DE102019106241A1

DE102019106241A1 - Batterieträger zur Aufnahme von einem elektrischen Batteriemodul

Info

Publication number: DE102019106241A1
Application number: DE102019106241.1A
Authority: DE
Inventors: Timo Foshag; Christian Handing; Harald Krenzer; Peter Summerauer
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2020-09-17

Abstract

Die Offenbarung betrifft einen Batterieträger (100) zur Aufnahme von zumindest einem elektrischen Batteriemodul (102-1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, mit einer Aufnahmewanne (101), welche aus einer Werkstoffplatine (103) geformt ist, wobei die Aufnahmewanne (101) einen wenigstens abschnittsweise doppelwandigen Wannenboden (105) für die Aufnahme des elektrischen Batteriemoduls (102-1), sowie Seitenwände (109) aufweist, wobei der doppelwandige Wannenboden (105) und die Seitenwände (109) einen Innenraum (104) der Aufnahmewanne (101) begrenzen, wobei der doppelwandige Wannenboden (105) eine erste Bodenwandung (105-1), welche dem Innenraum (104) zugewandt ist, und eine zweite Bodenwandung (105-2), welche dem Innenraum (104) abgewandt ist, aufweist, zumindest einem Befestigungselement (113), welches ausgebildet ist, zumindest ein Bauteil (102, 102-1, 102-2) an dem doppelwandigen Wannenboden (105) zu befestigen, wobei das Befestigungselement (113) zumindest abschnittsweise in dem doppelwandigen Wannenboden (105) angeordnet ist; und einer Wärmetauscherstruktur (112) mit Hohlkanälen (111), welche durch den doppelwandigen Wannenboden (105) zur Durchleitung eines Fluids gebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Batterieträger zur Aufnahme von einem elektrischen Batteriemodul für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, und ein Verfahren zum Herstellen eines Batterieträgers für ein elektrisches Batteriemodul.
Zur Halterung von elektrischen Batteriemodulen für die Bereitstellung elektrischer Energie in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen werden üblicherweise Batterieträger verwendet, welche zwischen den Achsen des Fahrzeugs angeordnet sind. Derartige Batterieträger weisen üblicherweise eine Wärmetauscherstruktur auf, welche ausgebildet ist, die in dem Batterieträger aufgenommenen elektrischen Batteriemodule wirksam zu temperieren. Derartige Batterieträger werden üblicherweise mit Befestigungselementen versehen, um die Batterieträger mit Bauteilen, wie z.B. den elektrischen Batteriemodulen und/oder einer Unterbodenschutzplatte, zu verbinden. Hierbei muss sichergestellt werden, dass derartige Befestigungselemente mechanisch stabil in dem Batterieträger befestigt sind, um Beschädigungen des Batterieträgers zu vermeiden.
In der EP 2 828 922 B1 ist eine Kühlvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie offenbart und eine Fahrzeugbatterie mit einer Kühlvorrichtung.
In der EP 2 541 669 B1 ist eine Kühlvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie offenbart und ein Verfahren zur Herstellung einer Kühlvorrichtung.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Batterieträger mit einer wirksamen Kühlung der in dem Batterieträger aufgenommenen Batteriemodule bereitzustellen, wobei Bauteile an dem Batterieträger vorteilhaft befestigt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der beiliegenden Figuren.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch einen Batterieträger mit einer Wärmetauscherstruktur gelöst werden kann, welcher eine einstückige Aufnahmewanne mit einem wenigstens abschnittsweise doppelwandigen Wannenboden zur Aufnahme zumindest eines Batteriemoduls aufweist. Hierbei ist zumindest ein Befestigungselement, welches ausgebildet ist, ein Bauteil an dem doppelwandigen Wannenboden zu befestigen, zumindest abschnittsweise in dem doppelwandigen Wannenboden angeordnet.
Der wenigstens abschnittsweise doppelwandige Wannenboden der Aufnahmewanne stellt gegenüber einem, z.B. nur einwandigen Wannenboden, eine besonders stabile Bodenfläche für die Aufnahme des elektrischen Batteriemoduls bereit. Durch das Anordnen des Befestigungselements in dem doppelwandigen Wannenboden der Aufnahmewanne wird sichergestellt, dass das Befestigungselement in dem doppelwandigen Wannenboden mechanisch stabil befestigt ist, und z.B. dadurch bei auf den Batterieträger wirkenden mechanischen Belastungen aus dem doppelwandigen Wannenboden nicht herausbrechen kann.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung einen Batterieträger zur Aufnahme von zumindest einem elektrischen Batteriemodul für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, mit einer Aufnahmewanne, welche aus einer Werkstoffplatine geformt ist, wobei die Aufnahmewanne einen wenigstens abschnittsweise doppelwandigen Wannenboden für die Aufnahme des elektrischen Batteriemoduls, sowie Seitenwände aufweist, wobei der doppelwandige Wannenboden und die Seitenwände einen Innenraum der Aufnahmewanne begrenzen, wobei der doppelwandige Wannenboden eine erste Bodenwandung, welche dem Innenraum zugewandt ist, und eine zweite Bodenwandung, welche dem Innenraum abgewandt ist, aufweist, zumindest einem Befestigungselement, welches ausgebildet ist, zumindest ein Bauteil an dem doppelwandigen Wannenboden zu befestigen, wobei das Befestigungselement zumindest abschnittsweise in dem doppelwandigen Wannenboden angeordnet ist; und einer Wärmetauscherstruktur mit Hohlkanälen, welche durch den doppelwandigen Wannenboden zur Durchleitung eines Fluids gebildet ist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch das in dem doppelwandigen Wannenboden angeordnete zumindest eine Befestigungselement ein besonders wirksames mechanisch stabiles Befestigen zumindest eines Bauteils an der dem Innenraum der Aufnahmewanne zugewandten ersten Bodenwandung oder an der dem Innenraum der Aufnahmewanne abgewandten zweiten Bodenwandung ermöglicht wird.
Das zumindest eine Befestigungselement kann hierbei insbesondere ein einziges Befestigungselement oder eine Mehrzahl von Befestigungselementen umfassen. Das zumindest eine Bauteil kann hierbei insbesondere ein einziges Bauteil oder eine Mehrzahl von Bauteilen umfassen. Das zumindest eine elektrische Batteriemodul kann hierbei insbesondere ein einziges elektrisches Batteriemodul oder eine Mehrzahl von elektrischen Batteriemodulen umfassen.
Je nachdem, ob sich das zumindest eine Befestigungselement von dem doppelwandigen Wannenboden aus in Richtung des Innenraums und/oder in eine dem Innenraum abgewandte Richtung erstreckt, kann das Bauteil in dem Innenraum angeordnet und an der ersten Bodenwandung durch das zumindest eine Befestigungselement befestigt sein und/oder kann das Bauteil in einem Außenraum der Aufnahmewanne angeordnet und an der zweite Bodenwandung durch das zumindest eine Befestigungselement befestigt sein.
Es ergibt sich somit durch die zumindest abschnittsweise Aufnahme des Befestigungselements in dem doppelwandigen Wannenboden die Möglichkeit einer mechanisch stabilen und flexiblen Befestigung von Bauteilen, wie z.B. elektrischen Batteriemodulen und/oder einer Unterbodenschutzplatte, an der Aufnahmewanne.
Durch die in dem Batterieträger angeordnete Wärmetauscherstruktur kann zudem ein wirksames Temperieren, insbesondere Erwärmen und/oder Kühlen, des in der Aufnahmewanne aufgenommenen elektrischen Batteriemoduls sichergestellt werden.
Insbesondere formt die Wärmetauscherstruktur in einer Ausführungsform einen Wärmetauscher.
Insbesondere ist der doppelwandige Wannenboden als ein vollständig doppelwandiger Wannenboden ausgebildet, wobei sich die erste und zweite Bodenwandung des vollständig doppelwandigen Wannenbodens über die gesamte Breite des vollständig doppelwandigen Wannenbodens erstreckt.
Alternativ ist der doppelwandige Wannenboden als ein abschnittsweise doppelwandiger Wannenboden ausgebildet, wobei der abschnittsweise doppelwandige Wannenboden zumindest einen doppelwandigen Bodenabschnitt mit der ersten und zweiten Bodenwandung und zumindest einen einwandigen Bodenabschnitt aufweist, welcher nur die erste oder die zweite Bodenwandung umfasst.
In einer Ausführungsform ist das zumindest eine Befestigungselement zumindest abschnittsweise in der ersten und/oder zweiten Bodenwandung angeordnet.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine besonders mechanisch stabile Anordnung des zumindest einen Befestigungselements in dem doppelwandigen Wannenboden sichergestellt wird.
Wenn der doppelwandige Wannenboden insbesondere keinen Bodenzwischenraum aufweist, kann das zumindest eine Befestigungselement insbesondere zumindest abschnittsweise in der ersten Bodenwandung oder in der zweiten Bodenwandung angeordnet sein, oder kann das zumindest eine Befestigungselement insbesondere zumindest abschnittsweise in der ersten Bodenwandung und in der zweiten Bodenwandung angeordnet sein.
In einer Ausführungsform ist das zumindest eine Befestigungselement zumindest abschnittsweise in einem Bodenzwischenraum zwischen der ersten Bodenwandung und der zweiten Bodenwandung des doppelwandigen Wannenbodens angeordnet.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine besonders mechanisch stabile Anordnung des zumindest einen Befestigungselements in dem doppelwandigen Wannenboden sichergestellt wird.
Wenn der doppelwandige Wannenboden insbesondere einen Bodenzwischenraum aufweist, kann das zumindest eine Befestigungselement insbesondere zumindest abschnittsweise in der ersten Bodenwandung oder in der zweiten Bodenwandung oder in dem Bodenzwischenraum angeordnet sein, oder kann das zumindest eine Befestigungselement insbesondere zumindest abschnittsweise in der ersten Bodenwandung und dem Bodenzwischenraum oder in der zweiten Bodenwandung und dem Bodenzwischenraum angeordnet sein, oder kann das zumindest eine Befestigungselement insbesondere zumindest abschnittsweise in der ersten Bodenwandung, in der zweiten Bodenwandung und in dem Bodenzwischenraum angeordnet sein.
In einer Ausführungsform weist die erste Bodenwandung eine erste Wandungsöffnung auf, wobei sich das Befestigungselement durch die erste Wandungsöffnung zu einer Oberseite des doppelwandigen Wannenbodens erstreckt, um das Bauteil an der Oberseite des doppelwandigen Wannenbodens zu befestigen, und wobei das Bauteil insbesondere das zumindest eine elektrische Batteriemodul umfasst.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine vorteilhafte Befestigung des Bauteils, insbesondere des zumindest einen elektrischen Batteriemoduls, an der Oberseite des doppelwandigen Wannenbodens sichergestellt ist.
In einer Ausführungsform weist die zweite Bodenwandung eine zweite Wandungsöffnung auf, wobei sich das Befestigungselement durch die zweite Wandungsöffnung zu einer Unterseite des Wannenbodens erstreckt, um das Bauteil an der Unterseite des doppelwandigen Wannenbodens zu befestigen, und wobei insbesondere das an der Unterseite des Wannenbodens befestigte Bauteil eine Unterbodenschutzplatte des Batterieträgers ist, welche unmittelbar oder mittels eines Koppelteils mit der Unterseite des doppelwandigen Wannenbodens verbunden ist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine vorteilhafte Befestigung des Bauteils, insbesondere des Koppelteils oder der Unterbodenschutzplatte, an der Unterseite des doppelwandigen Wannenbodens sichergestellt ist. Insbesondere weist der Batterieträger hierbei die Aufnahmewanne, das Koppelteil und die Unterbodenschutzplatte auf, wobei das Koppelteil hierbei mit der Unterseite des doppelwandigen Wannenbodens der Aufnahmewanne und mit der Unterbodenschutzplatte des Batterieträgers verbunden ist. Insbesondere umfasst das zumindest eine Befestigungselement eine Mehrzahl von Befestigungselementen, um zumindest ein Bauteil an der Oberseite und zumindest ein Bauteil an der Unterseite des doppelwandigen Wannenbodens zu befestigen.
In einer Ausführungsform ist zwischen dem doppelwandigen Wannenboden und der Unterbodenschutzplatte ein Plattenzwischenraum gebildet, wobei sich das an der Unterseite des Wannenbodens befestigte Koppelteil von der Unterseite des Wannenbodens durch den Plattenzwischenraum zu der Unterbodenschutzplatte erstreckt, und wobei das Koppelteil insbesondere als ein gebogenes Koppelteil ausgebildet ist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass das Koppelteil eine mechanische Stabilisierung der Unterbodenschutzplatte an der Aufnahmewanne sicherstellt. Das insbesondere als ein gebogenes Koppelteil ausgebildete Koppelteil ist hierbei insbesondere zumindest abschnittsweise verformbar, um auf die Unterbodenschutzplatte wirkende Kräfte aufzunehmen.
In einer Ausführungsform weist das Koppelteil einen ersten Kontaktabschnitt auf, welcher an der Unterseite des Wannenbodens anliegt, wobei das Befestigungselement mit dem ersten Kontaktabschnitt verbunden ist, wobei das Koppelteil zumindest einen weiteren Kontaktabschnitt aufweist, wobei der zumindest eine weitere Kontaktabschnitt an der Unterbodenschutzplatte anliegt, und insbesondere mit der Unterbodenschutzplatte stoffschlüssig verbunden ist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch den ersten Kontaktabschnitt eine mechanisch stabile Verbindung zwischen dem Koppelteil und der Unterseite des Wannenbodens sichergestellt werden kann, und dass durch den weiteren Kontaktabschnitt eine mechanisch stabile Verbindung zwischen dem Koppelteil und der Unterbodenschutzplatte bereitgestellt werden kann.
In einer Ausführungsform sind die Hohlkanäle der Wärmetauscherstruktur in dem doppelwandigen Wannenboden gebildet, insbesondere zwischen der ersten Bodenwandung und der zweiten Bodenwandung gebildet, wobei insbesondere die Wärmetauscherstruktur und das Befestigungselement in verschiedenen Bodenzwischenräumen angeordnet sind.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die in dem doppelwandigen Wannenboden und/oder in der doppelwandigen Seitenwand gebildeten Hohlkanäle der Wärmetauscherstruktur eine wirksame Temperierung des zumindest einen elektrischen Batteriemoduls ermöglichen. Insbesondere sind die Wärmetauscherstruktur und das Befestigungselement in verschiedenen Bodenzwischenräumen angeordnet, wobei die verschiedenen Bodenzwischenräumen insbesondere voneinander räumlich getrennt sind.
In einer Ausführungsform sind die Hohlkanäle der Wärmetauscherstruktur zueinander parallel, oder mäanderförmig, oder schneckenförmig oder spulenförmig oder zumindest abschnittsweise kreisförmig oder wellenförmig gebildet.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die Geometrien der Hohlkanäle die fluidführenden Eigenschaften der Hohlkanäle derart beeinflusst werden, dass eine besonders wirksame Temperierung des zumindest einen elektrischen Batteriemoduls ermöglicht wird.
In einer Ausführungsform weist der Batterieträger einen Längsträger und/oder einen Querträger auf, wobei sich der Längsträger und/oder Querträger jeweils zwischen zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden der Aufnahmewanne erstreckt, und wobei der Längsträger und/oder Querträger auf einer Oberseite des doppelwandigen Wannenbodens aufliegt, insbesondere mit der Oberseite des doppelwandigen Wannenbodens verbunden ist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die in dem Innenraum der Aufnahmewanne angeordneten Längs-, und/oder Querträger eine überbrückende Funktion zwischen zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden sicherstellen, so dass eine wirksame strukturelle Stabilisierung des Batterieträgers sichergestellt wird.
In einer Ausführungsform ist eine Wärmetauscherstruktur mit Hohlkanälen in dem Längsträger und/oder in dem Querträger gebildet, wobei die Wärmetauscherstruktur insbesondere einer Mehrzahl von Hohlkanälen aufweist, welche übereinander in dem Längsträger und/oder in dem Querträger gebildet sind.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die Wärmetauscherstruktur mit den Hohlkanälen in dem Längsträger und/oder in dem Querträger eine besonders wirksame Temperierung des zumindest einen elektrischen Batteriemoduls sichergestellt wird. Die Wärmetauscherstruktur in dem Längsträger und/oder in dem Querträger kann insbesondere alternativ oder zusätzlich zu der Wärmetauscherstruktur in dem doppelwandigen Wannenboden angeordnet sein.
In einer Ausführungsform weist die erste und/oder zweite Bodenwandung einen Verdickungsabschnitt auf, und ist das zumindest eine Befestigungselement zumindest abschnittsweise in dem Verdickungsabschnitt angeordnet, wobei der Verdickungsabschnitt insbesondere unterhalb des Längsträgers und/oder unterhalb des Querträgers in dem doppelwandigen Wannenboden gebildet ist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch den Verdickungsabschnitt des doppelwandigen Wannenbodens eine strukturelle Verstärkung des Bereichs der ersten und/oder zweiten Bodenwandung, in welchem das Befestigungselement angeordnet ist, sichergestellt wird.
In einer Ausführungsform umfasst das zumindest eine Befestigungselement einen Befestigungsbolzen, eine Befestigungsmutter und/oder eine Befestigungsschraube.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die genannten Befestigungselemente eine wirksame Befestigung des jeweiligen Bauteils an dem Batterieträger sichergestellt wird.
In einer Ausführungsform umfasst das zumindest eine Befestigungselement eine Befestigungsmutter und/oder Befestigungsschraube, welche zumindest abschnittsweise in dem doppelwandigen Wannenboden angeordnet ist, wobei die Befestigungsmutter und/oder Befestigungsschraube insbesondere mit der ersten und/oder zweiten Bodenwandung verlötet oder verklebt ist.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die genannten Befestigungselemente eine wirksame Befestigung des jeweiligen Bauteils an dem Batterieträger sichergestellt wird. Insbesondere ist die Befestigungsmutter in einem Bodenzwischenraum zwischen der ersten und zweiten Bodenwandung aufgenommen.
In einer Ausführungsform ist die Befestigungsmutter und/oder Befestigungsschraube insbesondere in der ersten oder zweiten Bodenwandung eingepresst.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch die genannten Befestigungselemente eine wirksame Befestigung des jeweiligen Bauteils an dem Batterieträger sichergestellt wird. Insbesondere ist die Befestigungsmutter in einem Bodenzwischenraum zwischen der ersten und zweiten Bodenwandung aufgenommen.
Insbesondere weist die Befestigungsschraube einen Schraubenkopf auf, welcher in einem Bodenzwischenraum zwischen der ersten und zweiten Bodenwandung aufgenommen ist, und weist die Befestigungsschraube einen mit den Schraubenkopf verbundenen Schraubenschaft auf, wobei sich der Schraubenschaft insbesondere durch eine erste Wandungsöffnung in der ersten Bodenwandung zu einer Oberseite des doppelwandigen Wannenbodens erstreckt, oder wobei sich der Schraubenschaft insbesondere durch eine zweite Wandungsöffnung in der zweiten Bodenwandung zu einer Unterseite des doppelwandigen Wannenbodens erstreckt.
In einer Ausführungsform ist die Werkstoffplatine zu der Aufnahmewanne mit dem doppelwandigen Wannenboden gefaltet, insbesondere mit der ausgebildeten Wärmetauscherstruktur gefaltet.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch ein Falten der Werkstoffplatine zu der Aufnahmewanne mit dem doppelwandigen Wannenboden eine besonders stabile Aufnahmewanne bereitgestellt werden kann.
In einer Ausführungsform ist die Werkstoffplatine eine Rollbondplatine.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine Rollbondplatine einfach und kostengünstig herstellbar ist
In einer Ausführungsform ist die Werkstoffplatine eine durch Laserschweißen, Löten, Kleben oder Rollnahtschweißen zusammengefügte Platine.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass in eine als zusammengefügte Platine ausgebildete Werkstoffplatine vorteilhafte unterschiedlich ausgebildete Bereiche eingeführt werden können.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Herstellen eines Batterieträgers für zumindest ein elektrisches Batteriemodul eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst, Bereitstellen einer ersten Werkstoffplatinenwandung, Bereitstellen einer zweiten, mit einer Wärmetauscherstruktur mit Hohlkanälen vorgeformten Werkstoffplatinenwandung, Positionieren zumindest eines Befestigungselements an der ersten oder zweiten Werkstoffplatinenwandung, Verbinden der ersten und zweiten Werkstoffplatinenwandung, um eine Werkstoffplatine mit einem doppelwandigen Platinenbereich zu erhalten, wobei das Befestigungselement in dem doppelwandigen Platinenbereich angeordnet ist, und Umformen der Werkstoffplatine oder der ersten Blechplatine zu einer Aufnahmewanne mit einem Wannenboden für die Aufnahme des elektrischen Batteriemoduls sowie Seitenwänden, welche den Wannenboden seitlich begrenzen, wobei ein doppelwandiger Wannenboden aus dem doppelwandigen Platinenbereich durch das Verbinden und Umformen hervorgeht und wobei das zumindest eine Befestigungselement ausgebildet ist, zumindest ein Bauteil an dem doppelwandigen Wannenboden zu befestigen.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass aus der Werkstoffplatine die Aufnahmewanne mit zumindest einem in dem doppelwandigen Wannenboden angeordneten Befestigungselement vorteilhaft hergestellt werden kann.
In einer Ausführungsform wird das zumindest eine Befestigungselement mit dem doppelwandigen Platinenbereich, insbesondere mit der ersten und/oder zweiten Werkstoffplatinenwandung, stoffschlüssig verbunden, insbesondere verlötet oder mechanisch gefügt.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch das stoffschlüssige Verbinden, insbesondere Verlöten, eine wirksame Befestigung des zumindest einen Befestigungselements an dem doppelwandigen Platinenbereich sichergestellt wird. Um höchste Anforderungen an die Auszugssicherheit des Befestigungselements und/oder besonders niedrige Wandungsdicken zu ermöglichen, ist insbesondere eine beidseitige Lötverbindung, also ein Verlöten mit der ersten und der zweiten Werkstoffplatinenwandung vorgesehen.
In einer Ausführungsform wird die Wärmetauscherstruktur mit den Hohlkanälen vor dem Umformen der Werkstoffplatine bereitgestellt, insbesondere geformt, und wobei die Werkstoffplatine mit der Wärmetauscherstruktur mechanisch umgeformt wird, um die Aufnahmewanne zu erhalten.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass ein vorteilhaftes Herstellen der Aufnahmewanne sichergestellt wird.
Der Batterieträger gemäß dem ersten Aspekt wird bevorzugt durch das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt hergestellt.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 zeigt einen Batterieträger in einer ersten Ausführungsform;
2 zeigt einen Batterieträger in einer zweiten Ausführungsform;
3A, 3B, 3C und 3D zeigen schematische Darstellungen von Batterieträgern gemäß weiteren Ausführungsformen;
4 zeigt einen Batterieträger in einer dritten Ausführungsform; und
5A und 5B zeigen einen Batterieträger in einer vierten Ausführungsform.

1 zeigt einen Batterieträger in einer ersten Ausführungsform.
1 zeigt schematisch einen Batterieträger 100 für in 1 nur schematisch dargestellte Bauteile 102, insbesondere elektrische Batteriemodule 102-1, eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs. In der 1 ist ein Ausschnitt einer Aufnahmewanne 101 des Batterieträgers 100 dargestellt.
Der Batterieträger 100 weist eine Aufnahmewanne 101 auf, welche durch eine mechanische Umformung einer Werkstoffplatine 103, geformt ist. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Werkstoffplatine 103 durch das Falten umgeformt. Alternativ kann ein Tiefziehverfahren angewandt werden.
Insbesondere ist die Aufnahmewanne 101 aus einer doppelwandigen Werkstoffplatine 103 geformt. Im Falle des Tiefziehens wird dagegen eine einwandige Werkstoffplatine, bzw. eine einzige Werkstoffplatinenwandung verwendet und zur Aufnahmewanne 101 umgeformt. Anschließend wird eine weitere Werkstoffplatinenwandung insbesondere mit vorgeformter Wärmetauscherstruktur daran fluiddicht gefügt, insbesondere gelötet.
Die Aufnahmewanne 101 umfasst einen wenigstens abschnittsweise doppelwandigen Wannenboden 105, welcher aus einem Platinenbereich 107 der Werkstoffplatine 103 hervorgegangen ist. Der Wannenboden 105 kann im Falle der Umformung durch Faltung der Werkstoffplatine 103 dem Platinenbereich 107 entsprechen. Der doppelwandige Wannenboden 105 kann im Falle des Umformens nur aus einer Werkstoffplatinenwandung durch Tiefziehen nach dem Fügen mit der weiteren Werkstoffplatinenwandung gebildet sein.
Der doppelwandige Wannenboden 105 weist eine erste Bodenwandung 105-1 auf, welche einem Innenraum 104 der Aufnahmewanne 101, bzw. einem in dem Innenraum 104 angeordneten elektrischen Batteriemodul 102-1 zugewandt ist, und weist eine zweite Bodenwandung 105-2 auf, welche dem Innenraum 104 der Aufnahmewanne 101, bzw. dem in dem Innenraum 104 angeordneten elektrischen Batteriemodul 102-1, abgewandt ist. Somit bildet die erste Bodenwandung 105-1 eine Oberseite 106 des doppelwandigen Wannenbodens 105, wobei das Batteriemodul 102-1 auf der Oberseite 106 angeordnet ist. Somit bildet die zweite Bodenwandung 105-2 eine Unterseite 108 des doppelwandigen Wannenbodens 105, wobei die Unterseite 108 einem Außenbereich 110 des Batterieträgers 100 zugewandt ist.
Die Aufnahmewanne 101 umfasst ferner Seitenwände 109, welche den Wannenboden 105 seitlich begrenzen und sich von dem Wannenboden 105 winklig erstrecken. In der 1 sind zwei einander gegenüberliegende laterale Seitenwände 109-1, 109-2 gezeigt. Die Seitenwände 109 können durch Falten, bzw. Umbiegen der Werkstoffplatine 103 hergestellt werden. Eine den Wannenboden 105 begrenzende vorderseitige Seitenwand 109-3 und eine den Wannenboden 105 begrenzende rückseitige Seitenwand 109-4 sind in der 1 nicht dargestellt.
Die Seitenwände 109 können frei von Hohlkanälen 111 und einwandig oder doppelwandig ausgeführt werden. Die Seitenwände 109 können vor oder nach der Ausbildung der Hohlkanäle 111, beispielswiese durch das Falten der Werkstoffplatine 103 gebildet werden.
Die Seitenwände 109 können insbesondere jeweils einen in 1 nicht dargestellten abgewinkelten Flansch aufweisen, welcher zur Befestigung eines in 1 nicht gezeigten Deckels an der Aufnahmewanne 101 dient.
Die Seitenwände 109 sind insbesondere miteinander stoffschlüssig, beispielsweise durch Schweissen, Kleben, oder Löten, und fluiddicht verbunden. Durch die fluiddichte Verbindung sind die Verbindungsstellen der Seitenwände 109 wasserdicht und/oder gasdicht.
Optional können die Seitenwände 109 an den Eckbereichen in 1 nicht dargestellte Eckverbinder aufweisen, welche zur stoffschlüssigen und fluiddichten Verbindung der Seitenwände 109 vorgesehen sind.
Der Wannenboden 105 ist wenigstens abschnittsweise doppelwandig ausgeführt, mit einer dem Innenraum 104 der Aufnahmewanne 101 zugewandten ersten Bodenwandung 105-1 und einer dem Innenraum 104 der Aufnahmewanne 101 abgewandten zweiten Bodenwandung 105-2.
Die erste Bodenwandung 105-1 und die zweite Bodenwandung 105-2 können Werkstoffplatinenwandungen sein, aus welcher in einer Ausführungsform die Werkstoffplatine 103 hergestellt ist.
Die erste Bodenwandung 105-1 kann insbesondere an die zweite Bodenwandung 105-2 stoffschlüssig, z.B. durch Kleben, Löten oder Schweissen, angefügt sein.
Der Batterieträger 100 weist eine Wärmetauscherstruktur 112 auf, welche Hohlkanäle 111 umfasst, die durch ein Fluid zur Temperierung des elektrischen Batteriemoduls 102-1 durchsetzbar sind. Insbesondere ist das Fluid ausgebildet Wärme von dem elektrischen Batteriemodul 102-1 abzuführen, um das Batteriemodul 102-1 zu kühlen, oder Wärme dem elektrischen Batteriemodul 102-1 zuzuführen, um das Batteriemodul 102-1 zu erwärmen.
Insbesondere sind die Hohlkanäle 111 der Wärmetauscherstruktur 112 in dem Wannenboden 105 gebildet, und formen in einer Ausführungsform einen integrierten Wärmetauscher.
Insbesondere sind die Hohlkanäle 111 zwischen der ersten Bodenwandung 105-1 und der zweiten Bodenwandung 105-2 in dem Wannenboden 105 gebildet.
Die Wärmetauscherstruktur 112 der zweiten Bodenwandung 105-2, bzw. der Werkstoffplatinenwandung kann durch Vorformen wie zum Beispiel Pressformen oder Tiefziehen erstellt sein und weist im zur Werkstoffplatine gefügten Zustand Hohlkanäle 111 zur Fluidführung auf.
Wie in der 1 der vorliegenden Anmeldung dargestellt ist, kann die erste Bodenwandung 105-1 dicker als die zweite Bodenwandung 105-2 gebildet sein. In diesem Fall werden die Hohlkanäle 111 wie in der 1 gezeigt nach Außen in den Außenbereich 110 der Aufnahmewanne 101 ausgewölbt. Dadurch kann der Wannenboden 105 eine ebene oder zumindest abschnittsweise ebene Fläche zum Aufstellen eines Batteriemoduls 102-1 bereitstellen.
In einer in 1 der vorliegenden Anmeldung nicht dargestellten Ausführungsform kann die erste Bodenwandung 105-1 dünner als die zweite Bodenwandung 105-2 gebildet sein. In diesem Fall werden die Hohlkanäle 111 anders als in der 1 beispielhaft dargestellt in das Innere in den Innenraum 104 der Aufnahmewanne 101 ausgewölbt. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist die energieeffiziente Wärmeaufnahme durch ein die Hohlkanäle 111 durchsetzbares Fluid. Außerdem schützt die dickere, zweite Bodenwandung 105-2 den Innenraum 104 der Aufnahmewanne 101. Die dünnere erste Bodenwandung 105-1 vereinfacht zudem die Umfaltung der Seitenwände 109 in den Innenraum 104 der Aufnahmewanne 101 hin.
Die Hohlkanäle 111 können sich zwischen den in 1 nicht dargestellten beispielsweise kürzeren Seitenwänden 109-3, 109-4 länglich erstrecken. Die Hohlkanäle 111 können sich jedoch auch alternativ zwischen den in 1 dargestellten längeren Seitenwänden 109-1, 109-2 erstrecken.
Die Hohlkanäle 111 können in einer Ausführungsform mäanderförmig oder spiralförmig oder spulenförmig geformt sein.
Die Hohlkanäle 111 sind in einer Ausführungsform mit nicht gezeigten Sammelleitungen fluidtechnisch verbunden, wodurch die Wärmetauscherstruktur 112 an einen Fluidkreislauf anschließbar und dadurch die Aufnahmewanne 101 und die Batteriemodule 102-1 temperierbar sind.
Wie in der 1 dargestellt, weist der Batterieträger 100 ein Befestigungselement 113 auf, welches ausgebildet ist, ein Bauteil 102 an dem doppelwandigen Wannenboden 105 zu befestigen, wobei das Befestigungselement 113 zumindest abschnittsweise in dem doppelwandigen Wannenboden 105, insbesondere in der ersten oder zweiten Bodenwandung 105-1, 105-2, angeordnet ist, insbesondere zwischen der ersten und zweiten Bodenwandung 105-1, 105-2, angeordnet ist.
Wie aus der 1 zu entnehmen ist, weist der doppelwandige Wannenboden 105, insbesondere die zweite Bodenwandung 105-2, eine zweite Wandungsöffnung 115-2 auf, und ist insbesondere das Befestigungselement 113 zumindest abschnittsweise in der zweiten Bodenwandung 105-2 angeordnet und erstreckt sich durch die zweite Wandungsöffnung 105-2 zu einer Unterseite 108 des Wannenbodens 105, um ein Bauteil 102 an der Unterseite 108 des Wannenbodens 105 zu befestigen. Das an der Unterseite 108 des Wannenbodens 105 befestigte Bauteil 102 umfasst insbesondere ein in 1 nicht dargestelltes Koppelteil 102-2 zwischen dem Wannenboden 105 und einer in 1 nicht dargestellten Unterbodenschutzplatte 102-3.
Hierbei umfasst das Befestigungselement insbesondere einen Befestigungsbolzen 119 mit Bolzenkopf 119-1 und Bolzenschaft 119-2.
Alternativ, wie aus der 1 nicht zu entnehmen ist, kann insbesondere die erste Bodenwandung 105-1 eine erste Wandungsöffnung 115-1 aufweisen, und ist insbesondere das Befestigungselement 113 zumindest abschnittsweise in der ersten Bodenwandung 105-1 angeordnet und erstreckt sich durch die erste Wandungsöffnung 115-1 zu einer Oberseite 106 des Wannenbodens 105, um ein Bauteil 102 an der Oberseite 106 des Wannenbodens 105 zu befestigen. Das an der Oberseite 106 des Wannenbodens 105 befestigte Bauteil 102 umfasst insbesondere das elektrische Batteriemodul 102-1.
2 zeigt einen Batterieträger in einer zweiten Ausführungsform.
Der in 2 dargestellte Batterieträger 100 gemäß der zweiten Ausführungsform entspricht dem in 1 dargestellten Batterieträger 100 gemäß der ersten Ausführungsform, bis darauf, dass der in der zweiten Ausführungsform gemäß 2 dargestellte Batterieträger 100 einen Längsträger 121-1 aufweist, wobei sich der Längsträger 121-1 zwischen den Seitenwänden 109, insbesondere der in der 2 nicht dargestellten vorderseitigen Seitenwand 109-3 und rückseitigen Seitenwand 109-4, der Aufnahmewanne 101 erstreckt. Der Längsträger 121-1 liegt auf einer Oberseite 106 des doppelwandigen Wannenbodens 105 auf, und ist insbesondere mit der Oberseite 106 des doppelwandigen Wannenbodens 105 verbunden.
Alternativ kann die Aufnahmewanne 101 auch einen in 2 nicht dargestellten Querträger 121-2 aufweisen, wobei sich der Querträger 121-2 zwischen den Seitenwänden 109, insbesondere den lateralen Seitenwänden 109-1, 109-2, der Aufnahmewanne 101 erstreckt, und wobei der Querträger 121-2 auf einer Oberseite 106 des doppelwandigen Wannenbodens 105 aufliegt, insbesondere mit der Oberseite 106 des doppelwandigen Wannenbodens 105 verbunden ist.
Wie aus der 2 zu entnehmen ist, weist der Längsträger 121-1 Hohlkanäle 111 auf, welche übereinander in dem Längsträger 121-1 gebildet sind.
Wie aus der 2 zu entnehmen ist, ist ein in der zweiten Bodenwandung 105-2 angeordneter Verdickungsabschnitt 117 mit dem zumindest einen Befestigungselement 113 insbesondere unterhalb des Längsträgers 121-1 in dem doppelwandigen Wannenboden 105 gebildet.
Das Befestigungselement 113 erstreckt sich von der zweiten Bodenwandung 105-2 aus durch die zweite Wandungsöffnung 115-2 in der zweiten Bodenwandung 105-2 zu einer Unterseite 108 des Wannenbodens 105, um ein Bauteil 102 an einer Unterseite 108 des doppelwandigen Wannenbodens 105 zu befestigen.
Das Bauteil 102 umfasst hierbei ein Koppelteil 102-2 zwischen dem Wannenboden 105 und einer Unterbodenschutzplatte 102-3. Das Koppelteil 102-2 ist insbesondere als ein gebogenes Koppelteil 102-2 ausgebildet, um durch elastische oder plastische Verformung Energie aufzunehmen, ohne dass der Wannenboden 105 oder die darin angeordneten Batteriemodule beschädigt werden.
Zwischen dem Wannenboden 105 und der Unterbodenschutzplatte 102-3 ist ein Plattenzwischenraum 122 gebildet, wobei sich das an der Unterseite 108 des Wannenbodens 105 befestigte Koppelteil 102-2 von der Unterseite 108 des Wannenbodens 105 durch den Plattenzwischenraum 122 zu der Unterbodenschutzplatte 102-3 erstreckt.
Das Koppelteil 102-2 weist einen ersten Kontaktabschnitt 124-1 auf, welcher an der Unterseite 108 des Wannenbodens 105 anliegt, wobei das Befestigungselement 113 mit dem ersten Kontaktabschnitt 124-1 verbunden ist. Hierbei ist das Befestigungselement 113 insbesondere mit einem weiteren Befestigungselement 113-2 verbunden.
Das Koppelteil 102-2 weist zumindest einen weiteren Kontaktabschnitt 124-2, insbesondere zwei weitere Kontaktabschnitte 124-2, auf, wobei der zumindest eine weitere Kontaktabschnitt 124-2 an der Unterbodenschutzplatte 102-3 anliegt, insbesondere mit der Unterbodenschutzplatte 102-3 stoffschlüssig verbunden ist.
Für weitere Details wird auf die Ausführungen zu der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform verwiesen.
Die 3A, 3B, 3C und 3D zeigen schematische Darstellungen von Batterieträgern gemäß weiteren Ausführungsformen.
Die in den 3A, 3B, 3C und 3D gezeigten Aufnahmewannen 101 des jeweiligen Batterieträgers 100 weisen neben den Seitenwänden 109 noch einen doppelwandigen Wannenboden 105 auf, welcher eine erste Bodenwandung 105-1 aufweist, welche einem Innenraum 104 des Batterieträgers 100 zugewandt ist, und welcher eine zweite Bodenwandung 105-2 aufweist, welche dem Innenraum 104 abgewandt ist.
Wie dargestellt, ist die Wärmetauscherstruktur 112 mit Hohlkanälen 111 in dem doppelwandigen Wannenboden 105 gebildet, insbesondere zwischen der ersten Bodenwandung 105-1 und der zweiten Bodenwandung 105-2.
Wie dargestellt, ist ein Bodenzwischenraum 123 zwischen der ersten Bodenwandung 105-1 und der zweiten Bodenwandung 105-2 des doppelwandigen Wannenbodens 105 gebildet, wobei das Befestigungselement 113 zumindest abschnittsweise in dem Bodenzwischenraum 123 angeordnet ist. Die erste und zweite Bodenwandung 105-1, 105-2 und das Befestigungselement 113 sind stoffschlüssig verbunden, insbesondere verlötet. Entsprechende Lötschichten 137 sind in den 3A, 3B, 3C und 3D schematisch dargestellt.
In der in 3A gezeigten Ausführungsform ist das Befestigungselement 113 als eine Befestigungsmutter 125 ausgebildet, welche in dem Bodenzwischenraum 123 angeordnet ist, und welche insbesondere mit der ersten und/oder zweiten Bodenwandung 105-1, 105-2 verlötet oder verklebt ist. Eine Mutteröffnung 125-1 der Befestigungsmutter 125 ist hierbei fluchtend mit einer in der zweiten Bodenwandung 105-2 gebildeten zweiten Wandungsöffnung 115-2 ausgebildet. Ein in 3A nicht gezeigtes weiteres Befestigungselement 113, insbesondere Schraube, kann beispielsweise von der Unterseite 108 des doppelwandigen Wannenbodens 105 aus durch die zweite Wandungsöffnung 115-2 in die Befestigungsmutter 125 eingeführt werden.
In der in 3B gezeigten Ausführungsform ist das Befestigungselement 113 als eine Befestigungsschraube 127 ausgebildet, welche zumindest abschnittsweise in dem Bodenzwischenraum 123 angeordnet ist, und welche insbesondere mit der ersten und/oder zweiten Bodenwandung 105-1, 105-2 verlötet oder verklebt ist. Ein Schraubenkopf 127-1 der Befestigungsschraube 127 ist hier in dem Bodenzwischenraum 123 angeordnet und ein mit dem Schraubenkopf 127-1 verbundener Schraubenschaft 127-2 erstreckt sich durch eine in der zweiten Bodenwandung 105-2 angeordnete zweite Wandungsöffnung 115-2 des doppelwandigen Wannenbodens 105 in den Außenbereich 110 der Aufnahmewanne 101.
In der in 3C gezeigten Ausführungsform ist das Befestigungselement 113 als eine Nietmutter 129 ausgebildet, welche zumindest abschnittsweise in dem Bodenzwischenraum 123 angeordnet ist, und welche insbesondere in der zweiten Bodenwandung 105-2 eingepresst ist. Eine Mutteröffnung 129-1 der Nietmutter 129 erstreckt sich hierbei von dem Bodenzwischenraum 123 aus durch die zweite Bodenwandung 105-2 zu einer Unterseite 108 des doppelwandigen Wannenbodens 105.
In der in 3D gezeigten Ausführungsform ist das Befestigungselement 113 als eine Nietschraube 131 ausgebildet, welche zumindest abschnittsweise in dem Bodenzwischenraum 123 angeordnet ist, und welche insbesondere in der zweiten Bodenwandung 105-2 eingepresst ist. Eine Schraubenkopf 131-1 der Nietschraube 131 ist hier in dem Bodenzwischenraum 123 angeordnet und ein mit dem Schraubenkopf 131-1 verbundener Schraubenschaft 131-2 erstreckt sich durch eine in der zweiten Bodenwandung 105-2 angeordnete zweite Wandungsöffnung 115-2 des doppelwandigen Wannenbodens 105 in den Außenbereich 110 der Aufnahmewanne 101.
In den 3A, 3B, 3C und 3D sind ferner Lötschichten 137 zwischen der ersten und zweiten Bodenwandung 105-1, 105-2 des doppelwandigen Wannenbodens 105, sowie Lötschichten 137 zwischen dem jeweiligen Befestigungselement 113 und der ersten und/oder zweiten Bodenwandung 105-1, 105-2 des doppelwandigen Wannenbodens 105 gezeigt.
Die in den 3A, 3B, 3C und 3D gezeigten Befestigungselemente 113 ermöglichen eine wirksame Befestigung des Bauteils 102, insbesondere an der Unterseite 108 des doppelwandigen Wannenbodens 105.
4 zeigt einen Batterieträger 100 in einer dritten Ausführungsform.
Der in 4 dargestellte Batterieträger 100 gemäß der dritten Ausführungsform weist eine Aufnahmewanne 101 zur Aufnahme von zumindest einem elektrischen Batteriemodul 102-1 für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug auf. Die Aufnahmewanne 101 weist einen doppelwandigen Wannenboden 105 auf, welcher eine erste Bodenwandung 105-1 aufweist, welche einem Innenraum 104 der Aufnahmewanne 101 zugewandt ist, und welcher eine zweite Bodenwandung 105-2 aufweist, welche einem Innenraum 104 der Aufnahmewanne 101 abgewandt ist.
Wie aus der 4 zu entnehmen ist, ist die Wärmetauscherstruktur 112 mit den Hohlkanälen 111 zum Führen von Fluid in dem doppelwandigen Wannenboden 105 gebildet, insbesondere zwischen der ersten Bodenwandung 105-1 und der zweiten Bodenwandung 105-2 gebildet.
Zwischen der ersten Bodenwandung 105-1 und der zweiten Bodenwandung 105-2 ist ein Bodenzwischenraum 123 in dem doppelwandigen Wannenboden 105 gebildet, wobei das Befestigungselement 113 zumindest abschnittsweise in dem Bodenzwischenraum 123 angeordnet ist.
In der in 4 gezeigten Ausführungsform ist das Befestigungselement 113 als eine Befestigungsschraube 127 ausgebildet, wobei ein Schraubenkopf 127-1 der Befestigungsschraube 127 hierbei in dem Bodenzwischenraum 123 angeordnet und ein mit dem Schraubenkopf 127-1 verbundener Schraubenschaft 127-2 sich durch eine in der ersten Bodenwandung 105-1 angeordnete erste Wandungsöffnung 115-1 der ersten Bodenwandung 105-1 des doppelwandigen Wannenbodens 105 in den Innenraum 104 der Aufnahmewanne 101 erstreckt, um ein Bauteil 102 des Batterieträgers 100 an einer Oberseite 106 des doppelwandigen Wannenbodens 105 zu befestigen. Hierbei umfasst das Bauteil 102 insbesondere ein in dem Innenraum 104 des Batterieträgers 100 angeordnetes elektrisches Batteriemodul 102-1.
Für weitere Details wird auf die Ausführungen zu der in 1, 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen verwiesen.
Die 5A und 5B zeigen einen erfindungsgemäßen Batterieträger in einer vierten Ausführungsform.
5A zeigt einen Batterieträger mit einer Aufnahmewanne 101 mit einem doppelwandigen Wannenboden 105 und Seitenwänden 109, die den Wannenboden 105 nach außen begrenzen. Von den Seitenwänden 109 abgewinkelt sind jeweils Flansche 134 angeordnet, um die Aufnahmewanne 101 mit einem Deckel koppeln und verschießen zu können. Zwischen den Werkstoffplatinenwandungen 103-1 und 103-2, die den doppelwandigen Wannenboden 105 bilden, sind Hohlkanäle 111 ausgebildet, welche die Wärmetauscherstruktur 112 darstellen. Ein Befestigungselement 113 ist im doppelwandigen Wannenboden 105 befestigt.
Wie in der 5B dargestellt ist, ist der doppelwandige Wannenboden 105 als ein Verbund 135 ausgebildet, welche eine erste Bodenwandung 105-1 und eine zweite Bodenwandung 105-2 umfasst, wobei die zweite Bodenwandung 105-2 insbesondere dünner als die erste Bodenwandung 105-1 ist. Zwischen den Bodenwandungen 105-1 kann eine Lötschicht 137 angeordnet sein.
Bezugszeichenliste

100: Batterieträger
101: Aufnahmewanne
102: Bauteil
102-1: Elektrisches Batteriemodul
102-2: Koppelteil
102-3: Unterbodenschutzplatte
103: Werkstoffplatine
103-1: Erste Werkstoffplatinenwandung
103-2: Zweite Werkstoffplatinenwandung
104: Innenraum der Aufnahmewanne
105: Doppelwandiger Wannenboden
105-1: Erste Bodenwandung
105-2: Zweite Bodenwandung
106: Oberseite des doppelwandigen Wannenbodens
107: Platinenbereich
108: Unterseite des doppelwandigen Wannenbodens
109: Seitenwand
109-1: Laterale Seitenwand
109-2: Laterale Seitenwand
109-3: Vorderseitige Seitenwand
109-4: Rückseitige Seitenwand
110: Außenbereich des Batterieträgers
111: Hohlkanäle
112: Wärmetauscherstruktur
113: Befestigungselement
113-2: Weiteres Befestigungselement
115-1: Erste Wandungsöffnung
115-2: Zweite Wandungsöffnung
117: Verdickungsabschnitt
119: Befestigungsbolzen
119-1: Bolzenkopf
119-2: Bolzenschaft
121-1: Längsträger
121-2: Querträger
122: Plattenzwischenraum
123: Bodenzwischenraum
124-1: Erster Kontaktabschnitt
124-2: Weiterer Kontaktabschnitt
125: Befestigungsmutter
125-1: Mutteröffnung
127: Befestigungsschraube
127-1: Schraubenkopf
127-2: Schraubenschaft
129: Nietmutter
129-1: Mutteröffnung
131: Nietschraube
131-1: Schraubenkopf
131-2: Schraubenschaft
133: Randbereich des Wannenbodens
134: Flansch
135: Verbund
137: Lötschicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2828922 B1 [0003]
EP 2541669 B1 [0004]

Claims

Batterieträger (100) zur Aufnahme von zumindest einem elektrischen Batteriemodul (102-1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, mit: einer Aufnahmewanne (101), welche aus einer Werkstoffplatine (103) geformt ist, wobei die Aufnahmewanne (101) einen wenigstens abschnittsweise doppelwandigen Wannenboden (105) für die Aufnahme des elektrischen Batteriemoduls (102-1), sowie Seitenwände (109) aufweist, wobei der doppelwandige Wannenboden (105) und die Seitenwände (109) einen Innenraum (104) der Aufnahmewanne (101) begrenzen, wobei der doppelwandige Wannenboden (105) eine erste Bodenwandung (105-1), welche dem Innenraum (104) zugewandt ist, und eine zweite Bodenwandung (105-2), welche dem Innenraum (104) abgewandt ist, aufweist; zumindest einem Befestigungselement (113), welches ausgebildet ist, zumindest ein Bauteil (102, 102-1, 102-2) an dem doppelwandigen Wannenboden (105) zu befestigen, wobei das Befestigungselement (113) zumindest abschnittsweise in dem doppelwandigen Wannenboden (105) angeordnet ist; und einer Wärmetauscherstruktur (112) mit Hohlkanälen (111), welche durch den doppelwandigen Wannenboden (105) zur Durchleitung eines Fluids gebildet ist.
Batterieträger (100) nach Anspruch 1, wobei das zumindest eine Befestigungselement (113) zumindest abschnittsweise in der ersten und/oder zweiten Bodenwandung (105-1, 105-2) angeordnet ist.
Batterieträger (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Befestigungselement (113) zumindest abschnittsweise in einem Bodenzwischenraum (123) zwischen der ersten Bodenwandung (105-1) und der zweiten Bodenwandung (105-2) des doppelwandigen Wannenbodens (105) angeordnet ist.
Batterieträger (100) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die erste Bodenwandung (105-1) eine erste Wandungsöffnung (115-1) aufweist, wobei sich das Befestigungselement (113) durch die erste Wandungsöffnung (115-1) zu einer Oberseite (106) des doppelwandigen Wannenbodens (105) erstreckt, um das Bauteil (102, 102-1, 102-2) an der Oberseite (106) des doppelwandigen Wannenbodens (105) zu befestigen, und wobei das Bauteil (102, 102-1, 102-2) insbesondere das zumindest eine elektrische Batteriemodul (102-1) umfasst.
Batterieträger (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Bodenwandung (105-2) eine zweite Wandungsöffnung (115-2) aufweist, wobei sich das Befestigungselement (113) durch die zweite Wandungsöffnung (115-2) zu einer Unterseite (108) des Wannenbodens (105) erstreckt, um das Bauteil (102, 102-1, 102-2) an der Unterseite (108) des doppelwandigen Wannenbodens (105) zu befestigen, wobei insbesondere das an der Unterseite (108) des Wannenbodens (105) befestigte Bauteil (102, 102-1, 102-2) eine Unterbodenschutzplatte (102-3) des Batterieträgers (100) ist, welche unmittelbar oder mittels eines Koppelteils (102-2) mit der Unterseite (108) des doppelwandigen Wannenbodens (105) verbunden ist.
Batterieträger (100) nach Anspruch 5, wobei zwischen dem doppelwandigen Wannenboden (105) und der Unterbodenschutzplatte (102-3) ein Plattenzwischenraum (122) gebildet ist, wobei sich das an der Unterseite (108) des Wannenbodens (105) befestigte Koppelteil (102-2) von der Unterseite (108) des Wannenbodens (105) durch den Plattenzwischenraum (122) zu der Unterbodenschutzplatte (102-3) erstreckt, und wobei das Koppelteil (102-2) insbesondere als ein gebogenes Koppelteil (102-2) ausgebildet ist.
Batterieträger (100) nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Koppelteil (102-2) einen ersten Kontaktabschnitt (124-1) aufweist, welcher an der Unterseite (108) des Wannenbodens (105) anliegt, wobei das Befestigungselement (113) mit dem ersten Kontaktabschnitt (124-1) verbunden ist, wobei das Koppelteil (102-2) zumindest einen weiteren Kontaktabschnitt (124-2) aufweist, wobei der zumindest eine weitere Kontaktabschnitt (124-2) an der Unterbodenschutzplatte (102-3) anliegt, und insbesondere mit der Unterbodenschutzplatte (102-3) stoffschlüssig verbunden ist.
Batterieträger (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Hohlkanäle (111) der Wärmetauscherstruktur (112) in dem doppelwandigen Wannenboden (105) gebildet sind, insbesondere zwischen der ersten Bodenwandung (105-1) und der zweiten Bodenwandung (105-2) gebildet sind, wobei insbesondere die Wärmetauscherstruktur (112) und das Befestigungselement (113) in verschiedenen Bodenzwischenräumen (123) angeordnet sind.
Batterieträger (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Hohlkanäle (111) der Wärmetauscherstruktur (112) zueinander parallel, oder mäanderförmig, oder schneckenförmig oder spulenförmig oder zumindest abschnittsweise kreisförmig oder wellenförmig gebildet sind.
Batterieträger (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Batterieträger (100) einen Längsträger (121-1) und/oder einen Querträger (121-2) aufweist, wobei sich der Längsträger (121-1) und/oder Querträger (121-2) jeweils zwischen zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden (109) der Aufnahmewanne (101) erstreckt, und wobei der Längsträger (121-1) und/oder Querträger (121-2) auf einer Oberseite (106) des doppelwandigen Wannenbodens (105) aufliegt, insbesondere mit der Oberseite (106) des doppelwandigen Wannenbodens (105) verbunden ist.
Batterieträger (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Befestigungselement (113) einen Befestigungsbolzen (119), eine Befestigungsmutter (125, 129) und/oder eine Befestigungsschraube (127, 131) umfasst.
Batterieträger (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Befestigungselement (113) eine Befestigungsmutter (125, 129) und/oder Befestigungsschraube (127, 131) umfasst, welche zumindest abschnittsweise in dem doppelwandigen Wannenboden (105) angeordnet ist, wobei die Befestigungsmutter (125, 129) und/oder Befestigungsschraube (127, 131) insbesondere mit der ersten und/oder zweiten Bodenwandung (105-1, 105-2) verlötet oder verklebt ist.
Batterieträger (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Befestigungsmutter (125, 129) und/oder Befestigungsschraube (127, 131) in der ersten und/oder zweiten Bodenwandung eingepresst ist.
Batterieträger (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Werkstoffplatine (103) eine durch Löten, Kleben oder Rollnahtschweißen zusammengefügte Platine ist.
Verfahren zum Herstellen eines Batterieträgers (100) für zumindest ein elektrisches Batteriemodul (102-1) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst: Bereitstellen einer ersten Werkstoffplatinenwandung (103-1), Bereitstellen einer zweiten, mit einer Wärmetauscherstruktur (112) mit Hohlkanälen (111) vorgeformten Werkstoffplatinenwandung (103-2), Positionieren zumindest eines Befestigungselements (112) an der ersten oder zweiten Werkstoffplatinenwandung (103-1, 103-2), Verbinden der ersten und zweiten Werkstoffplatinenwandung (103-1, 103-2), um eine Werkstoffplatine (103) mit einem doppelwandigen Platinenbereich (107) zu erhalten, wobei das Befestigungselement (113) in dem doppelwandigen Platinenbereich (107) angeordnet ist, und Umformen der Werkstoffplatine (103) oder der ersten Blechplatine zu einer Aufnahmewanne (101) mit einem Wannenboden (105) für die Aufnahme des elektrischen Batteriemoduls (102-1) sowie Seitenwänden (109), welche den Wannenboden (105) seitlich begrenzen, wobei ein doppelwandiger Wannenboden (105) aus dem doppelwandigen Platinenbereich (107) durch das Verbinden (207) und Umformen (209) hervorgeht und wobei das zumindest eine Befestigungselement (113) ausgebildet ist, zumindest ein Bauteil (102, 102-1, 102-2) an dem doppelwandigen Wannenboden (105) zu befestigen.
Verfahren (200) nach Anspruch 15, wobei das zumindest eine Befestigungselement (113) mit dem doppelwandigen Platinenbereich (107), insbesondere mit der ersten und/oder zweiten Werkstoffplatinenwandung, stoffschlüssig verbunden, insbesondere verlötet, oder mechanisch gefügt wird.