondere verklebt, woraus ein schnell und kostengünstig zu realisierender sowie fester Fügeverbund erzielbar ist. Die L-Profile bestehen bevorzugt aus einem Metall, weiter bevorzugt ebenfalls aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, und tragen demgemäß vorteilhaft zum EMV-Schutz sowie zum elektrischen Potentialausgleich der äußeren Decklagen aus Metall bei. Darüber hinaus erhöhen diese die Crash- und Berstsicherheit des Batteriegehäuses respektive des Gehäuseunterteils, indem die L-Profile in ihrer Gesamtheit sozusagen einen käfigartigen Rahmen ausbilden. Des Weiteren gewährleisten die L-Profile eine sichere Abdichtung der Fügekanten der Sandwichplatten. Wie die Erfindung weiter vorsieht, ist das Batteriegehäuse dazu ausgebildet, zumindest zwei übereinander angeordnete Batteriemodule aufzunehmen, indem wenigstens ein als Modulaufnahmeboden fungierender Zwischenboden im Gehäuseunterteil angeordnet ist. Dies hat zum einen den Vorteil, dass Batteriemodule nicht nur nebeneinander, sondern auch übereinander respektive in der Höhe angeordnet werden können und so ein bestimmter zur Verfügung stehender Bauraum noch besser ausgenutzt werden kann. Ferner ist durch diese Maßnahme eine weitere Versteifung des Batteriegehäuses zu verzeichnen. Darüber hinaus ist es ermöglicht, ein oberes Batteriemodul auf dem Zwischenboden stehend anzuordnen, wogegen ein unteres Batteriemodul am Zwischenboden hängend angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass Aufnahmen zur Halterung der Batteriemodule nur am Zwischenboden vorgesehen werden können, woraus Gewichts- und Materialeinsparungen resultieren können. In vorteilhafter Fortbildung der Erfindung kann des Weiteren vorgesehen sein, dass der Zwischenboden unmittelbar an eine die Batterie tragende Struktur, beispielsweise an die Karosserie eines Fahrzeugs angebunden ist, wodurch die Grundsteifigkeit und Verformungsfestigkeit auch der besagten Karosserie erhöht wird.Thereafter, it is preferably provided that the at least one inner layer has a honeycomb structure which ensures increased rigidity of the sandwich plate. More preferably, the at least one inner layer of a plastic or a fiber-reinforced plastic, the latter said stiffness increased even further. Alternatively, the inner layer can also be made of a metal, preferably of aluminum or an aluminum alloy, but this material can be associated with increased costs. As far as the cover layers are concerned, the outer cover layer or the outer cover layer preferably comprises a metal, preferably aluminum or an aluminum alloy, whereas the inner cover layer or the inner cover layer preferably consists of a plastic or a fiber-reinforced plastic , The outer cover layer made of metal enables or ensures a very good EMC protection (EMC = Electromagnetic Compatibility). According to the European EMC Directive, electromagnetic compatibility (EMC) is essentially understood to mean the ability of an apparatus, plant or system to operate satisfactorily in the electromagnetic environment without itself causing electromagnetic disturbances that are present in all the environment Apparatus, installations or systems would be unacceptable. The inner cover layer of plastic or of a fiber-reinforced, for example, an aramid fiber reinforced plastic, in contrast, ensures electrical insulation of the battery housing to the housing interior, in particular also arranged in the battery housing battery modules. Preferably, the inner layer is connected by material connection with the cover layers, in particular glued, from which a fast and inexpensive to be realized and solid joining composite can be achieved. The L-profiles are preferably made of a metal, more preferably also of aluminum or an aluminum alloy, and thus contribute advantageously to the EMC protection and to the equipotential bonding of the outer metal cover layers. In addition, these increase the crash and bursting security of the battery case and the housing lower part by the L-profiles in their entirety, so to speak form a cage-like frame. Furthermore, the L-profiles ensure a secure sealing of the joint edges of the sandwich panels. As the invention further provides, the battery housing is adapted to receive at least two superimposed battery modules, in that at least one intermediate floor acting as a module receiving floor is arranged in the lower housing part. This has the advantage that battery modules not only next to each other, but also on top of each other or in height can be arranged and so a certain available space can be better utilized. Furthermore, a further stiffening of the battery case is recorded by this measure. In addition, it is possible to arrange an upper battery module standing on the false floor, whereas a lower battery module is arranged hanging on the false floor. This has the advantage that recordings for holding the battery modules can only be provided on the intermediate floor, which can result in weight and material savings. In an advantageous embodiment of the invention may further be provided that the intermediate floor is directly connected to a battery-carrying structure, for example, to the body of a vehicle, whereby the basic stiffness and deformation resistance of said body is increased.

Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, mit einer Batterie der vorstehend beschriebenen Art.The invention also relates to a vehicle with a battery of the type described above.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf dieses beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es zeigen:

  • 1 äußerst schematisch ein mit einer Traktions-Batterie bzw. Hochvolt-Batterie ausgestattetes Fahrzeug,
  • 2 eine perspektivische Einzeldarstellung der Batterie,
  • 3 eine schematische Schnittdarstellung der Wandstruktur eines Gehäuseunterteils der Batterie nach 1 und 2,
  • 4 die Wandstruktur nach 3 in einer Explosionsdarstellung,
  • 5 eine perspektivische Rückansicht in das Innere der Batterie nach 4, und
  • 6 eine Schnittdarstellung der Batterie samt in derselben gehalterter Batteriemodule.
The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment schematically illustrated in the drawings. However, it is not limited to this, but covers all embodiments defined by the claims. Show it:
  • 1 very schematically a equipped with a traction battery or high-voltage battery vehicle,
  • 2 a perspective individual representation of the battery,
  • 3 a schematic sectional view of the wall structure of a lower housing part of the battery according to 1 and 2 .
  • 4 the wall structure after 3 in an exploded view,
  • 5 a rear perspective view into the interior of the battery 4 , and
  • 6 a sectional view of the battery together with the same supported battery modules.

1 zeigt zunächst ein Fahrzeug 1, vorliegend einen Personenkraftwagen, mit einem Elektromotor 2 als Antriebsmotor und einer Batterie 3. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel handelt sich somit um ein rein elektrisch betriebenes Fahrzeug 1 mit einer Traktions- bzw. Hochvolt-Batterie 3. Die Batterie 3 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel im Kofferraum 4 des Fahrzeugs 1 angeordnet. Durch die Erfindung mit erfasst ist insbesondere auch ein sogenanntes Hybrid- oder Plug-in-Hybridfahrzeug, welches neben einem oder mehreren Elektromoren 2 auch einen Verbrennungsmotor aufweist (nicht zeichnerisch dargestellt). Im Allgemeinen weist die Batterie 3 zumindest eine, vorzugsweise zwei oder mehr in einem Batteriegehäuse 5 angeordnete und untereinander elektrisch verschaltete Batteriemodule 6 (vgl. 6) auf, welche jeweils eine Mehrzahl nicht zeichnerisch dargestellter Batteriezellen, insbesondere Lithium-Ionen-Zellen umfassen, die parallel und/oder in Reihe untereinander elektrisch verschaltet sind. 1 shows first a vehicle 1 , in this case a passenger car, with an electric motor 2 as a drive motor and a battery 3 , According to this embodiment is thus a purely electrically powered vehicle 1 with a traction or high-voltage battery 3 , The battery 3 is according to this embodiment in the trunk 4 of the vehicle 1 arranged. Also included by the invention is a so-called hybrid or plug-in hybrid vehicle, which in addition to one or more electric motors 2 also has an internal combustion engine (not shown in the drawing). In general, the battery points 3 at least one, preferably two or more in a battery case 5 arranged and mutually electrically interconnected battery modules 6 (see. 6 ), which in each case comprise a plurality of non-illustrated battery cells, in particular lithium-ion cells, which are electrically connected in parallel and / or in series with each other.

Das Batteriegehäuse 5 ist durch ein Gehäuseunterteil 7 und ein Deckelelement 8 gebildet. Das Deckelelement 8 ist vorliegend plattenförmig ausgebildet und besteht gemäß diesem Ausführungsbeispiel aus einem faserverstärkten Kunststoff, wie beispielsweise einem CFK (CFK = carbonfaserverstärkter Kunststoff). Alternativ kann das Deckelement 8 auch aus einem Metall, beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen. Durch die Erfindung mit erfasst ist selbstverständlich auch ein schalenförmig ausgebildetes Deckelelement 8 (nicht zeichnerisch dargestellt). Das Deckelelement 8 ist in Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung) gesehen von oben auf das Gehäuseunterteil 7 aufgesetzt und in einer Vielzahl von Befestigungsstellen 9 mittels je eines mechanischen Befestigungselementes 10, vorliegend je einer Befestigungsschraube, mit dem Gehäuseunterteil 7 kraftschlüssig verbunden.The battery case 5 is through a lower housing part 7 and a lid member 8th educated. The cover element 8th is present plate-shaped and consists according to this embodiment of a fiber-reinforced plastic, such as a CFRP (CFRP = carbon fiber reinforced plastic). Alternatively, the cover element 8th also consist of a metal, such as aluminum or an aluminum alloy. Of course, a cup-shaped lid element is also covered by the invention 8th (not shown in the drawing). The cover element 8th is seen in the vehicle vertical direction (Z-direction) seen from above on the housing base 7 and placed in a variety of attachment points 9 by means of a mechanical fastening element 10 , in this case in each case a fastening screw, with the lower housing part 7 positively connected.

Das Gehäuseunterteil 7 setzt sich aus einer Bodenstruktur 11 und einer Wandstruktur 12 zusammen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Wandstruktur 12 durch eine Mehrzahl Sandwichplatten 13 gebildet, welche untereinander und mit der Bodenstruktur 11 fest verbunden sind. Die Bodenstruktur 11 ist lediglich beispielgebend durch eine metallene Platte gebildet. Demgegenüber kann die Bodenstruktur 11 auch durch eine Platte aus Kunststoff oder einem faserverstärkten Kunststoff oder durch besagte Sandwichplatte 13 oder durch eine Kombination aus denselben gebildet sein.The lower housing part 7 is made of a soil structure 11 and a wall structure 12 together. According to this embodiment, the wall structure 12 through a plurality of sandwich panels 13 formed, which among themselves and with the soil structure 11 are firmly connected. The soil structure 11 is merely exemplified by a metal plate. In contrast, the soil structure 11 also by a plate made of plastic or a fiber-reinforced plastic or by said sandwich plate 13 or be formed by a combination of the same.

Gemäß den 3 und 4 weist eine jede Sandwichplatte 13 eine Innenlage 14 sowie beidseitig derselben je eine Decklage 15, 16 auf. Die Innenlage 14 weist eine Wabenstruktur 17 auf, wobei die Waben derselben sich in Richtung einer Normalen auf der Sandwichplatte 13 erstrecken. Die Innenlage 14 respektive die Wabenstruktur 17 besteht aus einem Kunststoff oder einem faserverstärkten Kunststoff. Alternativ kann die Innenlage 14 auch aus einem Metall, bevorzugt aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen, jedoch kann dieser Werkstoff mit erhöhten Kosten einhergehen.According to the 3 and 4 has one each sandwich plate 13 an inner layer 14 as well as a cover layer on both sides 15 . 16 on. The inner layer 14 has a honeycomb structure 17 on, with the honeycomb of the same in the direction of a normal on the sandwich plate 13 extend. The inner layer 14 respectively the honeycomb structure 17 consists of a plastic or a fiber-reinforced plastic. Alternatively, the inner layer 14 also made of a metal, preferably made of aluminum or an aluminum alloy, but this material can be associated with increased costs.

Die im Zusammenbau Gehäuse-außen angeordnete respektive äußere Decklage 15 besteht gemäß diesem Ausführungsbeispiel aus einem Metall, bevorzugt ebenfalls aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, wogegen die Gehäuse-innen angeordnete respektive innere Decklage 16 aus einem Kunststoff oder aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht. Wie bereits oben dargetan, ermöglicht bzw. bewirkt die äußere Decklage 15 aus Metall einen sehr guten EMV-Schutz (EMV = Elektromagnetische Verträglichkeit). Die innere Decklage 16 aus Kunststoff bzw. aus einem faserverstärkten, beispielsweise aramidfaserverstärkten Kunststoff gewährleistet demgegenüber eine elektrische Isolation des Batteriegehäuses 5 zum Gehäuseinneren, insbesondere auch zu den im Batteriegehäuse 5 angeordneten Batteriemodulen 6. Vorteilhaft ist die Innenlage 14 durch Stoffschluss mit den Decklagen 15, 16 verbunden, insbesondere verklebt.The case outer arranged in the assembly respectively outer cover layer 15 consists in this embodiment of a metal, preferably also made of aluminum or an aluminum alloy, whereas the housing inside arranged respectively inner cover layer 16 made of a plastic or a fiber-reinforced plastic. As already demonstrated above, allows or causes the outer cover layer 15 Made of metal a very good EMC protection (EMC = Electromagnetic Compatibility). The inner cover layer 16 made of plastic or of a fiber-reinforced, for example, aramid fiber reinforced plastic ensures contrast, an electrical insulation of the battery case 5 to the housing interior, in particular to the arranged in the battery case 5 battery modules 6 , The inner layer is advantageous 14 by material connection with the cover layers 15 . 16 connected, in particular glued.

Zur Ausbildung des Batteriegehäuses 5 sind deren Sandwichplatten 13 rechtwinklig aneinandergesetzt und in ihren Kontaktbereichen bevorzugt mittels aufgesetzter L-Profile 18 untereinander dicht verbunden. In Ergänzung dieser bevorzugten Fügeverbindung zwischen den Sandwichplatten 13 untereinander kann diese noch durch Stoffschluss, insbesondere Klebung, und/oder durch Formschluss mittels beispielsweise im Bereich der Fügekanten der Sandwichplatten 13 ineinandergreifender Formschlusskonturen noch verbessert werden/sein (nicht zeichnerisch dargestellt).To form the battery case 5 are their sandwich panels 13 put together at right angles and preferred in their contact areas by means of attached L-profiles 18 tightly interconnected. In addition to this preferred joint connection between the sandwich panels 13 with each other this can still by material bond, in particular bonding, and / or by positive engagement by means of, for example, in the region of the joint edges of the sandwich panels 13 interlocking form-fitting contours are still improved / be (not shown in the drawing).

Die L-Profile 18 bestehen aus einem Metall, weiter bevorzugt aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Bevorzugt sind die L-Profile 18 in Befestigungsstellen 19 kraftschlüssig mittels mechanischer Befestigungselemente 20, insbesondere mittels Befestigungsschrauben, mit den Sandwichplatten 13 verbunden (2). Durch den direkten Werkstoffkontakt der L-Profile 18 mit den metallenen äußeren Decklagen 15 benachbarter Sandwichplatten 13 tragen die L-Profile 18 vorteilhaft zum EMV-Schutz sowie zum elektrischen Potentialausgleich der äußeren Decklagen 15 aus Metall bei. Darüber hinaus erhöhen die L-Profile 18 die Crash- und Berstsicherheit des Batteriegehäuses 5 respektive des Gehäuseunterteils 7, indem diese in ihrer Gesamtheit sozusagen einen käfigartigen Rahmen ausbilden. Ferner gewährleisten diese eine sichere Abdichtung der Fügekanten der Sandwichplatten 13.The L-profiles 18 consist of a metal, more preferably aluminum or an aluminum alloy. The L-profiles are preferred 18 in attachment points 19 non-positively by means of mechanical fasteners 20 , in particular by means of fastening screws, with the sandwich panels 13 connected ( 2 ). Due to the direct material contact of the L-profiles 18 with the metal outer cover layers 15 adjacent sandwich panels 13 wear the L-profiles 18 advantageous for EMC protection and for the equipotential bonding of the outer cover layers 15 made of metal. In addition, increase the L-profiles 18 the crash and bursting security of the battery case 5, respectively, of the lower housing part 7, by forming in their entirety, so to speak, a cage-like frame. Furthermore, these ensure a secure sealing of the joint edges of the sandwich panels 13 ,

Die feste Fügeverbindung zwischen der mittels der Sandwichplatten 13 und der L-Profile 18 gebildeten Wandstruktur 12 und der Bodenstruktur 11 kann kraft-, stoff- und/oder formschlüssiger Art sein, wobei auch hier besagte L-Profile 18 zur Anwendung kommen können (nicht zeichnerisch dargestellt).The fixed joint between the sandwich panels 13 and the L-profiles 18 formed wall structure 12 and the soil structure 11 may be kraft-, stoff- and / or positive manner, which also said L-profiles 18 can be used (not shown in the drawing).

Wie den 5 und 6 weiter zu entnehmen ist, ist das Batteriegehäuse 4 im Inneren desselben um weitere L-Profile 18' ergänzt, welche gegenüberliegend der Gehäuse-außen vorgesehenen L-Profile 18 angeordnet und mit der Wandstruktur 12 und der Bodenstruktur 11 insbesondere durch Kraft- und/oder Stoffschluss, d. h., mittels mechanischer Befestigungselemente 20, wie Befestigungsschrauben und/oder durch Klebung fest verbunden sind. Hierdurch ist ein Batteriegehäuse 4 mit einer weiter erhöhten Steifigkeit geschaffen. Darüber hinaus ist eine besonders dichte Verbindung, insbesondere gasdruckdichte Fügeverbindung zwischen den Sandwichplatten 13 der Wandstruktur 12 untereinander sowie mit der Bodenstruktur 11 bewirkt. Die L-Profile 18' bestehen bevorzugt aus einem Kunststoff, wobei ein metallener Werkstoff, wie beispielsweise Aluminium oder eine Aluminiumlegierung nicht ausgeschlossen sind. Vorteilhaft können die Gehäuse-innen angeordneten L-Profile 18' bereits zu einem vorgefertigten Montagerahmen zusammengefasst sein und ein derartiger Montagerahmen als Vorprodukt zur Bestückung mit besagten Sandwichplatten 13, der Bodenstruktur 11, den Gehäuse-außen vorgesehenen L-Profilen 18 und weiter den elektrischen Komponenten der Batterie, wie insbesondere auch den Batteriemodulen 6 bereitgestellt werden.Like that 5 and 6 it can be seen further, the battery case 4 is inside the same by more L-profiles 18 ' added, which opposite the housing-outside provided L-profiles 18 arranged and with the wall structure 12 and the soil structure 11 in particular by force and / or material connection, ie, by means of mechanical fastening elements 20 , how fastening screws and / or are firmly connected by gluing. As a result, a battery case 4 is provided with a further increased rigidity. In addition, a particularly tight connection, in particular gas pressure-tight joint connection between the sandwich panels 13 the wall structure 12 with each other and with the soil structure 11 causes. The L-profiles 18 ' are preferably made of a plastic, wherein a metallic material, such as aluminum or an aluminum alloy are not excluded. Advantageously, the housing-inside arranged L-profiles 18 ' already summarized to a prefabricated mounting frame and such a mounting frame as a precursor for assembly with said sandwich panels 13 , the soil structure 11 , the housing-outside provided L-profiles 18 and further the electrical components of the battery, in particular the battery modules 6 to be provided.

Wie den 5 und 6 noch zu entnehmen ist, ist das Batteriegehäuse 4 dazu ausgebildet, zumindest zwei übereinander angeordnete Batteriemodule 5 aufzunehmen. Hierzu verfügt das Gehäuseunterteil 7 des Batteriegehäuses 4 über einen als Modulaufnahmeboden fungierenden Zwischenboden 21, welcher mittels erster Formschlussmittel 22 von zweiten Formschlussmittels 23 der den Zwischenboden 21 begrenzenden Sandwichplatten 13 der Wandstruktur 12 aufgenommen ist. Die ersten Formschlussmittel 22 sind vorliegend durch über die umlaufende Außenkante des Zwischenbodens 21 verteilt, vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnete Vorsprünge gebildet, die jeweils von einem korrespondierenden zweiten Formschlussmittel 23 in Form einer Ausnehmung in der betreffenden Sandwichplatte 13 aufgenommen sind. In Fortbildung der Erfindung kann der bewirkte Formschluss mit einem Stoffschloss durch bevorzugt Klebung kombiniert sein. Der Zwischenboden 21 besteht bevorzugt aus Kunststoff oder einem faserverstärkten Kunststoff.Like that 5 and 6 can still be seen, is the battery case 4 designed to at least two superimposed battery modules 5 take. For this purpose, the lower housing part has 7 of the battery case 4 via an intermediate floor acting as a module receiving floor 21 , which by means of first positive locking means 22 of second positive locking means 23 the intermediate floor 21 limiting sandwich panels 13 the wall structure 12 is included. The first positive locking means 22 are present through over the peripheral outer edge of the false floor 21 distributed, preferably evenly distributed projections arranged, each of a corresponding second positive locking means 23 in the form of a recess in the respective sandwich panel 13 are included. In a further development of the invention, the positive engagement achieved can be combined with a fabric lock by preferably bonding. The intermediate floor 21 is preferably made of plastic or a fiber-reinforced plastic.

Wie insbesondere der 6 zu entnehmen ist, sind sowohl ein oberes Batteriemodul 6 als auch ein unteres Batteriemodul 6 unmittelbar am besagtem Zwischenboden 21 abgestützt respektive gehaltert. D.h., allein der Zwischenboden 21 weist geeignete, nicht zeichnerisch dargestellte Aufnahmen zur Halterung der Batteriemodule 6 auf. Vorliegend sind das obere Batteriemodul 6 stehend auf dem Zwischenboden 21 und das untere Batteriemodul 6 hängend am Zwischenboden 21 angeordnet. Darüber hinaus weist der Zwischenboden 21 eine dem jeweiligen Batteriemodul 6 zugeordnete Kühlvorrichtungen in Form einer Kühlplatte 24 auf, welche bevorzugt über nicht zeichnerisch dargestellte Medienleitungen in einen ebenfalls nicht zeichnerisch dargestellten Kühlkreislauf des Fahrzeugs 1 integriert ist. Alternativ oder in Kombination mit besagter Kühlplatte 24 kann an dieser Stelle auch ein plattenförmiges Schwingungsdämpfer- und/oder Toleranzausgleichselement aus bevorzugt einem elastomeren Werkstoff, wie einem Gummi, vorgesehen sein (nicht zeichnerisch dargestellt).How the particular 6 it can be seen, are both an upper battery module 6 as well as a lower battery module 6 directly on the said intermediate floor 21 supported or supported. That is, only the intermediate floor 21 has suitable, not illustrated drawings for holding the battery modules 6 on. In the present case are the upper battery module 6 standing on the shelf 21 and the lower battery module 6 hanging on the shelf 21 arranged. In addition, the intermediate floor points 21 a the respective battery module 6 associated cooling devices in the form of a cooling plate 24 on which preferably via not shown media lines in a likewise not graphically illustrated cooling circuit of the vehicle 1 is integrated. Alternatively or in combination with said cooling plate 24 At this point, a plate-shaped vibration damper and / or tolerance compensation element preferably made of an elastomeric material, such as a rubber may be provided (not shown in the drawing).

Um die Grundsteifigkeit und Verformungsfestigkeit auch der die Batterie 4 tragenden Karosserie des Fahrzeugs 1 zu erhöhen, kann der Zwischenboden 21 unmittelbar an besagte Karosserie angebunden sein. Hierzu kann der Zwischenboden 21 zumindest abschnittsweise aus dem Batteriegehäuse 5 herausragen und an der Karosserie mittels beispielsweise mechanischer Befestigungselemente, wie Befestigungsschrauben oder mittelbar über in den Zwischenboden 21 von Batterie-außen eingreifende Befestigungselemente, wie Befestigungsschrauben an der Karosserie angebunden sein (nicht zeichnerisch dargestellt).To the basic stiffness and deformation resistance also the the battery 4 carrying body of the vehicle 1 can increase, the intermediate floor 21 be directly attached to said body. For this purpose, the intermediate floor 21 at least partially protrude from the battery case 5 and on the body by means of, for example, mechanical fasteners, such as mounting screws or indirectly via in the intermediate floor 21 Battery-engaging fasteners, such as mounting screws to be attached to the body (not shown in the drawing).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Fahrzeugvehicle
22
Elektromotorelectric motor
33
Batteriebattery
44
Kofferraumtrunk
55
Batteriegehäusebattery case
66
Batteriemodulbattery module
77
GehäuseunterteilHousing bottom
88th
Deckelelementcover element
99
Befestigungsstellefastening point
1010
Befestigungselementfastener
1111
Bodenstruktursoil structure
1212
Wandstrukturwall structure
1313
Sandwichplattesandwich panel
1414
Innenlageinner layer
1515
Decklagetopsheet
1616
Decklagetopsheet
1717
Wabenstrukturhoneycomb structure
1818
L-ProfilL-profile
18'18 '
L-ProfilL-profile
1919
Befestigungsstellefastening point
2020
Befestigungselementfastener
2121
Zwischenbodenfalse floor
2222
erstes Formschlussmittelfirst positive locking means
2323
zweites Formschlussmittelsecond positive locking means
2424
Kühlplattecooling plate

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011086050 A1 [0002]DE 102011086050 A1 [0002]

Claims (10)

Batterie (3), insbesondere Fahrzeugbatterie, mit einem Batteriegehäuse (5) zur Aufnahme zumindest eines Batteriemoduls (6), welches ein Gehäuseunterteil (7) aufweist, dem ein Deckelelement (8) zugeordnet oder zuordenbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseunterteil (7) eine Wandstruktur (12) und eine Bodenstruktur (11) aufweist, wobei zumindest die Wandstruktur (12) durch Sandwichplatten (13) gebildet ist, welche jeweils wenigstens eine Innenlage (14) sowie eine äußere und eine innere Decklage (15, 16) aufweisen, und wobei die Sandwichplatten (13) rechtwinklig aneinandergesetzt und in ihren Kontaktbereichen mittels aufgesetzter L-Profile (18) untereinander dicht verbunden sind.Battery (3), in particular vehicle battery, with a battery housing (5) for receiving at least one battery module (6), which has a housing lower part (7), which is assigned or assignable to a cover element (8), characterized in that the housing lower part (7 ) has a wall structure (12) and a bottom structure (11), wherein at least the wall structure (12) is formed by sandwich panels (13), each having at least one inner layer (14) and an outer and an inner cover layer (15, 16) , and wherein the sandwich panels (13) set at right angles to each other and in their contact areas by means of attached L-profiles (18) are interconnected tightly. Batterie (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Innenlage (14) eine Wabenstruktur (17) aufweist.Battery (3) after Claim 1 , characterized in that the at least one inner layer (14) has a honeycomb structure (17). Batterie (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Innenlage (14) aus einem Kunststoff oder einem faserverstärkten Kunststoff oder aus einem Metall besteht.Battery (3) after Claim 1 or 2 , characterized in that the at least one inner layer (14) consists of a plastic or a fiber-reinforced plastic or of a metal. Batterie (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Decklage (15) aus einem Metall und die innere Decklage (16) aus einem Kunststoff oder einem faserverstärkten Kunststoff besteht.Battery (3) after one of Claims 1 to 3 , characterized in that the outer cover layer (15) consists of a metal and the inner cover layer (16) made of a plastic or a fiber-reinforced plastic. Batterie (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenlage (14) durch Stoffschluss mit den Decklagen (14, 15) verbunden ist.Battery (3) after one of Claims 1 to 4 , characterized in that the inner layer (14) is connected by material connection with the cover layers (14, 15). Batterie (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die L-Profile (18) aus einem Metall bestehen.Battery (3) after one of Claims 1 to 5 , characterized in that the L-profiles (18) consist of a metal. Batterie (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Decklage (15) und die L-Profile (18) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen.Battery (3) after one of Claims 1 to 6 , characterized in that the outer cover layer (15) and the L-profiles (18) consist of aluminum or an aluminum alloy. Batterie (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse (5) ausgebildet ist, zumindest zwei übereinander angeordnete Batteriemodule (6) aufzunehmen, indem wenigstens ein als Modulaufnahmeboden fungierender Zwischenboden (21) im Gehäuseunterteil (7) angeordnet ist.Battery (3) after one of Claims 1 to 7 , characterized in that the battery housing (5) is adapted to receive at least two superimposed battery modules (6) by at least one acting as a module receiving bottom intermediate bottom (21) in the housing lower part (7) is arranged. Batterie (3) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberes Batteriemodul (6) auf dem Zwischenboden (21) stehend angeordnet ist, wogegen ein unteres Batteriemodul (6) am Zwischenboden (21) hängend angeordnet ist.Battery (3) after Claim 8 , characterized in that an upper battery module (6) is arranged standing on the intermediate floor (21), whereas a lower battery module (6) is arranged suspended on the intermediate floor (21). Fahrzeug (1), mit einer Batterie (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Vehicle (1), with a battery (3) according to one of Claims 1 to 9 ,
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