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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, und eine darin zum Einsatz kommende Elektronikeinheit.
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Stand der Technik
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Unter einem Elektrofahrzeug wird vorliegend ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug verstanden, insbesondere ein rein elektrisch angetriebenes Fahrzeug oder ein Hybridfahrzeug. Derartige Fahrzeuge sind mit einem elektrischen Energiespeicher in Form einer Batterie ausgestattet, beispielsweise einer Traktionsbatterie oder Antriebsbatterie, die für den Fahrbetrieb notwendige elektrische Energie speichert und zur Verfügung stellt. Die Batterien werden auch als Akkumulatoren bezeichnet. Dabei handelt es sich in der Regel um elektrochemische Akkumulatoren, insbesondere um Lithium-Ionen-Akkumulatoren.
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Derartige Batterien sind üblicherweise nicht als Monoblock sondern modular aus einer Vielzahl von Batteriezellen aufgebaut, die miteinander elektrisch verbunden sind. Für den Aufbau eines Batteriesystems in einem Elektrofahrzeug ist es entsprechend bekannt, Batteriezellen in Batteriemodulen anzuordnen und diese zu einer Batterie zusammenzubauen. Dies erhöht die Konfigurierbarkeit von Batteriesystemen und ermöglicht die Verwendung vergleichsweise kostengünstiger Standardbatteriezellen.
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Als Batteriezelle wird im Sinne der vorliegenden Offenbarung eine elektrochemische Speicherzelle, vorzugsweise eine Sekundärzelle verstanden. Der Begriff „Zelle“ kann im Hinblick auf das physikalische Erscheinungsbild der Komponente als kleinste kontaktierbare Baueinheit verstanden werden. Demgegenüber wird unter einem Batteriemodul eine Baueinheit verstanden, welche eine Vielzahl von Batteriezellen zusammenfasst. Als Batterie oder Batteriesystem wird entsprechend eine Baueinheit verstanden, die aus einem oder mehreren zusammengeschalteten Batteriemodulen aufgebaut ist. Derartige Batteriesysteme können ferner ein die Batteriemodule aufnehmendes Gehäuse, elektrische Verschaltungen sowie ein Batteriemanagementsystem umfassen. Die Batterie oder das Batteriesystem sind vorzugsweise für den Einsatz in einem Elektrofahrzeug vorgesehen, können aber auch in anderen Fahrzeugen oder andere Anwendungsbereichen eingesetzt werden.
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Aus dem Stand der Technik sind Batterien bekannt, in denen mehrere Batteriemodule zu einer Energiespeichereinheit zusammengefasst sind, wobei elektronische und elektrische Komponenten der Batterie, beispielweise steuerungselektronische Bauteile zur Ansteuerung von Hochvolt-Komponenten eines Elektrofahrzeugs, in einem ausgelagerten Bauraum angeordnet sind. Der ausgelagerte Bauraum ist in einer separaten, an der Energiespeichereinheit befestigten Elektronikeinheit bereitgestellt, die auch als Elektronikmodul bezeichnet wird. Ein derartiger Aufbau ermöglicht eine kompakte Bauweise und das Bereitstellen von in Längsrichtung des Elektrofahrzeugs einfach skalierbaren Batterien.
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In einem in dem Elektrofahrzeug montierten Zustand dieser Batterien ist die Elektronikeinheit üblicherweise in einer Längsrichtung des Elektrofahrzeugs seitlich an der Energiespeichereinheit und unterhalb eines Fahrzeugleiterahmens befestigt. Mit anderen Worten ist die Elektronikeinheit an einer in eine Querrichtung des Elektrofahrzeugs zeigenden Seite der Energiespeichereinheit montiert. Ein derartiger Aufbau kann jedoch dazu führen, dass bei einem Unfall des Elektrofahrzeugs, insbesondere bei einem Seitenaufprall, die in der Elektronikeinheit aufgenommenen sicherheitsrelevanten Komponenten aufgrund einer durch den Aufprall induzierten Verformung der Elektronikeinheit beschädigt werden.
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Weiterer Stand der Technik ist aus der US 2017 / 0 320 383 A1 bekannt, die eine Batterieanordnung mit einem Schutzgehäuse zeigt, in dem eine Batterie zusammen mit einem Inverter und elektronischen Komponenten angeordnet sind.
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Darstellung der Erfindung
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Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Batterie mit einer erhöhten Betriebssicherheit sowie eine darin zum Einsatz kommende Elektronikeinheit bereitzustellen.
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Dies wird gelöst durch eine Batterie, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine darin zum Einsatz kommende Elektronikeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie den Figuren.
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Entsprechend wird eine Batterie vorgeschlagen, umfassend eine aus wenigstens einem Batteriemodul aufgebaute Energiespeichereinheit und eine Elektronikeinheit mit einem an der Energiespeichereinheit befestigten Gehäuse zur Aufnahme elektronischer und/oder elektromechanischer Komponenten der Batterie. Erfindungsgemäß umfasst das Gehäuse der Elektronikeinheit wenigstens ein aus mehreren sich parallel erstreckenden, länglichen Zellen aufgebautes Deformationselement.
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Unter einem „Deformationselement“ wird vorliegend ein Bauteil verstanden, das dazu dient, die Elektronikeinheit bei einer außerhalb der Grenzen eines normalen Betriebs liegenden Kraftbeaufschlagung, wie beispielsweise bei einem Unfall, vor zu hohen und sicherheitskritischen Verformungen zu schützen. Genauer kann das Deformationselement dazu eingerichtet sein, bei einem Unfall Bewegungsenergie durch elastische und vor allem plastische Verformung abzubauen, und so eine unerwünschte und sicherheitskritische Verformung der Elektronikeinheit zu verhindern.
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Indem die Elektronikeinheit das Deformationselement umfasst, zeichnet sich die hier vorgeschlagene Batterie durch eine verbesserte Betriebssicherheit aus, insbesondere im Falle eines Unfalls eines mit der Batterie versehenen Elektrofahrzeugs.
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Das wenigstens eine in dem Gehäuse der Elektronikeinheit umfasste Deformationselement ist aus mehreren sich parallel erstreckenden, länglichen Zellen aufgebaut. Dieser strukturelle Aufbau des Deformationselements ermöglicht das Bereitstellen eines für den vorliegenden Anwendungsfall mechanisch ausreichend stabilen und gleichzeitig gewicht- und kraftflussoptimierten Gehäuses der Elektronikeinheit.
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Die vorgeschlagene Batterie ist vorzugsweise für den Einsatz in einem Elektrofahrzeug vorgesehen, kann aber auch in anderen Fahrzeugen oder andere Anwendungsbereichen eingesetzt werden.
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Die in der Batterie umfasste Energiespeichereinheit kann mehrere zusammengeschaltete Batteriemodule aufweisen. Die Batteriemodle sind dabei vorzugsweise aus mehreren zusammengeschalteten Batteriezellen aufgebaut. Die Energiespeichereinheit kann ein Batteriegehäuse umfassen, in der die Batteriemodule aufgenommen sind. Das Batteriegehäuse kann derart ausgebildet sein, dass die Batteriemodule darin in sogenannten Batteriepacks angeordnet, insbesondere gestapelt angeordnet sind. Die Batteriepacks können mehrere in einer Reihe hinter- und/oder nebeneinander angeordnete Batteriemodule umfassen. Die Elektronikeinheit kann an dem Batteriegehäuse der Energiespeichereinheit befestigt sein.
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Die Elektronikeinheit, die auch als Elektronikmodul bezeichnet werden kann, ist zur Aufnahme von elektronischen und/oder elektromechanischen Komponenten der Batterie eingerichtet. Mit anderen Worten können darin elektronische und/oder elektromechanische Komponenten aufgenommen sein.
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Beispielsweise können in der Elektronikeinheit Hochvolt- und/oder Niedervolt-Komponenten des Elektrofahrzeugs angeordnet sein, wie zu zum Beispiel Wechselrichter und/oder Gleichspannungswandler und/oder Leistungsverteiler.
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Auch kann die Elektronikeinheit steuerungselektronische Bauteile zur Ansteuerung von Hochvolt- und/oder Niedervolt-Komponenten des Elektrofahrzeugs umfassen. In einer Weiterentwicklung kann die Elektronikeinheit auch eine Kühleinrichtung mit einem Kühlfluidanschluss aufweisen.
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Der grundlegende Aufbau und die Funktion der in einer Elektronikeinheit oder einem Elektronikmodul angeordneten Komponenten sind dem Fachmann bekannt und werden daher in der vorliegenden Offenbarung nicht näher erläutert.
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In einem in einem Elektrofahrzeug montierten Zustand der Batterie können die Energiespeichereinheit und die Elektronikeinheit entlang einer Längsrichtung des Elektrofahrzeugs nebeneinander angeordnet sein. Entsprechend kann die Elektronikeinheit an einer Seite der Energiespeichereinheit befestigt sein, die in eine Querrichtung des Elektrofahrzeugs, also quer zu der Längsrichtung des Elektrofahrzeugs zeigt.
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Die Elektronikeinheit kann ein langgestrecktes, insbesondere quaderförmiges Gehäuse aufweisen. In einem in dem Elektrofahrzeug montierten Zustand der Batterie kann eine Längsachse der Elektronikeinheit oder des Gehäuses im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse oder einer Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs angeordnet sein. Unter der „Längsachse“ oder der „Längsrichtung“ der Elektronikeinheit wird vorliegend eine Achse oder Richtung verstanden, entlang derer sich die längste Seite der Elektronikeinheit, insbesondere des Gehäuses erstreckt. Mit anderen Worten verläuft die längste Seite der Elektronikeinheit parallel zu der Längsachse desselben.
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Die Elektronikeinheit kann eine Längsseite aufweisen, über die die Elektronikeinheit mit der Energiespeichereinheit mechanisch gekoppelte sein kann. Die Längsseite bezeichnet hierbei eine Seite oder Seitenfläche der Elektronikeinheit oder des Gehäuses, die parallel zu deren Längsachse verläuft. An längsseitigen Stirnflächen des Gehäuses kann die Elektronikeinheit ferner mit Anschlusselementen versehen sein.
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Das Gehäuse der Elektronikeinheit kann zumindest teilweise mittels Strangpressen und/oder Extrudieren hergestellt sein. Beispielsweise können die Längsseiten und/oder eine Oberseite und/oder ein Unterseite bildende Wandplatten des Gehäuses der Elektronikeinheit mittels Strangpressen und/oder Extrudieren hergestellt sein. Entsprechend kann das Gehäuse der Elektronikeinheit, insbesondere die Längsseiten und/oder die Oberseite und/oder die Unterseite einen metallischen Werkstoff, beispielweise Aluminium, umfassen oder aus einem solchen bestehen. Alternativ kann das Gehäuse ein Kunststoffmaterial umfassen oder aus einem solchen bestehen. Auf diese Weise kann ein kostenoptimiertes und einfach konfigurierbares Gehäuse der Elektronikeinheit bereitgestellt werden.
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Um eine gute Zugänglichkeit zu dem in der Elektronikeinheit bereitgestellten Aufnahmeraum sicherzustellen, kann das Gehäuse einen daran lösbar befestigten Deckel umfassen. Der Deckel kann die Oberseite des Gehäuses bilden.
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Wie vorangehend beschrieben umfasst das Gehäuse der Elektronikeinheit wenigstens ein Deformationselement. Beispielsweise kann das Gehäuse genau ein Deformationselement umfassen. Alternativ kann das Gehäuse zwei oder mehr separate Deformationselemente umfassen. Das wenigsten eine Deformationselement kann im Bereich oder an der Oberseite und/oder der Unterseite des Gehäuses angeordnet sein. Beispielsweise kann wenigstens ein Deformationselement in dem Deckel des Gehäuses angeordnet sein. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache und aufwandreduzierte Montage des mit dem wenigstens einem Deformationselement versehenen Gehäuses der Elektronikeinheit.
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Nachstehend wird die strukturelle Ausgestaltung und die Anordnung des wenigstens einen aus mehreren sich parallel erstreckenden, länglichen Zellen aufgebauten Deformationselements genauer erläutert.
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Die Zellen des Deformationselements können als hohlprofilförmige Komponenten ausgebildet sein, die sich entlang einer Mittellängsachse erstrecken. Die Mittellängsachse einer jeden Zelle kann dabei parallel zu jeder Mittellängsachse einer jeden anderen Zelle des Deformationselements ausgebildet sein. In dieser Ausgestaltung geben die Mittellängsachse der Zellen eine Richtung an, entlang derer das Deformationselement die Elektronikeinheit besonders effektiv vor einer auf diese eiwirkenden Kraftbeaufschlagung schützt. Entsprechend sollte die Mittellängsachse der Zellen des Deformationselements in der Elektronikeinheit in eine Richtung zeigen, entlang derer die Elektronikeinheit vor einer ungewollt hohen Verformung mittels des Deformationselements zu schützen ist.
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Das Deformationselement ist insbesondere derart ausgebildet und in dem Gehäuse angeordnet, dass die Mittellängsachse der Zellen auf die Energiespeichereinheit zeigt. Genauer kann die Mittellängsachse der Zellen des Deformationselements auf eine zwischen der Energiespeichereinheit und der Elektronikeinheit angeordnete Kopplungsebene senkrecht auftreffen. Die Kopplungsebene kann insbesondere durch zwischen der Energiespeichereinheit und der Elektronikeinheit angeordnete Kopplungspunkte aufgespannt sein. Beispielweise kann die Kopplungsebene mit derjenigen Seite des Energiespeichers zusammenfallen, an der die Elektronikeinheit befestigt ist. Mit anderen Worten kann die Mittellängsachse der Zellen des Deformationselements senkrecht auf diejenige Seite des Energiespeichers auftreffen, an der die Elektronikeinheit befestigt ist.
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Ferner kann in dem im Elektrofahrzeug montierten Zustand der Batterie die Mittellängsachse der Zellen des Deformationselements quer zu der Längsrichtung oder der Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs, also parallel zu der Querrichtung des Elektrofahrzeugs angeordnet sein. Entsprechend kann die Mittellängsachse der Zellen des Deformationselements quer zu der Längsachse des Gehäuses oder der Elektronikeinheit angeordnet sein.
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Vorliegend wurde erkannt, dass in bekannten Batterieanordnungen durch einen Unfall des Elektrofahrzeugs hervorgerufene, seitlich auf das Elektrofahrzeug wirkende Kräfte in besonderem Maße zu einem Kollabieren des Gehäuses der Elektronikeinheit und so zu einem Versagen der darin angeordneten sicherheitsrelevanten Komponenten führen kann. Indem in der voranstehend beschriebenen Ausgestaltung die Mittellängsachse der Zellen quer zu der Längsrichtung des Elektrofahrzeugs angeordnet ist, ermöglicht das vorgeschlagene Deformationselement einen besonders effektiven Schutz der in der Elektronikeinheit aufgenommenen Komponenten. Dies gilt insbesondere, da so eine seitlich auf das Elektrofahrzeug und die Batterie wirkende Kraftbeaufschlagung durch das Deformationselement effektiv absorbiert und so die Elektronikeinheit vor einem Kollabieren oder einer ungewollt hohen und für die Funktion der Batterie sicherheitskritischen Verformung geschützt werden kann.
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Die Zellen des Deformationselements können im Querschnitt, also quer zu deren Mittellängsachse, zumindest zum Teil ein geschlossenes Profil aufweisen. Alternativ oder zusätzlich können die Zellen zumindest zum Teil ein offenes Profil aufweisen. Auf diese Weise kann eine durch freie oder gezwungene Konvektion hervorgerufene Kühlung des Deformationselements verbessert werden. Beispielsweise kann mehr als die Hälfte der Zellen eines Deformationselements ein offenes Profil aufweisen. Das durch die Zellen ausgebildete Deformationselement kann im Querschnitt ein Profil mit einem regelmäßigen Muster aufweisen.
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Genauer können die Zellen ein im Querschnitt rundes oder eckiges, beispielsweise ein polygonales, insbesondere ein hexagonales, Hohlprofil aufweisen. Dabei kann das Hohlprofil geschlossen oder offen sein. In einer als offenes Hohlprofil gestalteten Ausführungsform können die Zellen ein hexagonales, hohles Grundprofil aufweisen, das an einer Ecke offen ist. In einer Ausführungsform kann das Deformationselement aus in einer Reihe nebeneinander angeordneten Zellen aufgebaut sein, deren Mittellängsachsen insbesondere in einer Ebene angeordnet sind.
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Indem das Deformationselement durch mehrere parallele Zellen aufgebaut ist, kann dessen Eigenschaft als Stoßabsorber oder dessen Eigenschaft kinetische Energie aufzunehmen einfach skaliert werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Anzahl der Zellen innerhalb des Deformationselements und die Anzahl der in dem Gehäuse eingesetzten Deformationselemente an sich anwendungs- und anforderungsspezifisch variiert werden können. Auch kann die Form und Anordnung der Zellen angepasst werden, beispielsweise indem eine Wandstärke der Zellen variiert wird. Ferner kann ein Material des Deformationselements entsprechend angepasst werden. Auch kann über die Länge in Richtung der Mittelelängsachse der Zellen die Eigenschaft des Deformationselements als Stoßabsorber innerhalb des Gehäuses variiert werden. Über die Längenanpassung der Zellen kann beispielsweise die Menge der zu Absorbierenden oder aufzunehmenden Kräfte durch das Deformationselement in Abhängigkeit einer Verformung der Elektronikeinheit entlang der Mittellängsachse der Zellen eingestellt oder angepasst werden. Ein ähnlicher Effekt kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Zellen entlang der Mittellängsachse eine variierende Wandstärke aufweisen oder dass eine Anzahl von Zellen entlang der Mittellängsachse variiert.
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Vorzugsweise weisen die Zellen entlang deren Mittelängssachse ein im Querschnitt konstantes Profil auf. Dies ermöglicht eine kostenoptimierte Herstellung des Deformationsprofils. Beispielsweis kann das Deformationselement mittels Strangpressen hergestelltes sein. Entsprechend kann das Deformationselement als Strangpressprofil, insbesondere aus Aluminium, bereitgestellt sein. Alternativ kann das Deformationselement mittels Extrudieren hergestellt sein. Entsprechend kann das Deformationselement ein Kunststoffmaterial umfassen oder aus einem solchen bestehen.
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Dies hat den Effekt, dass kostengünstige und standardisierte Bauteile als Deformationselemente eingesetzt werden können. Die Stoßabsorbereigenschaft kann dabei über die Länge und die Anzahl der in dem Gehäuse eingesetzten Deformationselemente einfach angepasst und skaliert werden. Im Ergebnis lässt sich so eine für verschiedene Anwendungen und Anforderungen leicht konfigurierbare Grundstruktur der Elektronikeinheit bereitstellen, die gleichzeitig kosten- und aufwandsreduziert herstellbar ist.
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Wie vorangehend beschrieben, kann das Gehäuse mehrere Deformationselemente umfassen. Die Deformationselemente können ein im Querschnitt identisches Profil aufweisen. Auch können die Deformationselemente baugleich ausgebildet sein. Alternativ können sich die unterschiedlichen Deformationselemente in Hinblick auf deren Länge unterscheiden. Beispielsweise können wenigstens zwei der Deformationselemente eine unterschiedliche Länge entlang deren Längsachse aufweisen. Dabei kann eine Breite und/oder Höhe der zwei oder der mehreren Deformationselemente gleich groß sein. Auch kann das Profil der zwei oder der mehreren Deformationselemente im Querschnitt gleich ausgebildet sein.
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Weiterhin wird eine Elektronikeinheit für eine Batterie vorgeschlagen mit einem an einer aus wenigstens einem Batteriemodul aufgebauten Energiespeichereinheit befestigbaren Gehäuse zur Aufnahme steuerungselektronischer und/oder elektromechanischer Komponenten der Batterie. Die Elektronikeinheit zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse wenigstens ein aus mehreren sich parallel erstreckenden, länglichen Zellen aufgebautes Deformationselement umfasst.
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Die Elektronikeinheit ist vorzugsweise für den Einsatz in der vorangehend beschriebenen Batterie vorgesehen. Die im Zusammenhang mit der Batterie vorangehend beschriebenen Merkmale gelten somit auch für die hier vorgeschlagene Elektronikeinheit als offenbart.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ersichtlich. Die dort beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben dargelegten Merkmale umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele erfolgt dabei unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.
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Figurenliste
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Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen schematisch:
- 1 eine perspektivische Draufsicht auf eine Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine perspektivische Sicht von unten auf die in 1 gezeigten Batterie;
- 3 eine perspektivische Ansicht auf einen Querschnitt der in 1 und 2 gezeigten Batterie in einem Zustand, in dem Deformationselemente von einer Elektronikeinheit der Batterie entwerft sind; und
- 4 eine perspektivische Draufsicht auf ein Deformationselement der in 1 bis 2 gezeigten Batterie.
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Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
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1 und 2 zeigen eine Batterie 10, die für den Einsatz in einem Elektrofahrzeug vorgesehen ist. Die Batterie 10 umfasst eine Energiespeichereinheit 12, die aus einer Vielzahl von zusammengeschalteten Batteriemodulen 14 aufgebaut ist. Genauer umfasst die Energiespeichereinheit 12 ein Batteriegehäuse 16, in dem mehrere in Batteriepacks zusammengefasste Batteriemodule 14 aufgenommen sind.
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Ferner umfasst die Batterie eine Elektronikeinheit 18, die an einer Längsseite 20 des Batteriegehäuses 16 der Energiespeichereinheit 12 montiert ist. In einem im Elektrofahrzeug montierten Zustand der Batterie 10 zeigt die Längsseite 20 des Batteriegehäuses 16 in Richtung einer Querrichtung Y des Elektrofahrzeugs und somit in eine Richtung quer zu einer Längsrichtung X oder Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs. Mit anderen Worten sind in dem im Elektrofahrzeug montierten Zustand der Batterie 10 die Energiespeichereinheit 12 und die Elektronikeinheit 18 entlang der Längsrichtung X des Elektrofahrzeugs nebeneinander angeordnet.
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Genauer umfasst die Elektronikeinheit 18 ein Gehäuse 22, das mit dem Batteriegehäuse 16 der Energiespeichereinheit 12 mechanisch gekoppelt ist. Das Gehäuse 22 der Elektronikeinheit 18 begrenzt einen Aufnahmeraum 24 in der Elektronikeinheit 18, in dem elektronische und/oder elektromechanische Komponenten 26 der Batterie 10, insbesondere Hochvolt- und Niedervolt-Komponenten der Batterie 10 aufgenommen sind, wie in 3 gezeigt. Mit anderen Worten ist das Gehäuse 22 zur Aufnahme der elektronischen und/oder elektromechanischen Komponenten 26 eingerichtet.
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Das Gehäuse 22 weist eine entlang einer Längsachse L der Elektronikeinheit 18 langestreckte, quaderförmige Form auf, wobei in dem im Elektrofahrzeug montierten Zustand der Batterie 10 die Längsachse L der Elektronikeinheit 18 parallel zu der Längsrichtung X des Elektrofahrzeugs ist, wie in 1 gezeigt. Das Gehäuse 22 weist eine durch eine Seitenwand gebildete Längsseite auf, die an der Energiespeichereinheit 12 anliegt und über die die Elektronikeinheit 18 mit der Energiespeichereinheit 12 mechanisch gekoppelt ist. Gegenüberliegend umfasst das Gehäuse 22 eine weitere Seitenwand, die aus Übersichtsgründen hier nicht gezeigt ist. Weiterhin umfasst das Gehäuse 22 eine Oberseite 28 und eine Unterseite 30. Die Oberseite 28 des Gehäuses 22 ist in Form eines Deckels bereitgestellt, der lösbar an der Elektronikeinheit 18 befestigt ist. An längsseitigen Stirnwänden 32 des Gehäuses 22 ist die Elektronikeinheit 18 mit Anschlusselementen 34 versehen.
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Die die Seitenwände, die Oberseite 28 und die Unterseite 30 bildenden Wände des Gehäuses 22 sind in der hier gezeigten Ausführungsform mittels Strangpressen und aus Aliminium hergestellt. Alternativ können diese mittels Extrudieren und aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein.
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Zur Verbesserung der mechanischen Stabilität der Elektronikeinheit 18 umfasst das Gehäuse 22 mehrere Deformationselemente 36, die jeweils aus mehreren sich parallel erstreckenden, länglichen Zellen 38 aufgebaut sind. Ein einzelnes der in der Elektronikeinheit 18 eingesetzten Deformationselemente 36 ist in 4 gezeigt. Genauer umfasst das Gehäuse 22 jeweils mehrere an der Oberseite 28 und der Unterseite 30 angeordnete Deformationselemente 36, wie in 1 und 2 gezeigt. Dabei sind mehrere, beispielsweise fünf Deformationselemente 36 in der als Deckel bereitgestellten Oberseite 28 eingesetzt. Auch auf der Unterseite 30 sind mehrere, beispielsweise fünf Deformationselemente 36 angeordnet.
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Wie in 4 gezeigt, sind die Zellen 38 des Deformationselements 36 hohlprofilförmig ausgebildet. Die Zellen 38 erstrecken entlang einer Mittellängsachse M. Die Mittellängsachse M einer jeden Zelle 38 ist dabei parallel zu jeder Mittellängsachse M einer jeden anderen Zelle 38 des Deformationselements 36.
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Das Deformationselement 36 ist derart ausgebildet und in dem Gehäuse 22 derart angeordnet, dass die Mittellängsachse M der Zellen 38 auf die Energiespeichereinheit 12 zeigen. Genauer trifft die Mittellängsachse M der Zellen 38 des Deformationselements 36 auf eine zwischen der Energiespeichereinheit 12 und der Elektronikeinheit 18 angeordnete Kopplungsebene senkrecht auf. Die Kopplungsebene ist hierbei durch zwischen der Energiespeichereinheit 12 und der Elektronikeinheit 18 angeordnete Kopplungspunkte aufgespannt und fällt vorliegend mit der Längsseite 20 des Energiespeichers 12 zusammen, an der die Elektronikeinheit 18 montiert ist. In dem im Elektrofahrzeug montierten Zustand verläuft die Mittellängsachse M der Zellen 38 des Deformationselements 36 entsprechend quer zu der Längsrichtung X oder der Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs, also parallel zu der Querrichtung Y des Elektrofahrzeugs. Somit verläuft die Mittellängsachse M der Zellen 38 des Deformationselements 36 quer zu der Längsachse L der Elektronikeinheit 18, wie in 1 gezeigt.
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Wie in 4 gezeigt, sind die einzelnen Deformationselemente 36 aus zehn in einer Reihe nebeneinander angeordneten Zellen 38 aufgebaut, wobei zwei der zehn Zellen im Querschnitt ein geschlossenes, kreisförmiges Profil und acht der zehn Zellen ein im Querschnitt offenes, hexagonales Profil aufweisen. Die Mittellängsachsen M der Zellen 38 liegen dabei in einer Ebene.
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Die Deformationselemente 36 sind vorliegend mittels Strangpressen und aus Aluminium hergestellt. Genauer bilden die Deformationselemente 36 Aluminium-Strangpressprofile. Alternativ können die Deformationselemente 36 mittels Extrudieren und/oder mittels Spritzgussgießen und/der aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein.
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Die in dem Gehäuse 22 eingesetzten mehreren Deformationselemente 36 weisen ein im Querschnitt identisches Profil auf. Auch können die Deformationselemente 36 baugleich ausgebildet sein. Alternativ können die Deformationselemente 36 eine unterschiedliche Länge entlang der Mittelängsachse M der Zellen 38 aufweisen. Jede dieser Ausgestaltungsformen der Deformationselemente 36 stellt dabei sicher, dass diese mit demselben Strangpresswerkzeug herstellbar sind und so ein kostenoptimiertes und in dem Gehäuse einfach zu skalierendes Standardbauteil bereitstellen.
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Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Batterie
- 12
- Energiespeichereinheit
- 14
- Batteriemodul
- 16
- Batteriegehäuse der Energiespeichereinheit
- 18
- Elektronikeinheit
- 20
- Längsseite der Energiespeichereinheit
- 22
- Gehäuse der Elektronikeinheit
- 24
- Aufnahmeraum
- 26
- elektronische und/oder elektromechanische Komponenten
- 28
- Oberseite
- 30
- Unterseite
- 32
- Stirnwand
- 34
- Anschlusselement
- 36
- Deformationselement
- 38
- Zelle
- M
- Mittellängsachse der Zellen
- L
- Längsachse der Elektronikeinheit
- X
- Längsrichtung des Elektrofahrzeugs
- Y
- Querrichtung des Elektrofahrzeugs
- Z
- Höhenrichtung des Elektrofahrzeugs
