DE102021132933A1 - Batterieeinrichtung zur Energieversorgung eines Fahrantriebs eines wenigstens teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs - Google Patents

Batterieeinrichtung zur Energieversorgung eines Fahrantriebs eines wenigstens teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs Download PDF

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Jens Krüger
Marco Augustdörfer
Ronny Brodersen
Daniel Morický
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Abstract

Batterieeinrichtung (1) zur Energieversorgung eines Fahrantriebs eines wenigstens teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit einer Modulanordnung (2) mit Batteriemodulen (12) zur Aufnahme von Batteriezellen (42) und mit zwei Längsträgern (3), zwischen denen die Modulanordnung (2) angeordnet ist, und mit einer Querträgereinrichtung (4), welche die Längsträger (3) miteinander verbindet. Dabei wird die Querträgereinrichtung (4) durch einen Gehäusekörper (5) zur Einhausung einer Batteriesteuerelektronik (10) und zwei Konsolenkörper (6), zwischen denen der Gehäusekörper (5) in tragender Weise eingebunden ist, bereitgestellt. Die Querträgereinrichtung (4) umfasst eine Stützgeometrie (7) zum definierten Abstützen der Querträgereinrichtung (4) an der Modulanordnung (2), sodass die Querträgereinrichtung (4) in einem Crashfall eine unfallbedingte Krafteinwirkung wenigstens teilweise auffängt und über die Stützgeometrie (7) gezielt Modulanordnung (2) weitergibt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterieeinrichtung zur Energieversorgung eines Fahrantriebs eines wenigstens teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs. Die Batterieeinrichtung umfasst eine Modulanordnung mit Batteriemodulen zur Aufnahme von Batteriezellen und zwei Längsträger, zwischen denen die Modulanordnung angeordnet ist, sowie wenigstens eine die Längsträger miteinander verbindende Querträgereinrichtung.
  • Die Batterieeinrichtungen von Elektrofahrzeugen bzw. Hybridfahrzeugen müssen neben der Energieversorgung des Fahrantriebs eine Reihe weiterer vielfältiger und komplexer Funktionen erfüllen. Eine dieser Anforderungen ist z. B. der Schutz der Batteriezellen im Crashfall. In der Regel stellt die Batterie bei einem Unfall ein besonders deformationskritisches Bauteil dar. Aufgrund von Deformationen kann es zu einem Medienaustritt oder sogar zu Bränden kommen. Zudem soll die Batterie in der Regel auch einen Beitrag zur Gesamtkarosseriesteifigkeit liefern. Dabei sollte die Batterie möglichst wenig Bauraum beanspruchen und ein möglichst geringes geringes Gewicht aufweisen. Nicht zuletzt sollte die Batterie auch möglichst kostengünstig durch unaufwendige industrielle Verfahren herstellbar sein.
  • Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Batterieeinrichtung für wenigstens teilweise elektrisch betriebene Fahrzeuge zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Batterieeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
  • Die erfindungsgemäße Batterieeinrichtung dient zur Energieversorgung eines Fahrantriebs eines wenigstens teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs und insbesondere eines Elektrofahrzeugs und/oder Hybridfahrzeugs. Die Batterieeinrichtung umfasst wenigstens eine Modulanordnung mit Batteriemodulen zur Aufnahme von Batteriezellen. Die Batterieeinrichtung umfasst wenigstens zwei Längsträger. Zwischen den Längsträgern ist die Modulanordnung angeordnet. Die Batterieeinrichtung umfasst wenigstens eine Querträgereinrichtung. Die Querträgereinrichtung verbindet die Längsträger (in tragender Weise) miteinander. Insbesondere sind die Längsträger und die Querträgereinrichtung aneinander befestigt. Dabei wird die Querträgereinrichtung durch wenigstens einen Gehäusekörper zu Einhausung einer Batteriesteuerelektronik und wenigstens zwei Konsolenkörper bereitgestellt. Dabei ist der Gehäusekörper zwischen den Konsolenkörpern tragend und insbesondere zur Querverbindung der Längsträger eingebunden. Die Querträgereinrichtung umfasst wenigstens eine Stützgeometrie zum definierten (linienförmigen und/oder flächigen) Abstützen der Querträgereinrichtung an der Modulanordnung. Insbesondere derart, dass die Querträgereinrichtung in einem Crashfall eine unfallbedingte Krafteinwirkung wenigstens teilweise auffängt und über die Stützgeometrie gezielt (insbesondere an die davor liegende) Modulanordnung weitergibt.
  • Die erfindungsgemäße Batterieeinrichtung bietet viele Vorteile. Einen erheblichen Vorteil bietet die Querträgereinrichtung, bei welcher der Gehäusekörper für die Batteriesteuerelektronik auch strukturelle Aufgaben erfüllt. Dadurch können Bauraum und Gewicht eingespart werden. Zugleich ermöglicht die konstruktive Ausführung der Querträgereinrichtung aus Gehäusekörper und Konsolenkörpern eine unaufwendige und wirtschaftliche Herstellung der Batterieeinrichtung. Ein erheblicher Vorteil ist, dass die Querträgereinrichtung zugleich auch einen signifikanten Beitrag zum Schutz der Batterie im Crashfall leistet. Durch die Integration der Stützgeometrie in die Querträgereinrichtung wird eine besonders gleichmäßige und weitläufige Verteilung der unfallbedingten Krafteinwirkung erreicht. Somit werden kritische Deformationen der Batteriemodule wirkungsvoll vermieden oder wenigstens auf ein zulässiges Maß verringert. Des Weiteren wird ein zuverlässiger Schutz vor dem Eindringen von Gegenständen in die Modulanordnung geboten. Der Gehäusekörper für die Steuerelektronik bietet funktionsbedingt eine entsprechend große Knautschzone.
  • Vorzugsweise ist die Querträgereinrichtung (insbesondere in Längsrichtung bzw. Fahrtrichtung) hinter der Modulanordnung angeordnet. Insbesondere derart, dass die Querträgereinrichtung bei einem Heckcrash die unfallbedingte Krafteinwirkung wenigstens teilweise auffängt und über die Stützgeometrie gezielt an die davor liegende Modulanordnung weitergibt. Die Querträgereinrichtung ist insbesondere an den Endbereichen der Längsträger befestigt. Insbesondere ist die Querträgereinrichtung an den Längsträgern abgestützt. Insbesondere sind auch die Längsträger an der Querträgereinrichtung abgestützt. Insbesondere schließt die Querträgereinrichtung die Batterieeinrichtung (heckseitig) ab. Insbesondere bilden die Querträgereinrichtung und die Längsträger eine Rahmenstruktur um die Modulanordnung. Insbesondere überragt die Querträgereinrichtung die Modulanordnung in Querrichtung an beiden Enden.
  • Es ist möglich, dass die Batterieeinrichtung wenigstens eine (weitere) Querträgereinrichtung umfasst, welche in Längsrichtung bzw. Fahrtrichtung vor der Modulanordnung angeordnet ist, sodass die Querträgereinrichtung bei einem Frontcrash die unfallbedingte Krafteinwirkung wenigstens teilweise auffängt und über die Stützgeometrie gezielt an die dahinterliegende Modulanordnung weitergibt.
  • Bevorzugt und vorteilhaft ist auch, dass die Stützgeometrie im Crashfall linienförmig und/oder flächig an der Modulanordnung abstützbar ist. Unter einer linienförmigen Abstützung wird insbesondere verstanden, dass sich die Abstützung entlang der Linie auch um ein gewisses Maß in der Breite ausdehnt. Insbesondere ist keine punktförmige Abstützung vorgesehen. So kann die Modulanordnung durch den Gehäusekörper und die Konsolenkörper geschützt werden, ohne dass diese mit schweren oder konstruktiv aufwendigen Versteifungen ausgestattet werden müssen.
  • In einer bevorzugten und vorteilhaften Weiterbildung ist die Stützgeometrie im Crashfall wenigstens an einem oberen und an einem unteren Querseitenbereich der Modulanordnung abstützbar. Dadurch kann besonders gut ein weitläufiges Abstützen erreicht werden. Der Querseitenbereich der Modulanordnung verläuft insbesondere in Querrichtung.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung beziehen sich Angaben zur Richtung bzw. Achse insbesondere auf ein Fahrzeugkoordinatensystem mit einer Längsachse (X-Achse; Längsrichtung), einer Querachse (Y-Achse; Querrichtung) und einer Hochachse (Z-Achse; Hochrichtung) und einen bestimmungsgemäßen Montagezustand der Batterieeinrichtung im Fahrzeug. Die Querrichtung entspricht insbesondere einer Längsachse der Querträgereinrichtung.
  • Die Stützgeometrie umfasst vorzugsweise wenigstens zwei abschnittsweise (in Querrichtung) entlang der Querträgereinrichtung verlaufende und insbesondere zueinander beabstandete Stützabschnitte. Insbesondere umfasst die Stützgeometrie wenigstens einen Stützabschnitt zum Abstützen im oberen Querseitenbereich und wenigstens einen Stützabschnitt zum Abstützen im unteren Querseitenbereich der Modulanordnung. Die Stützabschnitte sind insbesondere länglich ausgebildet. Die Stützabschnitte ermöglichen insbesondere eine linienförmige Abstützung. Die Stützabschnitte können auch Teil einer Fläche zum Abstützen sein. Insbesondere beträgt eine Länge der Stützabschnitte jeweils wenigstens die Hälfte und vorzugsweise wenigstens drei Viertel und besonders bevorzugt wenigstens 90 % einer Länge des Gehäusekörpers und vorzugsweise einer Gesamtlänge der Querträgereinrichtung.
  • Es ist bevorzugt und vorteilhaft, dass die Stützgeometrie an dem Gehäusekörper wenigstens durch wenigstens eine der Modulanordnung zugewandte Gehäusewandung bereitgestellt wird. Insbesondere stellt die Gehäusewandung den Stützabschnitt für den Gehäusekörper bereit. Die Gehäusewandung verläuft insbesondere in Hochrichtung und Querrichtung. Die Gehäusewandung ist insbesondere flächig ausgebildet. Die Gehäusewandung kann Vorsprünge und/oder Ausbuchtungen zum Bereitstellen der Stützgeometrie umfassen. Die Gehäusewandung hat insbesondere eine Länge von wenigstens drei Viertel und vorzugsweise von wenigstens 90 % der Länge des Gehäusekörpers.
  • Vorteilhaft und bevorzugt ist ebenfalls, dass die Stützgeometrie an den Konsolenkörpern wenigstens durch jeweils wenigstens einen oberen und wenigstens einen unteren Stützvorsprung bereitgestellt wird. Der Stützvorsprung stellt insbesondere den Stützabschnitt für den Konsolenkörper bereit. Insbesondere ist der Stützvorsprung einstückig mit dem Konsolenkörper ausgebildet. Insbesondere verlaufen die Stützvorsprünge in Querrichtung. Die Stützvorsprünge sind vorzugsweise hohl ausgebildet. Es ist möglich und bevorzugt, dass die Stützvorsprünge jeweils eine Länge von wenigstens drei Viertel und insbesondere von wenigstens 90 % der Länge des Konsolenkörpers aufweisen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Konsolenkörper jeweils als Trägerarm ausgebildet. Die Trägerarme erstrecken sich insbesondere ohne seitliche Abstützung (frei tragend) vom Gehäusekörper zu den Längsträgern. Insbesondere weisen die Trägerarme keinen oder nur einen kürzeren Abschnitt der Stützgeometrie auf. Dann sind die Konsolenkörper insbesondere einstückig mit dem Gehäusekörper verbunden. Es hat sich gezeigt, dass aufgrund einer einstückigen Anbindung an den Gehäusekörper auch ohne eine Stützgeometrie an den Konsolenkörpern eine zuverlässige und sichere Abstützung erzielt wird. Möglich ist aber auch, dass die Konsolenkörper einen erheblichen Teil der Stützgeometrie bereitstellen.
  • Der Gehäusekörper umfasst insbesondere wenigstens eine Schutzplatte zum Schutz vor einem unfallbedingten Eindringen von Gegenständen. Insbesondere ist die Schutzplatte gegenüberliegend von der Stützgeometrie des Gehäusekörpers angeordnet. Die Schutzplatte kann als Gehäusedeckel für eine Wartungsöffnung dienen. Insbesondere verläuft die Schutzplatte parallel zu der Gehäusewandung, welche die Stützgeometrie am Gehäusekörper bereitstellt.
  • In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung sind die Batteriemodule der Modulanordnung wenigstens teilweise tragend miteinander verbunden, sodass die Modulanordnung selbsttragend ausgebildet ist. In Kombination mit einer solchen Modulanordnung bietet die Erfindung besonders viele Vorteile.
  • Insbesondere sind die Batteriemodule wenigstens in Querrichtung und vorzugsweise auch in Längsrichtung tragend miteinander verbunden. Die Batteriemodule können mittelbar oder unmittelbar miteinander verbunden sein. Insbesondere bildet die Modulanordnung zusammen mit den Längsträgern und insbesondere auch mit der wenigstens einen Querträgereinrichtung eine selbsttragende Batteriestruktur der Batterieeinrichtung.
  • Die Modulanordnung umfasst vorzugsweise mehrere in Längsrichtung hintereinander angeordnete Modulreihenanordnungen. Insbesondere umfassen die Modulreihenanordnungen jeweils wenigstens zwei in Querrichtung nebeneinander angeordnete Batteriemodule. Vorzugsweise sind die Modulreihenanordnungen jeweils als eine selbsttragende Verbindung zwischen den Längsträgern ausgebildet.
  • Die Modulreihenanordnungen sind vorzugsweise jeweils endständig fest mit den Längsträgern verbunden. Insbesondere sind die Modulreihenanordnungen an den Längsträgern abgestützt. Vorzugsweise sind die Modulreihenanordnungen auch untereinander in tragender Weise verbunden. Beispielsweise sind benachbarte Modulreihenanordnungen (mittelbar oder unmittelbar) aneinander befestigt.
  • Die Querträgereinrichtung ist vorzugsweise (in Längsrichtung bzw. Fahrtrichtung) hinter der letzten Modulreihenanordnung angeordnet. Insbesondere überragt die Querträgereinrichtung die letzte Modulreihenanordnung wenigstens in Querrichtung und vorzugsweise an beiden Enden. Insbesondere ist die Querträgereinrichtung an der letzten Modulreihenanordnung abstützbar.
  • Es ist möglich und vorteilhaft, dass die Konsolenkörper als Gleichteil ausgebildet sind. Insbesondere sind die Konsolenkörper identisch ausgebildet. Möglich ist auch, dass die Konsolenkörper gleichartig und beispielsweise spiegelsymmetrisch ausgebildet sind. Insbesondere ist die Stützgeometrie dann auch an einer von der Modulanordnung abgewandten Seite der Konsolenkörper angeordnet. So kann das Gleichteil wahlweise links oder rechts vom Gehäusekörper angebunden werden. Für die Gleichteile kann eine unterschiedliche mechanische Bearbeitung vorgesehen sein. Die Gleichteile können separat ausgebildet oder auch einstückig mit dem Gehäusekörper verbunden sein.
  • Die Konsolenkörper und/oder der Gehäusekörper sind insbesondere durch ein Gussverfahren hergestellt. Insbesondere ist ein Stranggussverfahren und/oder ein Druckgussverfahren vorgesehen. Insbesondere sind die Konsolenkörper und/oder der Gehäusekörper aus einem Leichtmetallwerkstoff und vorzugsweise aus Aluminium gefertigt. Möglich ist auch der Einsatz eines Kunststoffwerkstoffs oder von Stahl. Insbesondere sind die Stützvorsprünge als hohle Teilstrukturen eines Stranggussprofils ausgebildet.
  • Es ist möglich und vorteilhaft, dass die Konsolenkörper und der Gehäusekörper als separate und fest miteinander verbindbare Bauteile ausgebildet sind. Dann sind die Konsolenkörper insbesondere als Stranggussbauteile ausgebildet.
  • Es ist auch möglich und vorteilhaft, dass die Konsolenkörper und der Gehäusekörper einstückig miteinander verbunden sind. Insbesondere werden der Konsolenkörper und der Gehäusekörper dann gemeinsam urgeformt und insbesondere gemeinsam in einem Gussverfahren hergestellt. Insbesondere ist dann ein Druckgussverfahren vorgesehen. In einer solchen Ausgestaltung sind die Konsolenkörper vorzugsweise als Trägerarme ausgebildet.
  • In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Querträgereinrichtung wenigstens einen Anbindungspunkt aufweist. Der Anbindungspunkt dient insbesondere für eine Befestigung der Querträgereinrichtung an einer Karosserie und/oder für eine Befestigung einer Unterbodenstruktur an der Querträgereinrichtung. Insbesondere dient wenigstens ein Anbindungspunkt für eine Stützkonsole. Die Unterbodenstruktur kann zum Beispiel eine Schutzplatte für die Modulanordnung umfassen.
  • Die hier vorgestellte Querträgereinrichtung ist insbesondere dazu geeignet und ausgebildet, die vor ihr liegenden Batteriemodule vor unfallbedingter Verformung und vor einem unfallbedingten Eindringen von Gegenständen insbesondere bei einem Heckcrash und vorzugsweise auch bei einem Seitencrash zu schützen. Die Querträgereinrichtung ist insbesondere dazu geeignet und ausgebildet, die Batteriemodule im Zusammenspiel mit den Längsträgern und insbesondere auch der selbsttragenden Modulanordnung in Längsrichtung und in Querrichtung zu stabilisieren bzw. zu stützen. Insbesondere ist die Querträgereinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, quer auf die Längsträger einwirkende Kräfte abzufangen und/oder die Längsträger in Querrichtung aussteifend miteinander zu verbinden.
  • Die Batterieeinrichtung ist insbesondere als eine Hochvoltbatterie ausgebildet. Die Batterieeinrichtung kann auch als Traktionsbatterie bezeichnet werden. Die Batterieeinrichtung ist insbesondere als eine Unterbodenbatterie ausgebildet. Insbesondere ist die Batterieeinrichtung zwischen zwei Karosserielängsträgern einbaubar. Die Längsträger der Batterieeinrichtung können dabei die Karosserielängsträger wenigstens teilweise bereitstellen und/oder zusätzlich zu den Karosserielängsträgern vorgesehen sein. Die Batteriesteuerelektronik umfasst insbesondere wenigstens eine Leistungselektronik. Die Anmelderin behält sich vor, ein wenigstens teilweise elektrisch betriebenes Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Batterieeinrichtung zu beanspruchen.
  • Die Konsolenkörper stellen insbesondere die Anbindung der Querträgereinrichtung an die Längsträger bereit. Die Konsolenkörper und der Gehäusekörper sind insbesondere tragend miteinander verbunden. Die Konsolenkörper und der Gehäusekörper sind insbesondere so miteinander verbunden, dass die Querträgereinrichtung ein tragendes Bauteil darstellt. Die Querträgereinrichtung kann auch als Aufprallträger bezeichnet werden.
  • Insbesondere stellen der Gehäusekörper und die Konsolenkörper zusammen die Stützgeometrie bereit. Möglich ist auch, dass nur der Gehäusekörper die Stützgeometrie bereitstellt. Dann sind die Konsolenkörper vorzugsweise einstückig mit dem Gehäusekörper ausgeführt.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
  • In den Figuren zeigen:
    • 1 eine stark schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Batterieeinrichtung in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben;
    • 2 eine Detaildarstellung der Batterieeinrichtung der 1 in einer perspektivischen Ansicht;
    • 3 eine Detaildarstellung der Batterieeinrichtung der 1 in einer geschnittenen Ansicht;
    • 4 eine Detaildarstellung der Batterieeinrichtung der 1 in einer weiteren geschnittenen Ansicht; und
    • 5 eine Detaildarstellung einer weiteren einer erfindungsgemäßen Batterieeinrichtung in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben.
  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße Batterieeinrichtung 1 zur Energieversorgung eines Fahrantriebs eines hier nicht näher dargestellten Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs. Die Batterieeinrichtung 1 umfasst eine Modulanordnung 2 mit Batteriemodulen 12, in denen hier nicht sichtbare Batteriezellen 42 gruppiert sind.
  • Die Modulanordnung 2 ist hier selbsttragend ausgebildet. Dazu sind jeweils zwei in Querrichtung nebeneinander angeordnete Batteriemodule 12 fest miteinander verbunden, sodass sie eine Modulreihenanordnung 22 bilden. Die Modulreihenanordnungen 22 verlaufen hier in Querrichtung bzw. quer zu einer Fahrtrichtung 20. Die Modulreihenanordnungen 22 sind untereinander ebenfalls fest verbunden. Die Batteriemodule 12 sind somit in Querrichtung und auch in Längsrichtung tragend miteinander verbunden. Die Modulanordnung 2 ist an den Längsträgern 3 befestigt und hier teilweise mit einer Verkleidung 32 abgedeckt.
  • In Fahrtrichtung 20 hinter der Modulanordnung 2 befindet sich eine hier nicht sichtbar im Inneren eines Gehäusekörpers 5 angeordnete Batteriesteuerelektronik 10 mit einer Leistungselektronik.
  • Um die Längsträger 3 ergänzend zur selbsttragenden Modulanordnung 2 abzustützen, ist hier eine Querträgereinrichtung 4 vorgesehen. Dadurch wird die Batterie sowohl in Querrichtung als auch in Längsrichtung ausgesteift. Die Querträgereinrichtung 4 wird durch den Gehäusekörper 5 und zwei daran befestigte Konsolenkörper 6 gebildet.
  • Der Gehäusekörper 5 ist über die Konsolenkörper 6 an den Längsträgern 3 angebunden. Der benötigte Bauraum für die Batteriesteuerelektronik 10 ist hier so kompakt ausgeführt, dass dieser nicht die Gesamtbreite zwischen den Längsträgern 3 benötigt. Die Konsolenkörper 6 überbrücken die Strecke vom Gehäusekörper 5 zu den Längsträgern 3 und ermöglichen somit die Funktionsintegration des Gehäusekörpers 5 in eine tragende Struktur der Querträgereinrichtung 4.
  • Der Gehäusekörper 5 bildet mit den Konsolenkörpern 6 eine Strukturgeometrie 7 zum definierten Abstützen der Querträgereinrichtung 4 an der Modulanordnung bei einem Heckcrash. Zugleich stellen der Gehäusekörper 5 und die Konsolenkörper 6 zusammen einen Schutz der letzten Modulreihenanordnung 22 gegen eine zu starke Verformung sowie das Eindringen von Gegenständen bei einem Unfall bereit.
  • Der Aufbau der Querträgereinrichtung 4 wird nun mit Bezug zu den 1 bis 4 näher vorgestellt. Die Stützgeometrie 7 verläuft hier sowohl über den Gehäusekörper 5 als auch über die Konsolenkörper 6. Die Stützgeometrie weist hier zwei in Querrichtung entlang der Querträgereinrichtung 4 verlaufende und zueinander beabstandete Stützabschnitte 17 auf. Wie in den 3 und 4 gut zu erkennen, erfolgt durch die Stützabschnitte 17 eine Abstützung im oberen Querseitenbereich und auch im unteren Querseitenbereich der letzten Modulreihenanordnung 22.
  • Die 3 zeigt einen Querschnitt durch die Batterieeinrichtung 1 im Bereich eines Konsolenkörpers 6. Hier ist die am Konsolenkörper 6 ausgebildete Stützgeometrie 7 gut zu erkennen. An den Konsolenkörpern 6 wird die Stützgeometrie 7 hier durch einen oberen und einen unteren Stützvorsprung 27 bereitgestellt. Die Stützvorsprünge 27 sind hier hohl ausgebildet und Teil eines als Stranggussprofil, welches den Konsolenkörper 6 bereitstellt.
  • Die Konsolenkörper 6 sind hier als Gleichteile 16 ausgebildet, sodass sie wahlweise auf der linken oder rechten Seite des Gehäusekörpers 5 befestigt werden können. Dabei kann eine angepasste mechanische Bearbeitung für die linke bzw. rechte Seite vorgesehen sein. Dazu sind die Gleichteile 16 hier an beiden gegenüberliegenden Querseiten mit identischen Stützvorsprüngen 27 ausgebildet.
  • Die 4 zeigt einen Querschnitt durch die Batterieeinrichtung 1 im Bereich des Gehäusekörpers 5. Hier ist die am Gehäusekörper 5 ausgebildete Stützgeometrie 7 besonders gut zu erkennen. Als Stützgeometrie 7 des Gehäusekörpers 5 dient eine der letzten Modulreihenanordnung 22 zugewandte Gehäusewandung 37. Die Gehäusewandung 37 stellt hier die beiden Stützabschnitte 17 bereit, welche sich bei einem Heckaufprall gezielt im oberen und unteren Querseitenbereich der Modulreihenanordnung 22 abstützen. Die Batteriesteuerelektronik 10 im Inneren des Gehäusekörpers 5 ist hier skizziert.
  • Um bei einem Heckaufprall das Eindringen von Gegenständen in den Gehäusekörper 5 oder gar in die davor liegende Modulanordnung 2 zu vermeiden, ist hier eine Schutzplatte 15 vorgesehen. Diese dient hier zugleich als Gehäusedeckel und ermöglicht einen Zugang zur Batteriesteuerelektronik 10. Die Schutzplatte 15 ist an einer Seite des Gehäusekörpers 5 angeordnet, welche seiner Stützgeometrie 7 gegenüberliegt.
  • Die Querträgereinrichtung 4 ist hier mit Anbindungspunkten 8, 18 ausgestattet. Die oberen Anbindungspunkte 8 dienen hier beispielsweise zur Befestigung an einer Karosserie bzw. für Stützkonsolen. Die unteren Anbindungspunkte 18 dienen beispielsweise zur Befestigung einer Unterbodenstruktur 28, wie sie in den 3 und 4 zu erkennen ist.
  • In der 5 ist eine alternative Ausführung der Querträgereinrichtung 4 gezeigt, wie sie beispielsweise auch in der zuvor beschriebenen Batterieeinrichtung 1 eingesetzt werden kann. Der Gehäusekörper 5 und die Konsolenkörper 6 sind hier einstückig miteinander verbunden. Beispielsweise ist die Querträgereinrichtung 4 hier als ein Druckgussbauteil aus Aluminium ausgeführt.
  • In der hier gezeigten Ausführung sind die Konsolenkörper 6 als Trägerarme 26 ausgebildet, welche sich ohne Stützgeometrie 7 und ohne seitliche Abstützung an den übrigen Bauteilen von dem Gehäusekörper 5 zu den Längsträgern 3 erstrecken. Die Stützgeometrie 7 wird hier allein durch die Stützabschnitte des Gehäusekörpers 5 bereitgestellt.
  • Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Montage der Konsolenkörper 6 am Gehäusekörper 5 entfällt. Durch den Wegfall der Schnittstellen zwischen Gehäusekörper 5 und Konsolenkörpern 6 ergeben sich insgesamt auch geringere Toleranzen zur Anbindung an die Längsträger 3. Zudem lassen sich dadurch auch die Anbindungspunkte 8, 18 einfacher und flexibler darstellen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Batterieeinrichtung
    2
    Modulanordnung
    3
    Längsträger
    4
    Querträgereinrichtung
    5
    Gehäusekörper
    6
    Konsolenkörper
    7
    Stützgeometrie
    8
    Anbindungspunkt
    10
    Batteriesteuerelektronik
    12
    Batteriemodul
    15
    Schutzplatte
    16
    Gleichteile
    17
    Stützabschnitt
    18
    Anbindungspunkt
    20
    Fahrtrichtung
    22
    Modulreihenanordnung
    26
    Trägerarm
    27
    Stützvorsprung
    28
    Unterbodenstruktur
    32
    Verkleidung
    37
    Gehäusewandung
    42
    Batteriezelle

Claims (16)

  1. Batterieeinrichtung (1) zur Energieversorgung eines Fahrantriebs eines wenigstens teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs, umfassend eine Modulanordnung (2) mit Batteriemodulen (12) zur Aufnahme von Batteriezellen (42) und zwei Längsträger (3), zwischen denen die Modulanordnung (2) angeordnet ist, und wenigstens eine die Längsträger (3) miteinander verbindende Querträgereinrichtung (4) , dadurch gekennzeichnet, dass die Querträgereinrichtung (4) durch einen Gehäusekörper (5) zur Einhausung einer Batteriesteuerelektronik (10) und zwei Konsolenkörper (6), zwischen denen der Gehäusekörper (5) in tragender Weise eingebunden ist, bereitgestellt wird und dass die Querträgereinrichtung (4) wenigstens eine Stützgeometrie (7) zum definierten Abstützen der Querträgereinrichtung (4) an der Modulanordnung (2) aufweist, sodass die Querträgereinrichtung (4) in einem Crashfall eine unfallbedingte Krafteinwirkung wenigstens teilweise auffängt und über die Stützgeometrie (7) gezielt an die Modulanordnung (2) weitergibt.
  2. Batterieeinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Querträgereinrichtung (4) hinter der Modulanordnung (2) angeordnet ist, sodass sodass die Querträgereinrichtung (4) bei einem Heckcrash die unfallbedingte Krafteinwirkung wenigstens teilweise auffängt und über die Stützgeometrie (7) gezielt an die davor liegende Modulanordnung (2) weitergibt.
  3. Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stützgeometrie (7) im Crashfall linienförmig und/oder flächig an der Modulanordnung (2) abstützbar ist.
  4. Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stützgeometrie (7) im Crashfall wenigstens an einem oberen und an einem unteren Querseitenbereich der Modulanordnung (2) abstützbar ist.
  5. Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stützgeometrie (7) wenigstens zwei wenigstens abschnittsweise entlang der Querträgereinrichtung (4) verlaufende und zueinander beanstandete Stützabschnitte (17) umfasst.
  6. Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stützgeometrie (7) an dem Gehäusekörper (5) wenigstens durch wenigstens eine der Modulanordnung (2) zugewandte Gehäusewandung (37) bereitgestellt wird.
  7. Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stützgeometrie (7) an den Konsolenkörpern (6) wenigstens durch jeweils wenigstens einen oberen und wenigstens einen unteren Stützvorsprung (27) bereitgestellt wird oder wobei die Konsolenkörper (6) als Trägerarme (26) ausgebildet sind.
  8. Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gehäusekörper (5) wenigstens eine Schutzplatte (15) zum Schutz vor einem unfallbedingten Eindringen von Gegenständen aufweist und wobei die Schutzplatte (15) gegenüberliegend von der Stützgeometrie (7) des Gehäusekörpers (5) angeordnet ist.
  9. Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Batteriemodule (12) der Modulanordnung (2) wenigstens teilweise tragend miteinander verbunden sind, sodass die Modulanordnung (2) selbsttragend ausgebildet ist.
  10. Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Modulanordnung (2) mehrere in Längsrichtung hintereinander angeordnete Modulreihenanordnungen (22) umfasst und wobei die Modulreihenanordnungen (22) jeweils wenigstens zwei in Querrichtung nebeneinander angeordnete Batteriemodule (12) umfassen und wobei die Modulreihenanordnungen (22) jeweils als eine selbsttragende Verbindung zwischen den Längsträgern ausgebildet sind.
  11. Batterieeinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Modulreihenanordnungen (22) jeweils endständig fest mit den Längsträgern (3) verbunden sind.
  12. Batterieeinrichtung (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Querträgereinrichtung (4) hinter der letzten Modulreihenanordnung (22) angeordnet ist und diese in Querrichtung überragt.
  13. Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Konsolenkörper (6) als Gleichteile (16) ausgebildet sind.
  14. Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Konsolenkörper (6) und/oder der Gehäusekörper (5) durch ein Gussverfahren hergestellt sind.
  15. Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Konsolenkörper (6) und der Gehäusekörper (5) als separate und fest miteinander verbindbare Bauteile ausgebildet sind oder wobei die Konsolenkörper (6) und der Gehäusekörper (5) einstückig miteinander verbunden sind.
  16. Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Querträgereinrichtung (4) wenigstens einen Anbindungspunkt (8, 18) für eine Karosserie und/oder für eine Unterbodenstruktur (28) aufweist.
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