DE112018005556T5

DE112018005556T5 - Batterieträger-bodenbaugruppe für elektrofahrzeuge

Info

Publication number: DE112018005556T5
Application number: DE112018005556.6T
Authority: DE
Inventors: Joseph Robert Matecki; Mark Charles Stephens; Helen Weykamp
Original assignee: Shape Corp
Current assignee: Shape Corp
Priority date: 2017-10-04
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2020-06-25
Also published as: CN111201155A; US20210188071A1; US10661646B2; US20190100090A1; US11787278B2; US20200238811A1; US11267327B2; US20220194199A1; US10960748B2; WO2019071013A1

Abstract

Ein Fahrzeugbatterieträger (10) hat eine Bodenbaugruppe (18) mit länglichen Trägerabschnitten, die an den Randabschnitten benachbarter Trägerabschnitte der länglichen Trägerabschnitte zusammengefügt werden, um eine Bodenstruktur (22) zu bilden, die die im Fahrzeugbatterieträger (10) enthaltenen Fahrzeugbatterien trägt. Die länglichen Trägerabschnitte können im Wesentlichen konsistente Querschnittsformen haben, die sich entlang einer Länge der Trägerabschnitte erstrecken. Eine Dicke der Trägerabschnitte in einem zentralen Bereich der Bodenstruktur (22) kann größer sein als eine Dicke eines anderen der länglichen Trägerabschnitte in einem äußeren Bereich der Bodenstruktur (22), so dass sie einem gleichen oder größeren Querbiegemoment als der äußere Bereich der Bodenstruktur (22) standhalten.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNG
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen und die Priorität gemäß 35 U.S.C. §119(e) der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/568,051 , eingereicht am 4. Oktober 2017, die hiermit durch Verweis in ihrer Gesamtheit in diese Anmeldung aufgenommen wird.
TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Tragstrukturen für Fahrzeugbatterien und insbesondere auf Träger- und Bodenstrukturen zur Aufnahme und Unterstützung geschützter Batterien, wie z.B. Batteriepakete oder - module oder ähnliches für Elektro- und Hybrid-Elektrofahrzeuge.
HINTERGRUND
Elektro- und Hybrid-Elektrofahrzeuge sind in der Regel so konstruiert, dass die Batteriemodule im Fahrzeug so platziert und verpackt werden, dass die Batterien bei Fahrten in verschiedenen Klimazonen und Umgebungen vor Schäden geschützt sind und außerdem die Batterien vor verschiedenen Arten von Stößen geschützt werden. Es ist auch ziemlich üblich, dass Fahrzeugrahmen die Batterien in einem Teil des Rahmens oder der Unterstruktur des Fahrzeugs anordnen, z.B. zwischen den Achsen und in der Nähe des Fahrzeugbodens, wodurch das Gewicht der Batterien über den Fahrzeugrahmen verteilt und ein niedriger Schwerpunkt des Fahrzeugs erreicht werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Batterieträger für ein Elektrofahrzeug hat einen Boden, der sich unter den in einem Batterieeinschlussbereich gehaltenen Batterien erstreckt. Der Boden wird als eine Trägerbodenbaugruppe bereitgestellt, die so konstruiert oder konfiguriert werden kann, dass das Gewicht des gesamten Batterieträgers reduziert wird, während gleichzeitig die gewünschte strukturelle Unterstützung der enthaltenen Batterien und die gewünschten Schutzeigenschaften, wie z.B. die Stoßfestigkeit der unteren Oberfläche des Batterieträgers, bereitgestellt werden. Die Bodenbaugruppe hat längliche Trägerabschnitte, die extrudiert werden können, wie z.B. mit Aluminium, oder pultrudiert (bzw. stangengepresst) werden können, wie z.B. mit einem Harz und einem Verbundsubstrat, um ein Querschnittsprofil zu bilden, das in Längsrichtung über die Länge jedes Trägerabschnitts im Wesentlichen konsistent ist. Die langgestreckten Trägerabschnitte können verbunden oder anderweitig so miteinander angeordnet werden, dass sie eine Bodenstruktur mit einem unterschiedlichen Querschnittsprofil über eine Breite der Träger bilden, so dass an den gewünschten Stellen der Bodenstruktur eine strukturelle Masse vorhanden ist, die die Lasten der über dem Boden des Batterieträgers angeordneten Fahrzeugbatterien trägt. Außerdem können äußere oder außenliegende Trägerabschnitte der Bodenbaugruppe einen Wandabschnitt enthalten, der sich in Längsrichtung entlang des äußeren oder äußeren Trägerabschnitts erstreckt, um einen Abschnitt einer peripheren Wandstruktur des Batterieträgers zu bilden. Der Wandstrukturabschnitt oder die Wandstrukturabschnitte, die von der Bodenbaugruppe bereitgestellt werden, können ferner Wandstärken und längliche Hohlräume in Längsrichtung aufweisen, die so konfiguriert sind, dass sie den Batterieeinschlussbereich seitlich schützen, um zu verhindern, dass seitliche Aufprallkräfte von auf das Fahrzeug auftreffenden Gegenständen im Wesentlichen in den Batterieeinschlussbereich eindringen.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Offenlegung hat ein Fahrzeugbatterieträger eine Bodenbaugruppe mit länglichen Trägerabschnitten, die an seitlichen Randabschnitten benachbarter Trägerabschnitte der länglichen Trägerabschnitte aneinander befestigt werden, um eine Bodenstruktur zu bilden. Diese Bodenstruktur ist so konfiguriert, dass sie die in dem Fahrzeugbatterieträger enthaltenen Fahrzeugbatterien trägt. Die länglichen Trägerabschnitte haben jeweils eine im Wesentlichen konsistente Querschnittsform, die sich in Längsrichtung entlang einer Länge der langgestreckten Trägerabschnitte erstreckt. Eine Dicke eines der länglichen Trägerabschnitte in einem zentralen Bereich der Bodenstruktur ist größer als eine Dicke eines anderen der länglichen Trägerabschnitte in einem äußeren Bereich der Bodenstruktur. Der zentrale Bereich der Bodenstruktur kann ferner so konfiguriert werden, dass er einem gleichen oder größeren Querbiegemoment als der äußere Bereich der Bodenstruktur standhält.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenlegung hat eine Bodenbaugruppe für einen Fahrzeugbatterieträger längliche Trägerabschnitte, die zusammengefügt werden, um eine im Wesentlichen ebene Bodenstruktur zu bilden, die so konfiguriert ist, dass sie Fahrzeugbatterien trägt. Die langgestreckten Trägerabschnitte erstrecken sich jeweils in Längsrichtung und parallel zueinander und haben jeweils ein Querschnittsprofil, das in Längsrichtung entlang seiner Länge im Wesentlichen konsistent ist. Das Querschnittsprofil von mindestens einem der länglichen Trägerabschnitte umfasst eine Dicke zwischen einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche der Bodenstruktur, die seitlich über eine Breite des Querschnittsprofils zunimmt. Mindestens einer der länglichen Trägerabschnitte kann auch einen oberen Plattenabschnitt haben, der zumindest teilweise die obere Oberfläche der Bodenstruktur bildet, und einen unteren Plattenabschnitt, der vom oberen Plattenabschnitt getrennt ist, um einen Hohlraum zu schaffen, der sich in Längsrichtung entlang der Länge des jeweiligen Trägerabschnitts erstreckt. Der obere Plattenabschnitt kann vom unteren Plattenabschnitt weg durch Zwischenversteifungselemente gestützt werden, die die oberen und unteren Plattenabschnitte einstückig miteinander verbinden, so dass der dazwischen angeordnete Hohlraum seitlich unterteilt wird.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenlegung umfasst ein Batterieträger für ein Elektrofahrzeug längliche Trägerabschnitte, die sich in Längsrichtung und zusammen erstrecken, um eine Bodenstruktur des Batterieträgers zu bilden, die eine im Wesentlichen ebene Oberseite hat, die so konfiguriert ist, dass sie Batterien trägt, die das Elektrofahrzeug mit Betriebsstrom versorgen. Die langgestreckten Trägerabschnitte umfassen äußere Trägerabschnitte an gegenüberliegenden lateralen Seiten der Bodenstruktur, die jeweils einen Wandabschnitt aufweisen, der teilweise eine periphere Wandstruktur bildet, die einen Batterieeinschlussbereich der Fahrzeugbatterieträger umgibt. Die langgestreckten Trägerabschnitte können auch einen inneren Trägerabschnitt umfassen, der zwischen den äußeren Trägerabschnitten angeordnet ist und der eine Dicke aufweist, die zwischen der oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche der Bodenstruktur definiert ist, die größer ist als die Dicke der Bodenstruktur an den äußeren T rägerabschn itten.
Darüber hinaus können in einem anfänglich geformten Zustand benachbarte Trägerabschnitte einer Batterieträgeranordnung einstückig miteinander verbunden werden, so dass diese benachbarten Trägerabschnitte aus dem anfänglich geformten Zustand in einen Montagezustand versetzt werden können, um die benachbarten Trägerabschnitte mit den jeweiligen oberen Oberflächen im Wesentlichen planar zueinander auszurichten, um die Bodenstruktur der Batterieträger zu bilden.
Diese und andere Objekte, Vorteile, Zwecke und Merkmale der vorliegenden Offenlegung werden bei der Prüfung der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen deutlich.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht einer Batterie-Tragstruktur, die an einem Montageort an einem Fahrzeug befestigt ist;
2 ist eine Draufsicht auf die in 1 gezeigte Batterie-Tragstruktur, in der die Kippschienen und andere Teile des Fahrzeugs in gestrichelten Linien dargestellt sind;
3 ist eine obere perspektivische Ansicht einer Trägerbodenbaugruppe der in 1 gezeigten Batterietragstruktur;
4 ist eine Draufsicht auf die in 3 gezeigte Trägerbodenbaugruppe;
5 ist eine Endansicht der in 3 gezeigten Trägerbodenbaugruppe;
5A ist eine vergrößerte Ansicht eines äußeren Abschnitts der in 5 gezeigten Trägerbodenbaugruppe;
5B ist eine vergrößerte Ansicht einer Überlappungsverbindung der in 5A gezeigten Trägerbodenbaugruppe, die eine Befestigungsschnittstelle zwischen länglichen Trägerabschnitten zeigt;
6 ist eine explodierte obere perspektivische Ansicht der länglichen Trägerabschnitte der in 3 gezeigten Trägerbodenbaugruppe;
7 ist eine obere perspektivische Ansicht einer zusätzlichen Ausführungsform einer Batterieträgerbodenbaugruppe;
8 ist eine Draufsicht auf die in 7 gezeigte Trägerbodenbaugruppe;
9 ist eine Endansicht der in 7 gezeigten Trägerbodenbaugruppe;
9A ist eine vergrößerte Ansicht eines äußeren Abschnitts der in 7 gezeigten Trägerbodenbaugruppe;
9B ist eine vergrößerte Ansicht einer Überlappungsverbindung der in 9A gezeigten Trägerbodenbaugruppe, die eine Befestigungsschnittstelle zwischen länglichen Trägerabschnitten zeigt;
10 ist eine explodierte obere perspektivische Ansicht der länglichen Trägerabschnitte der in 7 gezeigten Trägerbodenbaugruppe;
11 ist eine Querschnittsansicht einer zusätzlichen Ausführungsform einer Batterieträgerbodenbaugruppe, die zwei Trägerabschnitte zeigt;
12 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform einer Batterieträgerbodenbaugruppe, die zwei Trägerabschnitte zeigt;
13A ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform einer Batterieträgerbodenbaugruppe, die zwei Trägerabschnitte in einem geformten Zustand zeigt;
13B ist eine Querschnittsansicht der Batterieträgerbodenbaugruppe von 13A, die die beiden Trägerabschnitte im Gebrauchszustand zeigt;
14A ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform einer Batterieträgerbodenbaugruppe, die zwei Trägerbschnitte in einem geformten Zustand zeigt;
14B ist eine Querschnittsansicht der Batterieträgerbodenbaugruppe von 14A, die die beiden Trägerabschnitte im Gebrauchszustand zeigt;
15A ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform einer Batterieträgerbodenbaugruppe die die Trägerabschnitte in einem geformten Zustand zeigt;
15B ist eine Querschnittsansicht der Batterieträgerbodenbaugruppe von 15A, die die Trägerbschnitte in einem Gebrauchszustand zeigt;
16 zeigt Draufsichten und entsprechende Querschnittsansichten einer Batterieträgerbodenbaugruppe neben einer monolithischen Bodenstruktur, wobei beschnittene Abschnitte entfernt wurden;
17 ist eine obere perspektivische Ansicht einer zusätzlichen Batterieträgerboden baugruppe;
18 ist eine Draufsicht auf die in 17 gezeigte Trägerbodenbaugruppe;
19 ist eine Endansicht der in 17 gezeigten Trägerbodenbaugruppe; und
20 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht der in 17 gezeigten Trägerbodenbaugruppe, bei der die Trägerabschnitte voneinander weg explodiert sind.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und die darin abgebildeten illustrativen Ausführungsformen ist nun ein Fahrzeugbatterieträger oder eine Fahrzeugbatteriestruktur 10 zum Tragen und Schützen von Batterien, wie z.B. Batteriepacks oder Module oder ähnliches, für den Betrieb eines Fahrzeugs 12 vorgesehen (1), wie z.B. für den Betrieb eines Elektro- oder Hybrid-Elektrofahrzeugs. Der Batterieträger 10 kann am oder in der Nähe des unteren Rahmens oder der Kippschienen 14 des Fahrzeugs 12 (2) befestigt oder montiert werden, so dass die enthaltenen Batterien 16 im Allgemeinen an einer zentralen Stelle des Fahrzeugs 12 angeordnet sind, die im Allgemeinen von wahrscheinlichen Aufprallstellen entfernt ist, und auch an einer Stelle, die das Gewicht der Batterien 16 gleichmäßig über den Fahrzeugrahmen verteilen kann. Eine solche Befestigungs- oder Montagestelle im unteren Bereich des Fahrzeugrahmens kann dem Fahrzeug auch einen relativ niedrigen Schwerpunkt verleihen. Der Batterieträger 10 erstreckt sich unterhalb des Fahrzeugs 12, wie in 1 dargestellt, mit einem im Allgemeinen dünnen Profil, um verschiedene Fahrzeugkarosserietypen und -konstruktionen aufzunehmen. Für weitere Verwendungserwägungen wird in Betracht gezogen, dass der Batterieträger 10 leicht von den Kippschienen 14 des Fahrzeugs 12 gelöst oder abgenommen werden kann, z.B. zum Austausch oder zur Durchführung von Wartungsarbeiten an den Batterien 16 oder den zugehörigen elektrischen Komponenten.
Der Batterieträger 10 umfasst eine Batterieträgerbodenbaugruppe 18, die sich unterhalb der im Batterieträger 10 enthaltenen Batterien 16 erstreckt, so dass sie zumindest teilweise eine Innenfläche eines Batterieeinschlussbereichs des Batterieträgers 10 bildet. Darüber hinaus kann, wie in 1 gezeigt, eine untere Oberfläche 19 der Bodenbaugruppe 18 des Batterieträgers 10 freiliegen, um im Allgemeinen eine Fahrfläche des Fahrzeugaufbaus zu bilden, die der Straße oder der Bodenfläche zugewandt und von dieser abgesetzt ist. Die Trägerbodenbaugruppe 18 hat langgestreckte Trägerabschnitte, die miteinander verbunden oder anderweitig so angeordnet sind, dass sie eine Bodenstruktur 22 des Batterieträgers 10 bilden, wie in 4 dargestellt. Die von den Trägerabschnitten gebildete Bodenstruktur 22 bietet die gewünschte strukturelle Stütze für die enthaltenen Batterien 16 und die gewünschten Schutzeigenschaften, wie z.B. die Stoßfestigkeit der unteren Oberfläche 19 des Batterieträgers 10.
Wie in gezeigt, bietet die Trägerbodenbaugruppe 18 des Batterieträgers 10 fünf separate Trägerabschnitte 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, die sich in Längsrichtung parallel zueinander erstrecken und an den seitlichen Randabschnitten benachbarter Trägerabschnitte miteinander verbunden sind, um die Bodenstruktur 22 zu bilden. Diese länglichen Trägerabschnitte 20a, 20b, 20c, 20d, 20e sind so geformt, dass sie jeweils ein quer zur Längsrichtung genommenes Querschnittsprofil aufweisen, das in Längsrichtung über die Länge jedes Trägerabschnitts im Wesentlichen konsistent ist. Ein solches im Allgemeinen konsistentes Profil entlang der Länge eines Trägerabschnitts kann durch Extrusion, wie z.B. mit einer Aluminiumlegierung, oder durch Pultrusion, wie z.B. mit einem Harz und einem Verbundsubstrat, gebildet werden. So können die Trägerabschnitte beispielsweise mit einer Aluminiumlegierung der Serien 6xxx oder 7xxx extrudiert oder mit Kohlefasersträngen und -matten, die mit einem Harzsystem verstärkt sind, pultrudiert werden. Es wird davon ausgegangen, dass eine Trägerbodenbaugruppe mehr oder weniger Trägerabschnitte haben kann, als in den bis dargestellt sind, wie in den zusätzlichen illustrierten Beispielen hier gezeigt wird, und es wird ferner davon ausgegangen, dass Trägerabschnitte getrennt voneinander oder integral zusammen geformt werden können, wie in den nachfolgenden Beispielen beschrieben. Zusätzlich zu den verschiedenen beispielhaften strukturellen Konfigurationen, die unten gezeigt und beschrieben werden, wird davon ausgegangen, dass andere denkbare strukturelle Designs verwendet werden können, um die variierte Bodenstruktur 22 für die gewünschten strukturellen Leistungscharakteristiken zu erhalten.
Die offenen vorderen und hinteren Enden der Trägerbodenbaugruppe 18 können mit Strukturmodulen oder Querelementen umschlossen werden, um die im Einschlussbereich gehaltenen Batterien 16 weiter zu schützen und die gewünschte Umfangsform des Batterieträgers 10 zu erreichen. Wie in 1 und 2 dargestellt, hat der Fahrzeugbatterieträger 10 vordere und hintere Trägergehäuseelemente 27a, 27b, die sich seitlich über die Trägerbodenbaugruppe 18 erstrecken und an den Wandabschnitten der äußeren Trägerabschnitte 20a, 20e befestigt werden, um zusammen eine periphere Wandstruktur 21 zu bilden, die den Batterieeinschlussbereich des Fahrzeugbatterieträgers 10 umgibt. Die vorderen und hinteren Trägereinschlusselemente 27a, 27b können in die hohlen Öffnungen der Wandabschnitte der äußeren Trägerabschnitte eingreifen und dort durch Schwei-ßen, Kleben und/oder Verschlüsse sowie andere denkbare Befestigungsmittel befestigt werden. Darüber hinaus können die vorderen und hinteren Trägerelemente 27a, 27b Teil eines Moduls sein, das einen Bodenabschnitt enthält, der mit der Bodenbaugruppe 18 ausgerichtet ist und zusätzliche Batterien aufnehmen kann, wie in 2 gezeigt.
Das Querschnittsprofil eines oder mehrerer der Trägerabschnitte kann mit der gewünschten Struktur konstruiert oder anderweitig konfiguriert werden, um die Lasten der Fahrzeugbatterien 16 und/oder anderer verwandter Inhalte des Batterieträgers 10 an dem jeweiligen Trägerabschnitt zu tragen, so dass die strukturelle Form und das Design der Bodenstruktur 22 über die Trägerbodenbaugruppe 18 variieren kann. Wie in dargestellt, können die Batterieträgerabschnitte 20a, 20b, 20c, 20d, 20e jeweils einen oberen Plattenabschnitt28 und einen unteren Plattenabschnitt 30 haben, die durch Zwischenelemente 32 voneinander getrennt sind, die den oberen und unteren Plattenabschnitt 28, 30 miteinander verbinden und sich gleichmäßig in Längsrichtung über die Länge des jeweiligen Batteriekastenabschnitts erstrecken. Dementsprechend können zwischen dem oberen und unteren Plattenabschnitt 28, 30 Hohlräume 34 definiert werden, die sich ebenfalls in Längsrichtung entlang der Zwischenelemente 32 erstrecken, um die Hohlräume 34 seitlich voneinander zu trennen und den oberen und unteren Plattenabschnitt 29, 30 vertikal voneinander zu trennen.
Der vertikale Zwischenraum, der durch die Hohlflächen 34 entsteht, schafft einen Abstand, der eine Verformung des unteren Plattenabschnitts 30 nach oben ermöglicht, bevor er auf den oberen Plattenabschnitt 28 aufschlägt oder ihn wesentlich verformt, so dass an der Unterseite 19 des Batterieträgers 10 eine Schlagfestigkeit und ein Verformungsbereich nach oben entsteht. Ferner können die Zwischenelemente 32 in verschiedenen Abständen oder mit unterschiedlichem Zwischenraum zueinander angeordnet werden, um die Tragfähigkeit des Bodenabschnitts 22 des Trägers 10 an den gewünschten Stellen, wie z.B. an oder in der Nähe eines zentralen Bereichs seitlich über die Breite des Trägers, zu erhöhen. Es wird erwogen, dass in zusätzlichen Ausführungsformen die Zwischenelemente unterschiedlich beabstandet und geformt sein können, so dass sie sich in einem Winkel zwischen den oberen und unteren Plattenabschnitten erstrecken.
Darüber hinaus haben die Trägerabschnitte der Trägerbodenbaugruppe 18, wie in 5 dargestellt, ein unterschiedliches Querschnittsprofil über eine Breite der Träger 10, um so eine Strukturmasse an den gewünschten Querschnittspositionen der Bodenstruktur 22 aufzuweisen und Lasten der Fahrzeugbatterien zu tragen, die über dem Boden des Batterieträgers 10 angeordnet und auf diesem abgestützt sind. Die unterschiedliche Dicke ergibt einen inneren Trägerabschnitt 20c mit einer größeren Dicke als die äußeren Trägerabschnitte 20a, 20e. Zwischenträgerabschnitte 20b, 20d sind auswärts vom inneren Trägerabschnitt 20c und inwärts von den äußeren Trägerabschnitten 20a, 20e angeordnet, so dass die Zwischenträgerabschnitte 20b, 20d eine Verbindung zwischen den äußeren und inneren Trägerabschnitten 20a, 20c, 20e herstellen. Die abgebildeten Zwischenplattenabschnitte 20b, 20d haben eine sich verjüngende Dicke, die von den inneren Plattenabschnitten 20c zu den äußeren Plattenabschnitten 20a, 20e mit einer im Allgemeinen gleichmäßigen Rate oder Neigung abnimmt. Die oberen Plattenabschnitte 28 der Trägerabschnitte sind im Allgemeinen in horizontaler Ausrichtung angeordnet, so dass die unterschiedliche Dicke der Zwischenträgerabschnitte 20b, 20d durch einen Winkel des unteren Plattenabschnitts 30 und unterschiedliche Längen der Zwischenelemente 32 gebildet wird, die sich integral zwischen den oberen und unteren Plattenabschnitten 28, 30 erstrecken.
Um die Trägerabschnitte 20a-20e bei der Bildung der Träger 10 miteinander zu verbinden, kann jeder Trägerabschnitt ein Befestigungsmerkmal 36 enthalten, das an einer Längsnaht zwischen den Trägerabschnitten in ein entsprechendes Befestigungsmerkmal 36 eines benachbarten Trägerabschnitts eingreift und sich mit diesem koppelt. Wie in 5B dargestellt, umfasst das Befestigungsmerkmal eines Trägerabschnitts 20b einen oberen Flansch 38 mit einer horizontalen Befestigungsfläche, die sich in Längsrichtung entlang eines Innenkantenabschnitts des Trägerabschnitts 20a erstreckt. Der obere Flansch 38 kann seitlich in Ausrichtung mit dem oberen Plattenabschnitt 28 vorstehen und kann die horizontale Befestigungsfläche im Allgemeinen zwischen den oberen und unteren Plattenabschnitten 28, 30 bilden, so dass er an einer im Allgemeinen zentralen vertikalen Stelle beabstandet ist. Dementsprechend kann das Befestigungsmerkmal 36 des Trägerabschnitts 20c neben dem Trägerabschnitt 20b einen gegenüberliegenden und entsprechenden unteren Flansch 40 umfassen, der seitlich in Ausrichtung mit dem unteren Plattenabschnitt 30 vorsteht, um eine horizontale Befestigungsfläche, die sich durchgehend in Längsrichtung entlang des Randabschnitts erstreckt, ähnlich zentral zu positionieren. Die horizontalen Flächen der oberen und unteren Flansche 38, 40 verbinden sich in anliegendem Kontakt an einer Anschlussstelle 39, so dass eine Überlappungsverbindung zwischen den Trägerabschnitten 20b, 20c entsteht. Die Flansche und Befestigungsmerkmale können so geformt werden, dass sie eng und fest sich verknüpfen und ineinander greifen, und daher wird erwogen, dass Befestigungsflansche in zusätzlicher Ausführung verschiedene Oberflächenausrichtungen und -formen haben können.
Wenn sie eingerastet sind, sind die oberen und unteren Oberflächen der angrenzenden Trägerabschnitte im Allgemeinen ausgerichtet und bündig, wie bei den einzelnen Trägerabschnitten in dargestellt. Die Befestigungsmerkmale 36 können sowohl eine strukturelle Verbindung für das Ineinandergreifen der Trägerabschnitte als auch eine feste Passung oder Abdichtung bieten, die so konfiguriert ist, dass das Eindringen von Feuchtigkeit in den Einschlussbereich des Batterieträgers verhindert wird. Zusätzlich oder alternativ zu der mechanischen Anschlussstelle, die durch die eingerasteten Befestigungsmerkmale bereitgestellt wird, ist vorgesehen, dass die Anschlussstelle zwischen den Trägerabschnitten durch Schweißen, Kleben und/oder Verschlüsse oder ähnliches befestigt werden kann. Wie in dargestellt, können die Trägerabschnitte durch die Verbindung der Befestigungsmerkmale 36 miteinander verbunden werden, z.B. durch die Befestigung jedes einzelnen Trägerabschnitts separat oder durch die gleichzeitige Befestigung der Trägerabschnitte. Während oder nach dem Zusammenstecken der Befestigungsmerkmale 36, z.B. wenn die horizontalen Flächen der Flansche aneinanderstoßen, können an der Anschlussstelle zusätzliches Schweißen, Kleben und/oder Verschlüsse oder ähnliches angebracht werden, um die Längsnaht zu sichern. Das Schweißen einer solchen Verbindung kann durch Laserschwei-ßen, Reibrührschweißen, MIG-Schweißen oder ähnliches erfolgen.
Die äußeren oder außenliegenden Trägerabschnitte 20a, 20e der Bodenbaugruppe 18 können einen Wandabschnitt 24 enthalten, der sich in Längsrichtung entlang des jeweiligen Trägerabschnitts erstreckt, um einen Abschnitt einer peripheren Wandstruktur 21 des Batterieträgers 10 zu bilden. Die von der Bodenbaugruppe bereitgestellte Wandstruktur 24 kann ferner Wandstärken und längliche Hohlräume 26 in Längsrichtung aufweisen, die so konfiguriert sind, dass sie den Batterieeinschlussbereich seitlich schützen, um zu verhindern, dass seitliche Aufprallkräfte auf das Fahrzeug im Wesentlichen in den Batterieeinschlussbereich eindringen.
Die Außenkanten des Batterieträgers 10 werden im Allgemeinen durch eine Umfangswand 21 definiert, die den Bodenabschnitt 22 des Trägers umgibt, um eine Schutzbarriere zu bilden, die die Batterien 16 im Batterieträger 10 umschließt. Die gegenüberliegenden äußeren Trägerabschnitte können jeweils einen Wandabschnitt 24 enthalten, der einstückig mit dem Bodenabschnitt 22 ausgebildet ist und von diesem nach oben ragt. Die beiden äußeren Trägerabschnitte 20a, 20e, die in den 3 und 4 dargestellt sind, umfassen Wandabschnitte 24, die an einem äußeren Randabschnitt des Bodenabschnitts 22 ausgebildet sind und die eine aufrechte innere Oberfläche umfassen, die sich einstückig von der oberen Fläche des Bodenabschnitts 22 aus erstreckt. So können die äußeren Trägerabschnitte 20a, 20e einen nahtlosen Übergang oder eine undurchlässige Anschlussstelle zwischen dem Bodenabschnitt 22 und dem Wandabschnitt 24 bilden, um das Eindringen von Feuchtigkeit in den Innenbereich der Träger 10 zu verhindern. Der Wandabschnitt 24 kann auch einen oder mehrere Hohlräume 26 enthalten, die sich in Längsrichtung entlang des äußeren Trägerabschnitts 20a, 20c erstrecken, um eine röhrenförmige Struktur zu bilden, die als seitliches Verstärkungselement des Batterieträgers 10 dienen kann, das so konfiguriert ist, dass es das Eindringen von seitlichen Aufprallkräften auf das Fahrzeug absorbiert und verhindert. Der Wandabschnitt 24 der äußeren Trägerabschnitte 20a, 20e kann verschiedene Querschnittsprofilformen, -dicken, Hohlraumkonfigurationen und ähnliches aufweisen, um für die gewünschte Fahrzeuganwendung konfiguriert zu sein.
Unter Bezugnahme auf ein weiteres Beispiel, das in gezeigt wird, hat die Batterieträgerbodenbaugruppe 118 eine Bodenstruktur 122 mit einer im Allgemeinen gleichmäßigen Dicke. Wie in 9B gezeigt, enthält das Befestigungsmerkmal 136 eines Trägerabschnitts 120a einen Kanal 138, der sich in Längsrichtung entlang eines Innenkantenabschnitts des Trägerabschnitts 120a erstreckt. Der Kanal 138 kann im Allgemeinen zwischen den oberen und unteren Plattenabschnitten 128, 130 definiert werden, so dass er an einer im Allgemeinen zentralen vertikalen Stelle beabstandet ist. Dementsprechend kann das Befestigungsmerkmal 136 des Trägerabschnitts 120c neben dem äußeren Trägerabschnitt 120a einen Vorsprung 140 enthalten, der seitlich von einer im Allgemeinen zentralen vertikalen Stelle am Randabschnitts des Trägerabschnitts 120c vorsteht, und auf ähnliche Weise kann sich der Vorsprung 140 gleichmäßig in Längsrichtung entlang des Randabschnitts erstrecken. Die Form des Vorsprungs 140, wie z.B. die Dicke und die seitliche Ausdehnung, ist im Allgemeinen so konfiguriert, dass er eng oder fest anliegend in den Kanal 138 passt und in diesen eingreift, weshalb verschiedene Vorsprungs- und Kanalformen in Betracht gezogen werden.
Wenn sie eingerastet sind, sind die oberen und unteren Oberflächen der angrenzenden Trägerabschnitte 120a, 120c, 120e im Allgemeinen ausgerichtet und bündig, wie in dargestellt. Die Befestigungsmerkmale 136 können sowohl eine strukturelle Verbindung für die Verriegelung der Trägerabschnitte als auch eine feste Passung oder Abdichtung bieten, die so konfiguriert ist, dass das Eindringen von Feuchtigkeit in den Einschlussbereich des Batterieträgers verhindert wird. Zusätzlich oder alternativ zu der mechanischen Anschlussstelle, die durch die eingerasteten Befestigungsmerkmale bereitgestellt wird, ist vorgesehen, dass die Anschlussstelle zwischen den Trägerabschnitten durch Schweißen, Kleben und/oder Verschlüsse oder Ähnliches befestigt werden kann. Wie in 6-8 dargestellt, kann einer der äußeren Trägerabschnitte 120a, 120e über die Matte der Befestigungsmerkmale 136 an den inneren Trägerabschnitt 120c befestigt werden, und anschließend oder gleichzeitig kann der verbleibende äußere Trägerabschnitt über die entsprechenden Befestigungsmerkmale 136 an der gegenüberliegenden Seite des inneren Trägerabschnitts 120c befestigt werden. Während oder nach dem Ineinandergreifen oder Einrasten der Befestigungsmerkmale 136, z.B. mit dem im Kanal 138 angeordneten Vorsprung 140, können die zusätzlichen Einrastmerkmale, wie z.B. Schweißen, Kleben und/oder Verschlüsse o.ä., an der Verbindung angeordnet werden. Merkmale der Trägerbodenbaugruppe 118, die der oben beschriebenen Batterieträgerbodenbaugruppe 18 ähnlich sind, werden eventuell nicht noch einmal im Detail beschrieben, und es können ähnliche, um 100 erhöhte, Referenznummern verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf ein weiteres Beispiel in 11 hat die Batterieträgerbodenbaugruppe 218 eine Bodenstruktur mit unterschiedlicher Dicke, wobei ein innerer Trägerabschnitt 220b eine größere Dicke als ein äußerer Trägerabschnitt 220a hat, so dass ein zentraler Bereich des Bodenabschnitts des Batterieträgers so konfiguriert ist, dass er die von den in dem Batterieträger enthaltenen Batterien verteilten Lasten trägt. Die abgebildeten äußeren und inneren Trägerabschnitte 220a, 220b haben jeweils einen oberen Plattenabschnitt 228 und einen unteren Plattenabschnitt 230, die durch Zwischenelemente 232 voneinander getrennt sind, welche die oberen und unteren Plattenabschnitte 228, 230 miteinander verbinden und sich durchgehend in Längsrichtung entlang der Länge des jeweiligen Trägerabschnitts erstrecken. Außerdem sind zwischen dem oberen und unteren Plattenabschnitt 228, 230 Hohlräume 234 definiert, die sich ebenfalls in Längsrichtung entlang der Zwischenelemente 232 erstrecken, um die Zwischenelemente 232 seitlich voneinander zu trennen und die oberen und unteren Plattenabschnitte 228, 230 vertikal voneinander zu trennen. Die vertikale Trennung, die durch die Zwischenelemente 232 am inneren Trägerabschnitt 220b vorgesehen ist, ist größer als der vertikale Zwischenraum, der am äußeren Trägerabschnitt 220a vorgesehen ist.
Unter weiterer Bezugnahme auf 11 werden die Trägerabschnitte 220a, 220b mit Hilfe eines Befestigungsmittels 236 miteinander verbunden, das in ein entsprechendes Befestigungsmerkmal 236 eines benachbarten Trägerabschnitts an einer Längsnaht zwischen den Trägerabschnitten eingreift und mit diesen koppelt. Das abgebildete Befestigungsmerkmal des inneren Trägerabschnitts 220b umfasst einen Vorsprung 240, der im Allgemeinen seitlich nach außen vom Randabschnitt des Trägerabschnitts 220b vorsteht und sich in Längsrichtung entlang des Randabschnitts des Trägerabschnitts 220b erstreckt. Der entsprechende Randabschnitt des äußeren Trägerabschnitts 220a hat eine untere Oberfläche, die auf einer oberen Oberfläche des Vorsprungs 240 ruht, um den Eingriff zwischen den benachbarten Trägerabschnitten 220a, 220b zu ermöglichen. Die Anschlussstelle zwischen des oberen und unteren Oberflächen am jeweiligen Vorsprung 240 und dem Eingriffsmerkmal 236 des äußeren Trägerabschnitts 220a kann für zusätzliche Befestigungsmittel, wie z.B. Schweißen, Kleben und/oder Verschlüsse oder ähnliches, verwendet werden. Merkmale der Trägerbodenbaugruppe 218, die der oben beschriebenen Batterieträgerbodenbaugruppe 18 ähnlich sind, werden möglicherweise nicht noch einmal im Detail beschrieben, und es werden ähnliche, um 200 erhöhte, Referenznummern verwendet.
Ein weiteres Beispiel ist in 12 dargestellt, wo die Batterieträgerbodenbaugruppe 318 eine unterschiedliche Querschnittsdicke aufweist. Insbesondere hat ein innerer Trägerabschnitt 320c eine größere Dicke als die äußeren Trägerabschnitte 320a. Der abgebildete äußere Trägerabschnitt 320a hat eine sich verjüngende Dicke, die mit einer im Allgemeinen gleichmäßigen Rate oder Neigung vom inneren Trägerabschnitt 320c zu einem integral geformten Wandabschnitt der äußeren Trägerabschnitte 320a abnimmt. Der Bodenabschnitt der abgebildeten Trägerabschnitte 320a, 320c hat jeweils einen oberen Plattenabschnitt 328 und einen unteren Plattenabschnitt 330, die durch Zwischenelemente 332 voneinander getrennt sind, welche die oberen und unteren Plattenabschnitte 328, 330 miteinander verbinden und sich gleichmäßig in Längsrichtung über die Länge des jeweiligen Trägerabschnitts erstrecken. Außerdem sind zwischen den oberen und unteren Plattenabschnitten 328, 330 Hohlräume 334 definiert, so dass die Zwischenelemente 332 die Hohlräume 334 seitlich voneinander trennen und die oberen und unteren Plattenabschnitte 328, 330 vertikal voneinander abstützen.
Der äußere Trägerabschnitt 320a enthält, wie in 12 dargestellt, einen Wandabschnitt 324, der an einem äußeren Randbereich des Bodenabschnitts des äußeren Trägerabschnitts 320a ausgebildet ist und der eine aufrechte Innenfläche aufweist, die sich einstückig von der oberen Fläche des oberen Plattenabschnitts 328 des äußeren Trägerabschnitts 320a erstreckt. Es wird davon ausgegangen, dass ein zusätzlicher äußerer Trägerabschnitt an der gegenüberliegenden Kante des inneren Trägerabschnitts 320c von dem in 12 gezeigten äußeren Trägerabschnitt 320a angebracht werden kann. Die Wandbereiche 324 einer solchen Ausführungsform umfassen auch Hohlräume 326, die sich in Längsrichtung entlang des äußeren Trägerabschnitts 320a erstrecken, um eine röhrenförmige Struktur zu bilden, die als seitliches Verstärkungselement des Batterieträgers dienen kann und so konfiguriert ist, dass sie das Eindringen seitlicher Aufprallkräfte auf das Fahrzeug absorbiert und verhindert. Der äußere Trägerabschnitt 320a des Bodenabschnitts 322 ist als einzelne integrale Stücke der Teile dargestellt, die in den als die Zwischenträgerabschnitte 20b, 20d und der äußere Trägerabschnitt 20a, 20e der Bodengruppe 18 separat dargestellt sind. Merkmale der Bodenbaugruppe 318, die der oben beschriebenen Batterieträgerbodenbaugruppe 18 ähnlich sind, werden möglicherweise nicht noch einmal im Detail beschrieben, und es werden ähnliche, um 300 erhöhte, Referenznummern verwendet.
Wie ebenfalls in 12 dargestellt, werden die Trägerabschnitte mit Hilfe eines Befestigungsmerkmals 336 aneinander befestigt, das an einer Längsnaht zwischen den Trägerabschnitten in ein entsprechendes Befestigungsmerkmal 336 eines angrenzenden Trägerabschnitts eingreift und sich mit diesem koppelt. Das abgebildete Befestigungsmerkmal der inneren Trägerabschnitte 320b umfasst einen unteren Vorsprung oder Flansch 340, der seitlich von einem unteren Randabschnitt des Trägerabschnitts 320c vorsteht und sich in Längsrichtung entlang des Randabschnitts des Trägerabschnitts erstreckt. Der entsprechende Randabschnitt des äußeren Trägerabschnitts 320a hat einen oberen Vorsprung oder Flansch 338, der von einem oberen Randabschnitt des Trägerabschnitts 320a vorsteht und auf einer oberen Oberfläche des Flansches 340 ruht, um den Eingriff zwischen den benachbarten Trägerabschnitten zu gewährleisten. Die Anschlussstelle zwischen den jeweiligen Flanschen 338, 340 kann zusätzliche Befestigungsmittel, wie z.B. Schweißen, Kleben und/oder Verschlüsse oder ähnliches, enthalten.
Beim Formen der Trägerabschnitte der Batterieträgerbodenbaugruppe können die angrenzenden Trägerabschnitte zusammen geformt werden, z.B. mit einem einzigen Extrusionswerkzeug, um u.a. die Produktionsgeschwindigkeit der Trägerabschnitte und die Montagefreundlichkeit zu erhöhen. Beispielsweise können Extrusionswerkzeuge in Größe oder Durchmesser begrenzt sein, z.B. auf etwa 12 bis 16 Zoll, wobei es wünschenswert sein kann, mehrere Trägerabschnitte in ein einziges Extrusionswerkzeug zu verpacken. In einem anfänglich geformten Zustand können mindestens zwei der Trägerabschnitte dadurch integral miteinander verbunden werden, so dass ein oder mehrere Verbindungsstücke oder -teile verformt werden können, um die Trägerabschnitte auszurichten und zu befestigen, und/oder entfernt werden können, damit die Trägerabschnitte anschließend aneinander befestigt werden können.
Wie in und dargestellt, wird ein äußerer Trägerabschnitt 420b gleichzeitig mit einem inneren Trägerabschnitt 420c mit einem Verbindungsstück 421 extrudiert, das die Randabschnitte an den oberen Plattenabschnitten 428 jedes Trägerabschnitts 420b, 420c verbindet und sich in Längsrichtung entlang der Trägerabschnitte erstreckt. Wenn das Verbindungsstück 421 intakt ist, wie in 13A gezeigt, können die Trägerabschnitte als in einem ursprünglich geformten Zustand 423 betrachtet werden. Aus dem anfänglich geformten Zustand 423 kann das Verbindungsstück 421 von den Randabschnitten der beiden Trägerabschnitte abgeschnitten oder anderweitig entfernt werden, so dass die Trägerabschnitte dann angebracht werden können, ähnlich wie die Trägerabschnitte 20b, 20d, die in 3-6 gezeigt und hier beschrieben sind. Wenn sie angebracht sind, kann man davon ausgehen, dass sich die Trägerabschnitte in einem Gebrauchszustand 425 befinden und eine im Wesentlichen ebene Struktur bilden, die so konfiguriert ist, dass sie Fahrzeugbatterien tragen kann. Merkmale der Bodenplatte 418, die der oben beschriebenen Batterieträgerbodenplatte 18 ähnlich sind, werden möglicherweise nicht noch einmal im Detail beschrieben, und es werden ähnliche, um 400 erhöhte, Referenznummern verwendet.
Darüber hinaus wird, wie in 14A und 14B gezeigt, ein äußerer Trägerabschnitt 520b gleichzeitig mit einem inneren Trägerabschnitt 520c mit einem Verbindungsstück 521 extrudiert, das die Randabschnitte an den oberen Plattenabschnitten 528 jedes Trägerabschnitts 520b, 520d verbindet und sich in Längsrichtung entlang der Trägerabschnitte erstreckt. Wenn das Verbindungsstück 521 intakt und in einer U-förmigen Konfiguration dargestellt ist, wie in 14A gezeigt, können die Trägerabschnitte als in einem ursprünglich geformten Zustand 523 betrachtet werden. Aus dem anfänglich geformten Zustand 523 kann das Verbindungsstück 521 aus der U-Form in eine allgemein flache Konfiguration verformt werden, die mit den oberen Oberflächen der oberen Plattenabschnitte 528 der Trägerabschnitte ausgerichtet ist, so dass die Trägerabschnitte im Wesentlichen eben miteinander ausgerichtet sind. Während der Verformung können Befestigungsmerkmale entlang der Kantenabschnitte der Trägerabschnitte 520b, 520c ineinander greifen, wie z.B. ein Vorsprung 540, der in einen entsprechenden Kanal 538 eingreift. Sobald das Verbindungsstück 521 zu einer ebenen Konfiguration verformt ist, wie in 14B gezeigt, kann eine untere Strebe 527, die aus einem unteren Plattenabschnitt eines der Trägerabschnitte herausragt, die benachbarte untere Platte des anderen Plattenabschnitts berühren. Die untere Strebe 527 kann auch als Schweißpunkt 541 verwendet werden, z.B. mit einem Laserschweißgerät oder ähnlichem. Wenn sie verformt und aneinander befestigt sind, kann man davon ausgehen, dass sich die Trägerabschnitte in einem Gebrauchszustand 525 befinden und eine im Wesentlichen ebene Struktur bilden, die so konfiguriert ist, dass sie Fahrzeugbatterien, wie hier gezeigt und beschrieben, tragen kann. Merkmale der Trägerbodenbaugruppe 518, die der oben beschriebenen Batterieträgerbodenbaugruppe 18 ähnlich sind, werden möglicherweise nicht noch einmal im Detail beschrieben, und es werden ähnliche, um 500 erhöhte, Referenznummern verwendet.
Darüber hinaus können zusätzliche Trägerabschnitte integral bzw. einstückig zusammengeformt werden, wie z.B. alle Trägerabschnitte einer einzigen Trägerbaugruppe 618, wie in 15A und 15B gezeigt. Im anfänglich geformten Zustand 623 sind die äußeren Trägerabschnitte 620a, 620e einstückig mit Wandabschnitten 624 geformt, die jeweils einen Hohlraum enthalten, der sich in Längsrichtung entlang des äußeren Trägerabschnitts erstreckt, um ein seitliches Verstärkungselement des Batterieträgers zu bilden. Außerdem sind mehrere innere Trägerabschnitte 620c integral bzw. einstückig mit einem Querschnittsprofil geformt, das eine schlangen- oder wellenförmige Form hat, die im Allgemeinen in Längsrichtung entlang der Trägerabschnitte konsistent ist. Die Trägerabschnitte, wie die abgebildeten inneren Trägerabschnitte 620c, werden aus dem ursprünglich geformten Zustand 623 in einen Gebrauchszustand verformt, indem die äußeren Trägerabschnitte seitlich verschoben werden, wie in einer Streckformvorrichtung und/oder Presse, um eine im Wesentlichen ebene Bodenstruktur 622 zu bilden, wie in 15B gezeigt. Zur weiteren Unterstützung und Verstärkung des Bodenabschnitts 622 der Trägerbodenbaugruppe 619 können ein oder mehrere Querträger 627 seitlich zwischen den Wandabschnitten 624 der Seitenverstärkungselemente angeordnet werden. Es wird auch gezeigt, dass die Bodenstruktur 622 der Trägerbodenbaugruppe 618 Längsversteifungen enthalten kann, die nach oben und unten gerichtete Kanäle enthalten, die in das Querschnittsprofil integriert sind, so dass sie sich in Längsrichtung entlang des Bodenabschnitts der Träger erstrecken. Merkmale der Trägerbodenbaugruppe 618, die der oben beschriebenen Batterieträgerbodenbaugruppe 18 ähnlich sind, werden möglicherweise nicht noch einmal im Detail beschrieben, und es werden ähnliche, um 600 erhöhte, Referenznummern verwendet.
Sobald die Trägerbodenbaugruppe geformt ist, kann sie so zugeschnitten werden, dass sie der Umfangsform des Batterieträgers entspricht, wie in 16 dargestellt. Ein ähnlicher Trägerumfang ist in 2 in einem Beispiel des fertigen Trägers 10 dargestellt. In 16 ist die Trägerbodenbaugruppe links mit einer Dicke von 2 Millimetern an den äußeren Trägerabschnitten und einer Dicke von 5 Millimetern an einem zentralen Trägerabschnitt 820b dargestellt. Wenn also die Teile 850, 851 aus der Trägerbodenbaugruppe 818 zugeschnitten werden, werden sie aus den äußeren Trägerabschnitten 820a, 820c entnommen, so dass die entfernte Materialmasse geringer ist als bei einem monolithischen Trägerboden mit einer einzigen Dicke von mehr als 2 Millimetern über die gesamte Platte, wie rechts in 16 mit einer Dicke von 4 Millimetern gezeigt. Es wird auch in Betracht gezogen, dass die äußeren Trägerabschnitte in Längsrichtung eine kürzere Länge als der entsprechende zentrale Trägerabschnitt haben können, so dass die zu beschneidenden Teile in ihrer Größe reduziert werden.
Optional kann die Batterieträgerbodenbaugruppe so geformt werden, dass die Trägerabschnitte so angeordnet werden, dass sie sich seitlich zum Fahrzeug erstrecken, so dass der Trägerabschnitt ein im Wesentlichen konstantes Querschnittsprofil seitlich über den Batterieträger aufweist, wie die in 17-20 gezeigte Bodenbaugruppe 718. In dieser Ausführungsform können die Trägerabschnitte so konstruiert werden, dass sie die gewünschte Tragfähigkeit und Leistung haben, um die Batterien an der gewünschten Längsposition auf dem Batterieträger zu positionieren. Dementsprechend bietet die Trägerbodenbaugruppe 718 mindestens zwei getrennte Trägerabschnitte 720e, 720f, die so geformt sind, dass sie jeweils ein Querschnittsprofil aufweisen, das im Wesentlichen seitlich über die Breite des Batterieträgers konsistent ist. Dieses im Allgemeinen konsistente Profil jedes Trägerabschnitts kann durch Extrusion, z.B. mit einer Aluminiumlegierung, oder durch Pultrusion, z.B. mit einem Harz und einem Verbundsubstrat, gebildet werden. Ähnlich wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen können die angrenzenden Trägerabschnitte aneinander befestigt werden, z.B. mit Eingriffsmerkmalen, die ein oder mehrere mechanisch ineinandergreifende geometrische Merkmale wie Vorsprünge und Kanäle, Schweißen, Klebstoff, Verschlüsse und ähnliches umfassen. Die in 17-20 gezeigten Trägerabschnitte enthalten auch Zwischenwandabschnitte 724, die von den Rändern der jeweiligen Bodenabschnitte 722 nach oben ragen. Außerdem kann die obere Fläche der abgebildeten Bodenabschnitte 722 nach oben gerichtete Kanäle enthalten. Merkmale der Trägerbodenbaugruppe 718, die der oben beschriebenen Batterieträgerbodenbaugruppe 18 ähnlich sind, werden möglicherweise nicht noch einmal im Detail beschrieben, und es werden ähnliche, um 700 erhöhte, Referenznummern verwendet.
Mehrere verschiedene Befestigungstechniken und -konfigurationen können verwendet werden, um den Batterieträger dauerhaft oder lösbar an einem Fahrzeugrahmen zu befestigen, z.B. unter einem Fahrzeugboden und im Allgemeinen zwischen den Achsen. Ferner können die hier besprochenen Schritte in Bezug auf die allgemeine Installation oder Befestigung oder Formation in verschiedenen, von den besprochenen Schritten abweichenden Sequenzen durchgeführt werden, um den Batterieträger oder dessen Komponenten zu befestigen, zu lösen oder zu formen.
Es versteht sich, dass die spezifischen Vorrichtungen und Verfahren, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in dieser Beschreibung beschrieben werden, lediglich beispielhafte Ausführungsformen der in den beigefügten Ansprüchen definierten erfinderischen Konzepte sind. Daher sind spezifische Werte und andere präzise physikalische Eigenschaften, die sich auf die hier offengelegten Ausführungsformen beziehen, nicht als einschränkend zu betrachten, es sei denn, die Ansprüche geben ausdrücklich etwas anderes an.
Änderungen und Modifikationen in den speziell beschriebenen Ausführungsformen können durchgeführt werden, ohne von den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, die nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche in der Auslegung nach den Grundsätzen des Patentrechts begrenzt werden soll. Die Offenbarung wurde in einer illustrativen Weise beschrieben, und es ist zu verstehen, dass die verwendete Terminologie eher den Charakter von Worten der Beschreibung als der Einschränkung haben soll. Viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung sind im Lichte der obigen Lehren möglich, und die Offenbarung kann auch anders als in der spezifisch beschriebenen Weise praktiziert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62568051 [0001]

Claims

Ein Fahrzeugbatterieträger (10), bestehend aus: eine Bodenbaugruppe (18) mit einer Vielzahl von länglichen Trägerabschnitten (20a, 20b, 20c, 20d, 20e), die an seitlichen Randabschnitten benachbarter Trägerabschnitte der Vielzahl von länglichen Trägerabschnitten (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) aneinander befestigt sind, um eine Bodenstruktur (22) zu bilden, die so konfiguriert ist, dass sie die in dem Fahrzeugbatterieträger (10) enthaltenen Fahrzeugbatterien trägt; wobei die Vielzahl von länglichen Trägerabschnitten (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) jeweils eine im Wesentlichen konsistente Querschnittsform aufweist, die sich in Längsrichtung entlang einer Länge des länglichen Trägerabschnitts (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) erstreckt; und wobei eine Dicke eines der Vielzahl von länglichen Trägerabschnitten (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) in einem zentralen Bereich der Bodenstruktur (22) größer ist als eine Dicke eines anderen der Vielzahl von länglichen Trägerabschnitten (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) in einem äußeren Bereich der Bodenstruktur (22).
Fahrzeugbatterieträger (10) nach Anspruch 1, wobei mindestens einer der mehreren länglichen Trägerabschnitte (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) eine Aluminiumlegierung umfasst und wobei der zentrale Bereich der Bodenstruktur (22) so konfiguriert ist, dass er einem gleichen oder größeren Querbiegemoment als der äußere Bereich der Bodenstruktur (22) standhält.
Fahrzeugbatterieträger (10) nach Anspruch 1, wobei jeder der mehreren länglichen Trägerabschnitte (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) einen oberen Plattenabschnitt (28) umfasst, der zumindest teilweise eine obere Oberfläche der durch die mehreren Trägerabschnitte (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) gebildeten Bodenstruktur (22) bildet.
Fahrzeugbatterieträger (10) nach Anspruch 3, wobei jeder der mehreren länglichen Trägerabschnitte (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) einen unteren Plattenabschnitt (30) umfasst, der vom oberen Plattenabschnitt (28) getrennt ist, um einen Hohlraum zu schaffen, der sich in Längsrichtung entlang des jeweiligen Trägerabschnitts erstreckt.
Fahrzeugbatterieträger (10) nach Anspruch 4, wobei jeder der mehreren länglichen Trägerabschnitte (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) Zwischenelemente umfasst, die einstückig zwischen dem oberen und dem unteren Plattenabschnitt (28, 30) verbunden sind, um den Hohlraum in mehrere längliche Hohlkanäle zu unterteilen, die zwischen dem oberen und dem unteren Plattenabschnitt (28, 30) angeordnet sind.
der Fahrzeugbatterieträger (10) nach Anspruch 1, wobei ein äußerer Trägerabschnitt der Vielzahl von länglichen Trägerabschnitten (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) einen Plattenabschnitt umfasst, der teilweise die Bodenstruktur (22) bildet, und wobei der äußere Trägerabschnitt (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) einen Wandabschnitt umfasst, der einstückig von dem Plattenabschnitt des äußeren Trägerabschnitts (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) nach oben vorsteht, um zumindest teilweise eine Umfangswandstruktur des Fahrzeugbatterieträgers (10) zu bilden.
der Fahrzeugbatterieträger (10) nach Anspruch 6, wobei der Wandabschnitt des äußeren Trägerabschnitts (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) einen Hohlraum aufweist, der sich in Längsrichtung entlang des äußeren Trägerabschnitts (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) erstreckt.
der Fahrzeugbatterieträger (10) nach Anspruch 1, wobei mindestens einer der seitlichen Randabschnitte der mehreren länglichen Trägerabschnitte (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) eine im Wesentlichen horizontale Oberfläche aufweist, die an einer entsprechenden, im Wesentlichen horizontalen Oberfläche des benachbarten Trägerabschnitts (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) befestigt ist.
der Fahrzeugbatterieträger (10) nach Anspruch 1, wobei in einem anfänglich geformten Zustand mindestens zwei benachbarte Trägerabschnitte (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) der Vielzahl von Trägerabschnitten (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) einstückig miteinander verbunden sind und wobei die mindestens zwei benachbarten Trägerabschnitte (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) aus dem anfänglich geformten Zustand in einen Montagezustand versetzt sind, der die mindestens zwei benachbarten Trägerabschnitte horizontal ausrichtet, um zumindest teilweise die Bodenstruktur (22) zu bilden.
der Fahrzeugbatterieträger (10) nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl der länglichen Trägerabschnitte (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) einen inneren Trägerabschnitt (20a, 20b, 20c, 20d, 20e), der im Mittelbereich der Bodenstruktur (22) angeordnet ist, und äußere Trägerabschnitte (20a, 20b, 20c, 20d, 20e), die an den Außenbereichen der Bodenstruktur (22) angeordnet sind, umfasst.
der Fahrzeugbatterieträger (10) nach Anspruch 10, wobei die äußeren Trägerabschnitte (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) jeweils einen Wandabschnitt umfassen und wobei der Fahrzeugbatterieträger (10) vordere und hintere Trägerumschlie-ßungselemente umfasst, die sich seitlich über die Vielzahl von länglichen Trägerabschnitten (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) erstrecken und an den Wandabschnitten der äußeren Trägerabschnitte (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) befestigt sind, um zusammen eine periphere Wandstruktur zu bilden, die einen Batterieeinschlussbereich des Fahrzeugbatterieträgers (10) umgibt.
Trägerbodenbaugruppe für einen Fahrzeugbatterieträger (10), wobei die Trägerbodenbaugruppe umfasst: eine Vielzahl von länglichen Trägerabschnitten (20a, 20b, 20c, 20d, 20e), die zusammengefügt werden, um eine im Wesentlichen ebene Bodenstruktur (22) zu bilden, die so konfiguriert ist, dass sie Fahrzeugbatterien trägt; wobei sich die Vielzahl von länglichen Trägerabschnitten (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) jeweils in Längsrichtung und parallel zueinander erstrecken und jeweils ein transversales Querschnittsprofil aufweisen, das in Längsrichtung entlang seiner Länge im Wesentlichen konsistent ist; und wobei das Querschnittsprofil von mindestens einem der Vielzahl von länglichen Trägerabschnitten eine Dicke zwischen einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche der Bodenstruktur (22) aufweist, die seitlich über eine Breite des Querschnittsprofils zunimmt.
Trägerbodenanordnung nach Anspruch 12, wobei die Dicke in einem zentralen Bereich der Bodenstruktur (22) größer ist als die Dicke in den gegenüberliegenden äußeren Bereichen der Bodenstruktur (22).
Trägerbodenanordnung nach Anspruch 12, wobei mindestens einer der Vielzahl von länglichen Trägerabschnitten eine Aluminium-Extrusion umfasst.
Trägerbodenanordnung nach Anspruch 12, wobei mindestens einer der Vielzahl von länglichen Trägerabschnitten (i) einen oberen Plattenabschnitt (28), der zumindest teilweise die obere Oberfläche der Bodenstruktur (22) bildet, (ii) einen unteren Plattenabschnitt (30), der von dem oberen Plattenabschnitt (28) getrennt ist, um einen Hohlraum zu schaffen, der sich in Längsrichtung entlang der Länge des jeweiligen Trägerabschnitts erstreckt, und (iii) Zwischenversteifungselemente, die den oberen und unteren Plattenabschnitt (28, 30) integral bzw. einstückig miteinander verbinden, um den Hohlraum seitlich zu unterteilen, umfasst.
Trägerbodenanordnung nach Anspruch 12, wobei die Vielzahl von länglichen Trägerabschnitten äußere Trägerabschnitte an gegenüberliegenden Seiten der Bodenstruktur (22) umfasst, die jeweils einen Wandabschnitt aufweisen, der teilweise eine Umfangswandstruktur des Fahrzeugbatterieträgers (10) bildet.
Trägerbodenanordnung nach Anspruch 12, bei der benachbarte Trägerabschnitte der Vielzahl von Trägerabschnitten aneinander befestigt werden, um die Bodenstruktur (22) zu bilden, und bei der die oberen Oberflächen der benachbarten Trägerabschnitte in im Wesentlichen ebener Ausrichtung befestigt sind.
Trägerbodenanordnung nach Anspruch 17, bei der in einem anfänglich geformten Zustand die benachbarten Trägerabschnitte (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) der Vielzahl von Trägerabschnitten (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) integral bzw. einstückig miteinander verbunden sind und bei der die benachbarten Trägerabschnitte aus dem anfänglich geformten Zustand in einen Montagezustand versetzt sind, um die benachbarten Trägerabschnitte mit den oberen Flächen in im wesentlichen planarer Ausrichtung zueinander anzuordnen.
Batterieträger (10) für ein Elektrofahrzeug, wobei der Batterieträger (10) umfasst: eine Vielzahl von länglichen Trägerabschnitten, die sich in Längsrichtung und zusammen erstrecken, um eine Bodenstruktur (22) der Batterieträger (10) zu bilden, die eine im Wesentlichen ebene Oberseite hat, die so konfiguriert ist, dass sie Batterien trägt, die das Elektrofahrzeug mit Betriebsstrom versorgen; wobei die Vielzahl von länglichen Trägerabschnitten äußere Trägerabschnitte auf gegenüberliegenden Seiten der Bodenstruktur (22) umfasst, die jeweils einen Wandabschnitt aufweisen, der teilweise eine periphere Wandstruktur bildet, die einen Batterieeinschlussbereich der Fahrzeugbatterieträger (10) umgibt; und wobei die Vielzahl von länglichen Trägerabschnitten einen inneren Trägerabschnitt umfasst, der zwischen den äußeren Trägerabschnitten angeordnet ist und eine Dicke aufweist, die zwischen der oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche der Bodenstruktur (22) definiert ist, die größer ist als eine Dicke der Bodenstruktur (22) an den äußeren Trägerabschnitten.
Batterieträger (10) nach Anspruch 19, wobei die Vielzahl von Trägerabschnitten jeweils durch ein Extrusionsverfahren oder ein Pultrusionsverfahren (bzw. Strangpressverfahren) gebildet sind, um ein transversales Querschnittsprofil bereitzustellen, das in Längsrichtung entlang seiner Länge im Wesentlichen konsistent ist, und wobei die Vielzahl von Trägerabschnitten jeweils ein Befestigungsmerkmal aufweisen, das an einem entsprechenden Befestigungsmerkmal eines benachbarten Trägerabschnitts der Vielzahl von Trägerabschnitten befestigt ist.