DE102019101402A1

DE102019101402A1 - Batteriegehäuse für ein elektromotorisch betriebenes Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019101402A1
Application number: DE102019101402.6A
Authority: DE
Inventors: Aydogan Gündogan; Alexander Günther; Alexander Schauerte; Jan Göbel
Original assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Current assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Priority date: 2018-11-12
Filing date: 2019-01-21
Publication date: 2020-05-14
Anticipated expiration: 2039-01-22
Also published as: CN113039677A; DE102019101402B4; CN113039677B; US20210384581A1; WO2020099320A1

Abstract

Ein Batteriegehäuse 1 für ein elektromotorisch betriebenes Fahrzeug umfasst ein erstes Gehäuseteil 3 und ein zweites Gehäuseteil 2. Beide Gehäuseteile 2, 3 sind Metallbauteile. Von diesen weist eines eine wannenartige Struktur zur Aufnahme eines oder mehrerer Batteriemodule und einen umlaufenden Montageflansch 6.1 auf. Das andere Gehäuseteil 2 ist als Deckelteil zum Verschließen des ersten Gehäuseteils 3 ausgeführt und verfügt ebenfalls über einen umlaufenden Montageflansch 6. Die beiden Gehäuseteile 2, 3 sind an ihren Montageflanschen 6, 6.1 mit mehreren, die Montageflansche 6, 6.1 durchgreifenden Befestigern 8 miteinander verbunden. Zumindest der Montageflansch 6 eines der beiden Gehäuseteile 2 trägt mehrere mit Abstand zueinander angeordnete Abstandselemente 7, die jeweils einen Abstandshalter 10, angeordnet an der zu dem Montageflansch 6.1 des anderen Gehäuseteils 3 weisenden Seite des das Abstandselement 7 tragenden Montageflansches 6, umfassen, wobei der Abstandshalter 10 nur ein Teil der Gesamtbreite des Montageflansches 6 bedeckt. Zwischen den beiden Montageflanschen 6, 6.1 befindet sich eine umlaufende Dichtung 22, die adhäsiv an die beiden Montageflansche 6, 6.1 angeschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse für ein elektromotorisch betriebenes Fahrzeug mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil, welche beiden Gehäuseteile Metallbauteile sind und von denen zumindest eines eine wannenartige Struktur zur Aufnahme eines oder mehrerer Batteriemodule und einen umlaufenden Montageflansch aufweist und von denen das andere Gehäuseteil als Deckelteil zum Verschließen des ersten Gehäuseteils ausgeführt ist und ebenfalls über einen umlaufenden Montageflansch verfügt, wobei die beiden Gehäuseteile an ihren Montageflanschen mit mehreren, die Montageflansche durchgreifenden Befestigern miteinander verbunden sind.
Bei elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen, wie beispielsweise bei Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Flurförderfahrzeugen, Nutzfahrzeugen oder dergleichen werden Batteriemodule als Stromspeicher eingesetzt. Derartige Batteriemodule sind typischerweise aus einer Vielzahl einzelner Batterien zusammengesetzt. Bei diesen Batterien handelt es sich typischerweise um Hochvoltbatterien. An die Unterbringung derartiger, für einen Betrieb eines solchen Fahrzeuges notwendigen Batteriemodule, sind gewisse Anforderungen gestellt. Wesentlich ist, dass das oder die Batteriemodule in ihrem Batteriegehäuse vor äußeren Einflüssen geschützt sind. Zudem ist eine gegenüber einem Eindringen von Feuchtigkeit abgedichtete Unterbringung des oder der Batteriemodule in einem Batteriegehäuse erforderlich, um eine Kondensatbildung innerhalb des Batteriegehäuses zu verhindern. In die Batteriekammer des Batteriegehäuses eindringende Feuchtigkeit kann zu einem Kurzschluss und zu einem dadurch ausgelösten Brand des Batteriemoduls führen.
Zum Zwecke einer feuchtigkeitsdichten Aufnahme der im Allgemeinen aus mehreren Batteriezellen bestehenden Batteriemodule in einem solchem Batteriegehäuse müssen die Gehäuseteile abgedichtet miteinander verbunden sein. In US 2010/136402 A1 wird zur abgedichteten Verbindung der beiden Gehäuseteile vorgeschlagen, zwischen die beiden Montageflansche eine umlaufende Dichtung einzulegen und die Montageflansche mit einer Vielzahl von Schrauben gegeneinander zu verspannen. Die zum Verbinden der Montageflansche vorgesehenen Schrauben durchgreifen die Montageflansche mit geringem Abstand außenseitig bezüglich der Dichtung. Der Einsatz einer Vielzahl von solchen Schrauben als Befestigern ist erforderlich, damit die beiden Montageflasche umlaufend mit möglichst gleicher Spannkraft gegeneinander verspannt sind. Ist der Abstand zwischen zwei Befestigern zu groß, resultiert hieraus zwischen den Befestigern typischerweise eine gewisse Verwölbung, da in diesen Bereichen die eingebrachte Spannkraft geringer ist.
Mitunter ist es erforderlich, dass die in einem Batteriegehäuse enthaltenen Batteriemodule einzeln oder insgesamt ausgewechselt werden müssen. Dieses ist aufwändig, da, wie vorstehend zu US 2010/136402 A1 beschrieben, typischerweise eine große Anzahl an Schraubbefestigern zum Zusammenhalten der beiden Gehäuseteile eingesetzt werden. Es ist daher erforderlich, diese zu lösen und nach Austauschen eines oder mehrere Batteriemodule wieder bestimmungsgemäß zum Verspannen der beiden Gehäuseteile miteinander zu montieren. Bei dem Verspannen der beiden Gehäuseteile ist darauf zu achten, dass alle Spannbolzen mit gleicher Kraft verspannt werden. Ein ungleiches Verspannen der Montageflansche über dem Umfang der Gehäuseteile kann zu Undichtigkeiten führen. Aufgrund der großen Anzahl an Befestigern, die für eine bestimmungsgemäße Verbindung der beiden Gehäuseteile eines Batteriegehäuses eingesetzt werden, wird diese Verbindungstechnologie auch als kostenträchtig angesehen. Zum Erzielen des gewünschten Feuchtigkeitsabschlusses der durch die Gehäuseteile eingefassten Batteriekammer gegenüber der Außenseite hat man diese Nachteile mangels bekannter Alternativen bislang in Kauf genommen.
Derartige Batteriegehäuse müssen zudem den Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) genügen. Dieses gilt vor allem für solche Batteriegehäuse, die nicht nur Batteriemodule, sondern auch diejenigen Komponenten für das elektrische Energiemanagement und die Spannungsversorgung enthalten. Eine Abschirmung muss daher sowohl von innen nach außen als auch von außen nach innen entsprechend den Anforderungen an die EMV genügen. Letzteres wird gefordert, damit von außen auf in dem Batteriegehäuse enthaltene Zusatzaggregate nicht zugegriffen werden kann oder diese beeinflusst werden können. Öffnungen im metallischen Batteriegehäuse, wie Löcher oder Schlitze beeinträchtigen die elektromagnetische Abschirmung. Um diesen Anforderungen zu genügen, ist es erforderlich, dass die Gehäuseteile elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
Um einen luftdichten Abschluss zwischen den beiden Gehäuseteilen und dennoch eine elektrische Verbindung derselben bereit zu stellen, wird in WO 97/26782 A2 ein leitfähiges beschichtetes Dichtelement eingesetzt. Anstelle derartiger Dichtungen, die relativ kostenträchtig sind, werden auch zwischen den Gehäuseteilen angeordnete Federbleche, Federkontakte oder Federleisten eingesetzt, um den diesbezüglichen EMV-Anforderungen zu genügen. Bei einer solchen Ausgestaltung versteht es sich, dass für den luftdichten Abschluss zusätzlich eine Dichtung zwischen den Gehäuseteilen angeordnet werden muss. Dieses ist auf Grund der benötigten Montageflanschbreite, auf der eine Dichtung aufliegen muss, nur mit einem entsprechend breiten Montageflansch möglich. Zur Bauraumoptimierung wäre es wünschenswert, wenn der Montageflansch derartiger Batteriegehäuse allerdings so wenig breit wie möglich ist.
Ferner zeigt die EP 2 741 343 A1 ein Batteriegehäuse zur Aufnahme von Batteriemodulen, wobei die Gehäusewanne und der Gehäusedeckel mitttels Stützvorsprung und Vorspannung verbunden sind.
Außerdem offenbart die US 2011/0143179 A1 ein herkömmliches Batteriegehäuse zur Aufnahme von mehreren Batteriemodulen, bei dem die Gehäusekammer und der Gehäusedeckel über abgestellte Flansche mittels Schraubverbindungen verbunden sind.
Mitunter werden die Gehäuseteile eines Batteriegehäuses auch miteinander verklebt, wobei die Klebeschicht zugleich die Funktion der Dichtung übernimmt. Um dennoch eine elektrische Kontaktierung zwischen den beiden durch eine Klebeschicht miteinander verbundenen Montageflanschen der beiden Gehäuseteile zu erzielen, ist vorgeschlagen worden, einen der beiden Montageflansche oder auch beide mit zu dem jeweils anderen Montageflansch gerichteten Verprägungen zu versehen, die zum Bewirken der gewünschten elektrischen Kontaktierung an der Oberfläche des anderen Montageflansches anliegen. Nachteilig ist bei einer solchen Gehäuseteilverbindung jedoch, dass neben der erforderlichen Breite des Flansches das Deckelteil von dem Wannenteil kaum oder nur mit hohem Aufwand gelöst werden kann. Ein Aufschneiden der Klebeschicht ist durch die diese durchgreifenden Verprägungen der Montageflansche nicht möglich. Aus Wartungs- und/oder Reparaturgründen ist es jedoch gewünscht, dass ein solches Batteriegehäuse mitunter auch geöffnet werden kann, und zwar möglichst problemlos.
Vor dem Hintergrund des vorstehend diskutierten Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Batteriegehäuse für ein elektromotorisch angetriebenes Fahrzeug mit einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil vorzuschlagen, dessen Gehäuseteile in einer den EMV-Anforderungen genügenden Art und Weise miteinander verbunden werden können und das dennoch die zum Stand der Technik aufgezeigten Nachteile nicht zu eigen hat.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein eingangs genanntes, gattungsgemäßes Batteriegehäuse, bei dem zumindest der Montageflansch zumindest eines der beiden Gehäuseteile mehrere mit Abstand zueinander angeordnete Abstandselemente trägt, die jeweils einen Abstandshalter, angeordnet an der zu dem Montageflansch des anderen Gehäuseteils weisenden Seite des das Abstandselement tragenden Montageflansches, umfassen, wobei der Abstandshalter nur ein Teil der Gesamtbreite des Montageflansches bedeckt und dass zwischen den beiden Montageflanschen eine umlaufende Dichtung angeordnet ist, die adhäsiv an die beiden Montageflansche angeschlossen ist.
Bei diesem Batteriegehäuse ist die zwischen den Montageflanschen befindliche Dichtung adhäsiv an die beiden Montageflansche angeschlossen. Typischerweise handelt es sich hierbei um eine Klebeverbindung. Zwischen den Montageflanschen der beiden Gehäuseteile befinden sich mehrere Abstandselemente. Jedes Abstandselement verfügt über einen Abstandshalter oder ist durch den Abstandshalter selbst gebildet, welcher Abstandshalter an der zu dem Montageflansche der anderen Gehäuseteils weisenden Seite an dem das Abstandselement tragenden Montageflansch angeordnet ist. Durch die Abstandselemente ist der Abstand zwischen den beiden Montageflanschen definiert und somit der Dichtungsspalt bzw. Klebespalt eingestellt. Die Abstandselemente können aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt sein. Dann Bedarf es keiner weiteren Maßnahmen, die gewünschte elektrische Kontaktierung zwischen den beiden Gehäuseteilen bereitzustellen. Die Abstandshalter der Abstandselemente sind vorzugsweise aus einem weichen, mittels eines Messers durchschneidbaren Materials hergestellt. Somit kann ein solches Batteriegehäuse ohne Weiteres durch Aufschneiden der Klebeverbindung geöffnet werden. Der durch die Abstandselement bereit gestellte Spalt erlaubt zudem ein problemloses Einführen eines Schneidwerkzeuges zwischen die beiden zueinander weisenden Seiten der Montageflansche.
In einer alternativen Ausgestaltung sind die Abstandselemente aus einem elektrischen nicht leitenden Material, typischerweise einem Kunststoff hergestellt. Für die benötigte elektrische Kontaktierung der beiden Gehäuseteile werden dann Befestiger, hergestellt aus einem elektrisch leitenden Material, eingesetzt. Bei einer solchen Ausgestaltung ist in den Abstandshalter eine Befestigerausnehmung eingebracht, die der Befestiger zusammen mit einer Befestigerdurchbrechung der miteinander zu verbindenden Montageflansche durchgreift. Zwischen den miteinander fluchtenden Befestigerbohrungen der beiden Montageflansche sitzt jeweils der Abstandshalter eines Abstandselementes, und zwar mit seiner Befestigerausnehmung fluchtend mit den Befestigerbohrungen der Montageflansche. Sind die Befestiger montiert, kontaktieren diese beide Gehäuseteile. Sind die zu verbindenden Gehäuseteile des Batteriegehäuses materialunterschiedlich, sind die Befestiger aus einem Material hergestellt, um im Kontakt mit dem jeweiligen Material des Gehäuseteils möglichst nur eine geringe Spannungsdifferenz aufzubauen. Gleichermaßen kann ein solcher Befestiger mit einem solchen Material beschichtet sein. Typischerweise verfügt ein solcher Befestiger über einen Kopf, beispielsweise den Kopf eines als Schraube eingesetzten Befestigers, der sodann mit seiner Unterseite die Oberseite eines Montageflansches kontaktiert. Der Schraubenschaft greift in eine an dem anderen Montageflansch angeordnete Mutter, beispielsweise eine Stanzmutter oder eine Schweißmutter ein, sodass die elektrische Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen hergestellt ist, sobald die Befestiger in Eingriff mit den jeweiligen Gegenstücken, also beispielsweise jeweils einer Mutter gestellt worden sind. Ein solcher Schraubbefestiger kann auch als selbstfurchende Schraube ausgeführt sein. Bei einer solchen Ausgestaltung wird an dem Montageflansch, in dem das selbstfurchende Gewinde sich eingräbt, keine Gewindemutter vorgesehen sein. Bei einer solchen Ausgestaltung dienen die Befestiger zugleich einer Fixierung bzw. Vorfixierung der durch die Dichtung miteinander zu verbindenden Gehäuseteile so lange, bis die zum Ausbilden der Dichtung vorgesehene Masse, beispielsweise der Kleber, ausgehärtet ist. Die zwischen den Montageflanschen befindlichen Abstandshalter sind zudem dafür verantwortlich, dass ein übermäßiges Spannen der Befestiger, welches zu einer Deformation und somit zu Undichtigkeiten der Montageflansche führen könnte, wirksam verhindert ist.
Die Abstandshalter der Abstandselemente können recht schmal ausgelegt werden, so dass diese nur einen Teil der Breite eines Montageflansches bedecken. Die übrige Breite kann sodann für die erforderliche Dichtung genutzt werden. Mit diesem Konzept besteht die Möglichkeit, ohne die Außenbemaßung des Batteriegehäuses vergrößern zu müssen, umlaufend eine Dichtung mit der erforderlichen Breite trotz Anordnens der Abstandshalter auszubilden.
Die Abstandselemente sind typischerweise vormontiert an einem der beiden miteinander zu verbindenden Montageflansche. Dieses kann durch eine Klebeverbindung bereitgestellt sein. In einer anderen Ausgestaltung ist das Abstandselement nach Art eines Aufsteckclips ausgeführt, wobei an den zwischen den Montageflanschen zu positionierenden Abstandshalter ein Arm angeformt ist. Dieser Arm ist um den außenseitigen Abschluss des Montageflansches herumgeführt und erstreckt sich bis auf die dem Abstandshalter gegenüberliegende Oberseite des Montageflansches. Auf dieser ist der Arm an dieser Oberseite des Montageflansches abgestützt, typischerweise unter Vorspannung, damit diese ortsfixiert sind. In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Arm ein oder mehrere Rastnocken an seiner zu dem Montageflansch weisenden Seite trägt, die in jeweils eine in den Montageflansch eingebrachte Rastnockenausnehmung eingreifen. Dann ist solches, am Montageflansch montiertes Abstandselement formschlüssig daran angeschlossen. Bei einer Ausgestaltung, bei der der Abstandshalter des Abstandselementes eine Befestigerausnehmung aufweist, ist der um den außenseitigen Abschluss des Montageflansches herumgeführte Arm in seinem sich über die Oberseite des dem Abstandshalter gegenüberliegenden Seite des Montageflansches erstreckenden Abschnitt gegabelt ausgeführt. In diesem Abschnitt weist das Abstandselement zwei Armsegmente auf. Diese sind hinreichend weit voneinander beabstandet, dass zwischen diesen der Kopf eines Befestigers zum Kontaktieren des Montageflansches mit seiner Kopfunterseite eingreifen kann. Bei einer solchen Ausgestaltung befindet sich jeweils ein Armsegment auf jeder Seite der Befestigerausnehmung des Abstandshalters.
Zum erleichterten Montieren eines solchermaßen ausgeführten Abstandselementes weist der Arm oder es weisen die beiden Armsegmente an ihrem vorderen Ende jeweils ein abgewinkeltes Armendstück auf, welches von dem Montageflansch wegweisend abgewinkelt ist. Diese Armendstücke dienen zur Führung und zum erleichterten Einführen des Montageflansches in die U-förmige Aufnahme des Abstandselementes, gebildet durch den Abstandshalter und den den außenseitigen Abschluss des Montageflansches umgreifenden Arm ggfs. die Armsegmente.
Bei einem Abstandselement, dessen Abstandshalter eine Befestigerausnehmung aufweist kann, kann diese in Richtung zu dem Batterievolumen des Batteriegehäuses geöffnet sein. Hierdurch wird die Breite des Abstandshalters, mit der dieser an den beiden Montageflanschen anliegt, reduziert. Die Öffnung ist gemäß einem Ausführungsbeispiel in Richtung der Befestigerausnehmung hinterschnitten. Dieses erlaubt eine Ausgestaltung, bei der die Befestigerausnehmung einen etwas kleineren Durchmesser aufweist als der Durchmesser des diese Befestigerausnehmung durchgreifenden Befestigers. Ein darin eingesetzter Befestiger ist dann im Zuge des erforderlichen elastischen Aufweitens der Befestigerausnehmung darin auf Grund der auf den Schaft des Befestigers wirkenden Vorspannung gehalten. Dieses erlaubt eine Vormontage der Abstandselemente zusammen mit den Befestigern an dem Montageflansch eines der beiden Gehäuseteile und auch eine Handhabung dieses Gehäuseteils, ohne dass die Abstands-elemente oder die Befestiger heraus- bzw. von dem Montageflansch abfallen. Bei einer solchen Vormontage von jeweils einem Abstandselement und einem diesen durchgreifenden Befestiger ist ein formschlüssiger Anschluss der Abstandselemente an den Montageflansch durch den Befestiger realisiert, so dass, sollte das Abstandselement ein oder mehrere Rastnocken aufweisen, diese allein der Vorfixierung des Abstandselementes an dem Montageflansch bis zum Einführen des Befestigers dienen.
Bei einer Ausgestaltung, bei der das Abstandselement einen um den außenseitigen Abschluss des Montageflansches herumgeführten Arm aufweist, kann vorgesehen sein, dass der ein solches Abstandselement tragende Montageflansch in demjenigen Abschnitt, in dem ein solches Abstandselement angeordnet werden soll, ausgehend von seinem äußeren Abschluss eine Ausklinkung aufweist. Die Tiefe der Ausklinkung entspricht typischerweise der Materialstärke des Abschnittes des Arms des Abstandselementes in dem Abschnitt, der sich an dem außenseitigen Abschluss des Montageflansches befindet. Bei einer solchen Ausgestaltung steht das Abstandselement in radialer Richtung in Bezug auf das Batteriegehäuse nicht gegenüber dem übrigen Montageflansch hervor. Durchaus möglich ist gleichermaßen eine Ausgestaltung, bei der die Ausklinkung nicht der gesamten Materialstärke dieses Abschnittes des Arms entspricht. Dann steht dieser Armabschnitt immer noch nur mit einem Teil seiner Materialstärke dem außenseitigen Abschluss des Montageflansches, wenn an diesen angeschlossen, hervor.
Bei der Dichtung wird gemäß einer Ausgestaltung eine solche eingesetzt, die pastös aufgetragen und nach ihrer Aushärtung die Montageflansche der beiden Gehäuseteile miteinander verklebt. Hierbei kann es sich um einen Kleber oder auch um einen Dichtschaum handeln.
Im Folgenden ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:

1: Eine perspektivische Ansicht eines Batteriegehäuses,
2a, 2b: eine Teilseitenansicht des in 1 erkennbaren oberen Gehäuseteils (2a) sowie eine vergrößerte Darstellung des in 2a gekennzeichneten Ausschnittes ( 2b),
3: eine perspektivische Darstellung eines Abstandselementes
4: eine Draufsicht auf das Abstandselement der 3,
5: einen Schnitt entlang der Linie A-A durch das Abstandselement der 4,
6a, 6b: eine Teildraufsicht auf das obere Gehäuseteil des Batteriegehäuses der 1 (6a) und eine Ausschnittsvergrößerung des in 6a gekennzeichneten Bereiches (6b),
7a, 7b: eine Teilschnittdarstellung durch das Batteriegehäuse der 1 (7a) und eine Ausschnittsvergrößerung des in 7a gekennzeichneten Abschnittes (7b) und
8: einen Teilquerschnitt eines weiteren Batteriegehäuses.

Ein Batteriegehäuse 1 umfasst ein oberes, als Deckelteil dienendes Gehäuseteil 2 und ein unteres, eine wannenartige Struktur aufweisendes Gehäuseteil 3. Bei dem in den Figuren beispielhaft gezeigten Ausführungsbeispiel sind beide Gehäuseteile 2, 3 identisch. Daher weist auch das obere Gehäuseteil 2 eine wannenartige Struktur auf. Das Batteriegehäuse 1 dient zur Aufnahme von mehreren Batteriemodulen und ist aufgelegt, in bzw. an einem Fahrzeug montiert zu werden. Zum Ausrüsten eines Fahrzeuges mit dem notwendigen Batterievolumen können durchaus mehrere mit Batteriemodulen bestückte Batteriegehäuse 1 in einer Nebeneinanderanordnung verbaut sein. In dem Batteriegehäuse 1 befinden sich nicht nur die mehreren Batteriemodule, sondern auch die erforderliche Leistungselektronik. Der Einfachheit halber sind Kabelausführungen in den Figuren nicht dargestellt.
Bei dem oberen Gehäuseteil 2, welches ebenso wie das untere Gehäuseteil 3 eine wannenartige Struktur aufweist, ist die wannenartige Struktur durch einen Boden 4, der bei dem oberen Gehäuseteil 2 tatsächlich ein Deckel ist, und daran angeformte Seitenwände 5 gebildet. An die Seitenwände 5 ist ein nach außen vom Wannenvolumen wegweisend abragender, umlaufender Montageflansch 6 angeformt. Bei dem oberen Gehäuseteil 2 handelt es sich um ein aus einer Stahlplatine im Wege eines Tiefziehprozesses hergestelltes Bauteil.
In der in 1 gezeigten Zusammenbaustellung der beiden Gehäuseteile 2, 3 sind diese mit der Offenseite ihrer wannenartigen Struktur zueinander weisend angeordnet. In dieser Anordnung (siehe 1) sind die Montageflansche 6, 6.1 der beiden Gehäuseteile 2, 3 zueinander weisend gehalten. Die zueinander weisenden Seiten der Montageflansche 6, 6.1 sind durch Abstandselemente 7 voneinander auf Abstand gehalten. Zwischen den zueinander weisenden Seiten der Montageflansche 6, 6.1 befindet sich eine Klebedichtung, durch die die beiden Gehäuseteile 2, 3 mit ihren Montageflanschen 6, 6.1 miteinander verklebt sind. Die Montageflansche 6, 6.1 sind dort, wo die Abstandselemente 7 sitzen, von jeweils einem Schraubbefestiger 8 durchgriffen, durch den eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen 2, 3 hergestellt ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich die Abstandselemente 7 an Positionen der Montageflansche 6, 6.1, an denen die jeweilige Seitenwand 5, 5.1 jeweils eine in das Wannenvolumen hinein gerichtete bogenförmige Verprägung 9, 9.1 aufweisen. Diese Verprägungen 9, 9.1 dienen zum Anschließen von das jeweilige Wannenvolumen jedes Gehäuseteils 2, 3 querenden Streben, durch die in dem Wannenvolumen jedes Gehäuseteils 2, 3 ein Gefache zur Aufnahme jeweils eines Batteriemoduls ausgebildet sind. Zugleich wird durch die Verprägungen 9, 9.1 die Breite der Montageflansche 6, 6.1 in den Bereichen der Verprägungen 9, 9.1 entsprechend dem Maß der Verprägung 9, 9.1 vergrößert.
Das als Deckelteil dienende obere Gehäuseteil 2 ist in 2a, 2b in einer Teilseitenansicht mit einem daran fixierten Abstandselement 7 gezeigt. Bei dem Abstandselement 7 des in den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiels handelt es sich um ein Kunststoffteil. Das Material des Abstandselementes 7 ist hinreichend hart, damit durch dieses ein definierter Abstandsspalt zwischen den Montageflanschen 6, 6.1 bereitgestellt werden kann. Auf der anderen Seite ist das Kunststoffmaterial hinreichend weich, damit dieses in der Ebene des Montageflansches 6 mit einem Messer, typischerweise einem elektrischen Messer durchgeschnitten werden kann.
Das Abstandselement 7 ist in 3 in einer Alleindarstellung perspektivisch wiedergegeben. Das Abstandselement 7 umfasst einen quaderförmigen Körper als Abstandshalter 10. Der Abstandshalter 10 befindet sich, wie aus 2b erkennbar, an der Seite des Montageflansches 6, die zu dem Montageflansch 6.1 des unteren Gehäuseteils 3 weist. An den Abstandshalter 10 ist ein Arm 11 angeformt. Der Arm 11 umfasst ein erstes Bogenstück 12, das um den außenseitigen Abschluss des Montageflansches 6 herumgeführt ist. Im Anschluss an das Bogenstück 12 ist der Arm 11 in zwei Armsegmente 13, 13.1 geteilt. Die beiden Armsegmente 13, 13.1 sind voneinander beabstandet, und zwar so weit, dass zwischen diesen der Kopf eines Schraubbefestigers 8 einpasst. Die Armsegmente 13, 13.1 sind in Richtung zur Seitenwand 5 des oberen Gehäuseteils 2 weisend und von dem Montageflansch 6 wegweisend abgewinkelt. Diese abgewinkelten Armendstücke 14, 14.1 dienen einem erleichterten Montieren des Abstandselementes 7 an dem Montageflansch 6. Die Armsegmente 13, 13.1 tragen unterseitig und somit an ihrer zu dem Montageflansch 6 weisenden Seite jeweils einen Rastnocken 15, 15.1. Die Arme 13, 13.1 sind ausgelegt, damit diese mit ihrer zu dem Montageflansch 6 weisenden Seite unter einer gewissen Vorspannung an der Oberfläche des Montageflansches 6 anliegen. Durch den Arm 11 mit seinen Armsegmenten 13, 13.1, dem Bogenstück 12 und den Abstandhalter 10 ist eine U-förmige Montageflanschaufnahme 16 bereitgestellt.
Der quaderförmige Abstandshalter 10 des Abstandselementes 7 ist, wie aus 4 erkennbar, von einer Befestigerausnehmung 17 durchbrochen (siehe auch 5). Die Befestigerausnehmung 17 ist von dem Bogenstück 12 des Armes 11 wegweisend geöffnet. Dieses bewirkt zweierlei: Zum Einen wird hierdurch die von dem Abstandshalter 10 zwischen den Montageflanschen 6, 6.1 benötigte Breite reduziert. Zum Anderen erlaubt dieses eine Ausgestaltung, bei der der Innendurchmesser der Befestigerausnehmung 17 etwas kleiner bemessen ist als der Außendurchmesser des Schaftes eines Schraubbefestigers 8. Die elastischen Materialeigenschaften des Abstandselementes 7 bzw. seines Abstandshalters 10 ausnutzend, ist ein mit seinem Schaft die Befestigungsausnehmung 17 durchgreifender Schraubbefestiger 8 durch Flächenpressung der inneren Mantelfläche der Befestigerausnehmung 17 auf die Mantelfläche des Schraubbefestigers 8 gehalten. Dieses erleichtert eine Handhabung der einzelnen Elemente bei der Montage. Beim Einsetzen des Schaftes des Schraubbefestigers 8 weitet sich der Innendurchmesser der Befestigerausnehmung 17 dadurch, dass auf Grund der vorbeschriebenen Öffnung die zu den Armsegmenten 13, 13.1 weisenden Teile des Abstandshalters 10 etwas verstellt werden.
Montiert wird ein solches Abstandselement 7 auf dem Montageflansch 6 im Bereich einer Verprägung 9. 6a, 6b zeigen in einer Draufsicht auf das obere Gehäuseteil 2 eine solche Verprägung 9 und den daran angeformten Montageflansch 6. In dem Bereich, wo ein Abstandselement 7 montiert werden soll bzw. montiert ist, befindet sich in dem Montageflansch 6 eine Befestigerdurchbrechung 18. Diese dient zum Durchführen des Schaftes eines Schraubbefestigers 8. Benachbart zu der Befestigerdurchbrechung 18 sind zwei Rastnockenaufnahmen 19, 19.1 angeordnet, die vor allem in der Ausschnittsvergrößerung der 6b erkennbar sind. Bei diesen handelt es sich ebenso wie bei der Befestigerdurchbrechung 18 um den Montageflansch 6 durchgreifende Bohrungen bzw. Ausstanzungen. Die Rastnockenaufnahmen 19, 19.1 dienen zur Aufnahme jeweils eines Rastnockens 15, 15.1 des Abstandselementes 7. Ist ein Abstandselement 7 auf dem Montageflansch 6 an der in den 6a, 6b gezeigten Stelle montiert, greifen die Rastnocken 15, 15.1 jeweils in eine Rastnockenausnahme 19, 19.1 ein, so dass das Abstandselement 7 dann unverlierbar an dem Montageflansch 6 gehalten ist. Das obere Gehäuseteil 2 kann somit, mit den Abstandselementen 7 bestückt, ohne Weiteres gehandhabt werden, und zwar ohne, dass die Gefahr bestünde, dass die Abstandselemente 7 verrutschen oder abfallen würden.
Ausgehend von dem äußeren Abschluss des Montageflansches 6 befindet sich in demjenigen Bereich, in dem ein Abstandselement 7 zu montieren ist, eine Ausklinkung 20. Die Tiefe der Ausklinkung 20 entspricht in etwa der Materialstärke des Bogenstücks 12. Somit steht dem Bogenstück 12 eines Abstandselementes 7 nicht oder zumindest nicht nennenswert über den übrigen äußern Abschluss des Montageflansches 6, wenn daran montiert, vor.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auf Grund der vorbeschriebenen Auslegung der Befestigerdurchbrechung 17 ebenfalls möglich, die Schraubbefestiger 8 vorzumontieren. Auf Grund des Reibschlusses sind diese in jeweils einiger Befestigungsausnehmungen 17 in ihrer die Montageflansche 6, 6.1 durchgreifenden Stellung gehalten. Somit kann das obere Gehäuseteil 2 nicht nur bestückt mit den Abstandselementen 7, sondern auch mit den erforderlichen Schraubbefestigern 8 problemlos gehandhabt werden. Eine solche Handhabung ist erforderlich, wenn das obere Gehäuseteil 2 mit dem unteren Gehäuseteil 3 verbunden werden soll. Zu diesem Zweck wird auf den Montageflansch 6.1 des mit Batteriemodulen bestückten unteren Gehäuseteils 3 oder auch auf den Montageflansch 6 des Gehäuseteils 2 eine pastöse Klebedichtmasse aufgetragen. Der Auftrag dieser pastösen Masse wird ausgeführt, damit nach dem Positionieren und Verbinden der Montageflansche 6, 6.1 der beiden Gehäuseteile 2, 3 diese Masse in der erforderlichen Breitenerstreckung bezüglich der Breite der Montageflansche 6, 6.1 zwischen den Montageflanschen 6, 6.1 vorhanden ist. Sind die beiden Gehäuseteile 2, 3 mit ihren Montageflanschen 6, 6.1 zueinander weisend montiert und die Schraubbefestiger 8 mit ihrem Schaft in jeweils eine an der Unterseite des Montageflansches 6.1 des unteren Gehäuseteils 3 befindliche Schweißmutter 21 (siehe 7a, 7b) eingeschraubt, ist das Batteriegehäuse 1 geschlossen. Nach Aushärten der pastösen Masse bildet diese zugleich eine Dichtung und die gewünschte Klebeverbindung zwischen den Montageflanschen 6, 6.1. In den 7a, 7b ist die umlaufende Dichtung, durch die die Montageflansche 6, 6.1 der Gehäuseteile 2, 3 miteinander verklebt sind, mit dem Bezugszeichen 22 kenntlich gemacht. Diese Schnittdarstellung macht auch deutlich, dass durch die Öffnung der Befestigerausnehmungen 17 die Dichtung 22 bis zu dem Schaft der Befestigerschrauben 8 reichen kann.
Für die elektrische Verbindung der beiden Gehäuseteile 2, 3 liegt die Unterseite des Schraubenkopfes 23 der Schraubbefestiger 8 an der in den 7a, 7b gezeigten Oberseite des Montageflansches 6 an. Der Eingriff des Schraubenschaftes in die Schweißmutter 21 stellt zugleich die elektrische Kontaktierung her, die durch die Schweißverbindung zwischen der Schweißmutter 21 und dem Montageflansch 6.1 des unteren Gehäuseteils 3 ebenfalls gewährleistet ist.
Auf Grund der zwischen den Montageflanschen 6, 6.1 befindlichen Abstandhalter 10, die von den Schraubbefestigern 8 durchgriffen sind, besteht auch nicht die Gefahr, dass durch ein unbeabsichtigtes zu weites Spannen der Abstand der Montageflansche 6, 6.1 zueinander verringert und möglichweise dem zu Folge benachbart sich eine Aufwölbung ausbilden würde. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dienen die Schraubbefestiger 8 letztendlich nur der Fixierung der beiden Gehäuseteile 2, 3 zueinander, so lange die die Dichtung ausbildende pastöse Masse 22 noch nicht ausgehärtet und ihre Klebewirkung voll entfaltet hat. Die Schraubbefestiger 8 dienen des Weiteren zum Gewährleisten der gewünschten elektrischen Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen 2, 3.
Soll das Batteriegehäuse 1 geöffnet werden, werden die Schraubbefestiger 8 gelöst. Anschließend wird die Klebeverbindung aufgeschnitten. Die aus Kunststoff hergestellten Abstandselemente 7 stören hierbei nicht. Zum Verschließen der beiden Gehäuseteile 2, 3 werden die zueinander weisenden Montageflanschoberflächen gereinigt und der Montageflansch 6 des oberen Gehäuseteils 2 erneut mit Abstandselementen 7 bestückt und die Schraubbefestiger 8 vormontiert, bevor die Gehäuseteile 2, 3 mit der pastösen Dichtmasse, wie vorbeschrieben, miteinander verklebt werden.
Da die beiden Gehäuseteile 2, 3 für ihren Zusammenhalt verklebt sind, kann die Zahl der eingesetzten Schraubbefestiger 8 auf eine geringe Anzahl reduziert werden, verglichen mit vorbekannten Batteriegehäusen dieser Art.
8 zeigt eine Teilschnittdarstellung eines weiteren Batteriegehäuses 1.1, dessen unteres Gehäuseteil 3.1 genauso aufgebaut ist, wie das untere Gehäuseteil 3 des Batteriegehäuses 1, wie dieses zu den vorstehenden Figuren beschrieben ist. Das Batteriegehäuse 1.1 unterscheidet sich von dem Batteriegehäuse 1 durch die Ausbildung seines oberen Gehäuseteils 2.1. Der Montageflansch 6.2 des oberen Gehäuseteils 2.1 ist Teil eines mehrkammerigen Strangpressprofils 24 als Teil des durch das obere Gehäuseteil 2.1 gebildeten Deckelteils. Diese Ausgestaltung macht deutlich, dass der Montageflansch 6.2 des oberen Gehäuseteils 2.1 auch gegenüber dem Deckelvolumen 25 nach außen abragend angeordnet, jedoch von seiner Oberseite nicht zugänglich ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind als Schraubbefestiger 26 selbstfurchende Schrauben vorgesehen, die mit ihrem selbstfurchenden Gewinde in dem den Montageflansch 6.2 bereitstellenden Schenkel 27 des Strangpressprofils 24 festgesetzt sind.
Wie auch bei dem Ausführungsbeispiel des Batteriegehäuses 1 befindet sich zwischen dem Montageflansch 6.2 und demjenigen des unteren Gehäuseteils 3.1 ein Abstandselement 7.
Die in 8 gezeigte Ausgestaltung kann aufgrund der wannenartigen Ausbildung des darin als oberes Gehäuseteil 2.1 angesprochenen Deckelteils auch umgekehrt erfolgen, bei dem das Gehäuseteil 2.1 das untere und das tiefgezogene Gehäuseteil 3.1 das obere ist.
Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert worden. Es gibt weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten, beispielsweise in der Art der Vorfixierung der Abstandselemente an einem Montageflansch. An Stelle des Vorsehens von Rastnocken, wie zu dem erläuterten Ausführungsbeispiel beschreiben, kann ein Abstandshalter ebenfalls einen nach oben abragenden Bund im Bereich der Mündung seiner Befestigerausnehmung aufweisen, der nach der Montage des Abstandselementes in eine Befestigerdurchbrechung des Montageflansches eingreift. Ebenfalls kann an Stelle einer Schweißmutter, wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, auch eine Mutter anderer Art, beispielsweise eine durch Aufbördeln im Rahmen der Erstellung der Befestigerdurchbrechung in dem komplementären Montageflansch vorgenommen werden.
Für einen Fachmann ergeben sich darüber hinaus zahlreiche Möglichkeiten, im Rahmen der geltenden Ansprüche die Erfindung zu verwirklichen, ohne dass dieses im Rahmen dieser Ausführungen näher erläutert werden müsste.
Bezugszeichenliste

1, 1.1: Batteriegehäuse
2, 2.1: oberes Gehäuseteil
3, 3.1: unteres Gehäuseteil
4: Boden
5, 5.1: Seitenwand
6, 6.1, 6.2: Montageflansch
7: Abstandselement
8: Schraubbefestiger
9, 9.1: Verprägung
10: Abstandshalter
11: Arm
12: Bogenstück
13, 13.1: Armsegment
14, 14.1: Armendstück
15, 15.1: Rastnocke
16: Montageflanschaufnahme
17: Befestigerausnehmung
18: Befestigerdurchbrechung
19, 19.1: Rastnockenaufnahme
20: Ausklinkung
21: Schweißmutter
22: Dichtung
23: Schraubenkopf
24: Strangpressprofil
25: Deckelvolumen
26: Schraubbefestiger
27: Schenkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2010136402 A1 [0003, 0004]
WO 9726782 A2 [0006]
EP 2741343 A1 [0007]
US 2011/0143179 A1 [0008]

Claims

Batteriegehäuse für ein elektromotorisch betriebenes Fahrzeug mit einem ersten Gehäuseteil (3, 3.1) und einem zweiten Gehäuseteil (2, 2.1), welche beiden Gehäuseteile (2, 3; 2.1, 3.1) Metallbauteile sind und von denen eines eine wannenartige Struktur zur Aufnahme eines oder mehrerer Batteriemodule und einen umlaufenden Montageflansch (6.1) aufweist und von denen das andere Gehäuseteil (2, 2.1) als Deckelteil zum Verschließen des ersten Gehäuseteils (3) ausgeführt ist und ebenfalls über einen umlaufenden Montageflansch (6) verfügt, wobei die beiden Gehäuseteile (2, 3; 2.1, 3.1) an ihren Montageflanschen (6, 6.1; 6.2) mit mehreren, die Montageflansche (6, 6.1; 6.2) durchgreifenden Befestigern (8) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageflansch (6) zumindest eines der beiden Gehäuseteile (2, 3.1) mehrere mit Abstand zueinander angeordnete Abstandselemente (7) trägt, die jeweils einen Abstandshalter (10), angeordnet an der zu dem Montageflansch (6.1, 6.2) des anderen Gehäuseteils (3, 3.1) weisenden Seite des das Abstandselement (7) tragenden Montageflansches (6), umfassen, wobei der Abstandshalter (10) nur ein Teil der Gesamtbreite des Montageflansches (6) bedeckt und dass zwischen den beiden Montageflanschen (6, 6.1; 6.2) eine umlaufende Dichtung (22) angeordnet ist, die adhäsiv an die beiden Montageflansche (6, 6.1; 6.2) angeschlossen ist.
Batteriegehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (10) der Abstandselemente (7) ein quaderförmiger Körper ist.
Batteriegehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente (7) jeweils zumindest einen um den seitlichen Abschluss des das Abstandselement (7) tragenden Montageflansches (6) herumgeführten und bis zur gegenüberliegenden Seite reichenden und auf der gegenüberliegenden Seite des Montageflansches (6) abgestützten Arm (11) aufweisen.
Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (10) der Abstandselemente (7) jeweils eine diesen durchgreifende Befestigerausnehmung (17) aufweisen und zwischen den Montageflanschen (6, 6.1; 6.2) der beiden Gehäuseteile (2, 3; 2.1, 3.1), jeweils mit seiner Befestigungsausnehmung (17) mit je einer die Montageflansche (6, 6.1; 6.2) durchgreifenden Befestigerdurchbrechung (18) fluchtend, angeordnet sind und dass die Befestiger (8) zum Verbinden der beiden Montageflansche (6, 6.1; 6.2) die Befestigerausnehmungen (17) der Abstandshalter (10) durchgreifen.
Batteriegehäuse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Abstandshalter (10) ein Arm (11) angeformt ist, der sich nach einem um den seitlichen Abschluss des Montageflansches (6) herumgeführten Bogenstück (12) in zwei voneinander beabstandete Armsegmente (13, 13.1) teilt, wobei jedes der beiden Armsegmente (13, 13.1) auf einer unterschiedlichen Seite der Befestigerausnehmung (17) des Abstandshalters (10) angeordnet ist.
Batteriegehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der beiden Armsegmente (13, 13.1) an seiner zu der Oberfläche des Montageflansches (6) weisenden Seite einen Rastnocken (15, 15.1) trägt, der in eine zu einer Befestigerdurchbrechung (18) benachbart angeordnete Rastnockenausnehmung (19, 19.1) eingreift.
Batteriegehäuse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Armsegmente (13, 13.1) jeweils ein von dem Montageflansch (6) wegweisend abgewinkeltes Armendstück (14, 14.1) aufweisen.
Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die die Abstandshalter (10) durchgreifenden Befestigerausnehmungen (17) der Abstandselemente (7) an ihrer zu dem Batterievolumen des Batteriegehäuses (1) weisenden Seite geöffnet sind.
Batteriegehäuse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen der Befestigerausnehmungen (17) in Richtung zu der jeweiligen Befestigerausnehmung (17) hin hinterschnitten sind.
Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente (7) Kunststoffteile sind.
Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der die die Abstandselemente (7) tragende Montageflansch (6) von seinem äußeren Randabschluss ausgehende Ausklinkungen (20) in denjenigen Abschnitten aufweist, in denen ein Abstandselement (7) sitzt.
Batteriegehäuse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Ausklinkungen (20) der Materialstärke des über den äußeren Abschluss des Montageflansches (6) geführten Armabschnitt eines Abstandselementes (7) entspricht.
Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Montageflanschen (6, 6.1; 6.2) befindliche Dichtung (22) eine pastös aufgetragene und anschließend ausgehärtete Dichtung ist.
Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die die Montageflansche (6, 6.1) und die Befestigerausnehmungen (17) der Abstandselemente (7) durchgreifenden Befestiger (8) beide Montageflansche (6, 6.1; 6.2) elektrisch miteinander kontaktieren.
Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Befestigern um Schraubbefestiger (8) handelt.