WO2016015960A1 - Hochvoltenergiespeicher mit lokal verstärktem gehäuse sowie entsprechendes herstellungsverfahren - Google Patents

Hochvoltenergiespeicher mit lokal verstärktem gehäuse sowie entsprechendes herstellungsverfahren Download PDF

Info

Publication number
WO2016015960A1
WO2016015960A1 PCT/EP2015/065459 EP2015065459W WO2016015960A1 WO 2016015960 A1 WO2016015960 A1 WO 2016015960A1 EP 2015065459 W EP2015065459 W EP 2015065459W WO 2016015960 A1 WO2016015960 A1 WO 2016015960A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
reinforcing element
housing portion
reinforcing
positively
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/065459
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Mineif
Matthias Wagner
Christoph Klaus
Gerd FLEISCHER
Philip RÄTTICH
Johannes Thannheuser
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft filed Critical Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Publication of WO2016015960A1 publication Critical patent/WO2016015960A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/227—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222—Inorganic material
    • H01M50/224—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/238—Flexibility or foldability
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a device for receiving at least one energy module for a motor vehicle, in particular for receiving at least one high-voltage module for a hybrid or
  • the device has a housing for receiving the at least one energy module.
  • the invention relates to a corresponding method for producing such a device.
  • the invention relates to a vehicle with such a device.
  • Such devices for receiving one or more
  • Energy modules such as energy storage modules or
  • Energy converter modules are widely known as energy storage or energy storage devices in the ready mounted in the motor vehicle state. In the case of devices for receiving high-voltage energy modules, the latter are also widely referred to as high-voltage energy storage or high-voltage storage.
  • the absorbed energy modules are usually formed by coupled-together energy cells. Examples of as
  • Energy storage modules trained energy modules can be arrangements of several battery cells, for example, electric batteries
  • electrochemical storage cells such as lithium-ion storage cells, double-layer capacitors, etc.
  • a power module designed as an energy converter module is a fuel cell stack having a series of fuel cells coupled together.
  • Conventional energy storage devices usually include a structurally solid housing, which has a housing lower part and a
  • Housing upper part for example in the form of a housing cover, wherein the housing parts are connected to each other such that they surround the energy modules or record.
  • mounting portions are usually provided on the housing, for example in the form of attachment points, via which the housing can be connected to the vehicle body side or vehicle body side arranged elements or components for mounting the housing to the vehicle.
  • Housing recorded components such as the power modules, these loads can increase with acting on the housing accelerations, which could occur, for example, in the ordinary driving or Unfali, increase.
  • the whole case is made of a rigid metal material such as steel or steel sheets or aluminum for reasons of power line and in the latter case, for example by means of a
  • Aluminum die casting process manufactured as a solid component which has a disadvantageous effect on the housing weight due to be carried out according to housing dimensioning.
  • the housing is called
  • Plastic housing made of a plurality of housing parts made of a thermoset or thermoplastic, wherein at least the load-bearing housing part is reinforced overall with Endios moisturizen.
  • Plastic housings are used in this context, especially for weight and cost reduction. However, the reinforcement of the entire load-bearing leads
  • the mass of the housing in addition to the mass of the one or more energy modules but just the largest proportion of the total weight of the device. This has the consequence that the high weight of the device reduces the performance of the motor vehicle and increases the energy consumption of the motor vehicle.
  • high-rigidity housing for example in the case of rigid housing parts with a large size
  • Component depth the qualitative control or control of
  • the invention is therefore the object of the generic devices and methods in such a way that the performance of the motor vehicle is affected in comparison to the prior art to a lesser extent.
  • the device according to the invention for receiving at least one energy module for a motor vehicle is, in particular, a device for receiving at least one high-voltage energy module for a hybrid or electric vehicle, the device having a housing for accommodating the at least one energy module, wherein the housing has a high load, preferably as intended, Housing portion which is connected to a separately produced from the housing portion and extending along the housing portion reinforcing member such that a resulting from the connection between the housing portion and extending along the housing portion reinforcing element greater than a rigidity of the bare
  • Housing section is.
  • a local reinforcement of the housing namely only in the housing section to be reinforced, can be realized.
  • the connection can be made with the reinforcing element in hybrid construction, so that only a local reinforcement in the load-bearing areas of the housing or the intended high-loaded housing sections is achieved, which in comparison to remaining intended low-mounted housing sections a experience higher load during driving or in an accident.
  • the housing can by conventional primary molding, for example, in plastics technology conventional methods, such as
  • the production of the housing is preferably carried out by inserting one or more
  • the inserted reinforcing elements thus become an integral part of the housing.
  • the reinforcing element is geometrically designed so that the insertion into the
  • the reinforcing element is geometrically designed such that a connection, for example, a positive and non-positive connection, with the plastic-technically urgeformten housing part or the urgeformten housing section is made. This can be done for example by molding, injection molding, by spraying. Furthermore, the reinforcing element may be such that there is a structural connection between attachment points on system components present within the housing, such as energy modules and force introduction points lying outside the housing in the
  • the reinforcing element is provided with reinforcing element side attachment points, which in the form of screw-in domes for the component attachment within the Housing or in the form of Verschraubungsdomen for attachment to vehicle body components can be formed.
  • the device according to the invention allows a certain standardization (omission of memory-specific tools in the manufacture of a reinforcing semi-finished product, increase in the number of reinforcing semi-finished products) while at the same time given memory-specific design freedom.
  • the reinforcing element e.g.
  • the housing can be adapted to project-specific circumstances (maximum weight reduction or maximum cost reduction), without the entire
  • the device according to the invention can be developed in an advantageous manner such that the reinforcing element is connected to at least two points of the housing portion. Accordingly, a flow of force directed between the two locations of the housing section can be, to a greater extent, dependent on the reinforcement element
  • the device according to the invention can be configured such that the reinforcing element is connected to at least two spaced-apart locations of the housing section in such a way that a portion guided by the reinforcing element is one of a intended load of the housing originating, directed between the sites power flow is greater than a guided through the housing portion of the power flow,
  • the device according to the invention can be realized such that the housing has at least one
  • An attachment Abbschnffert for example in the form of an attachment point, which is adapted to attach the housing vehicle body side for mounting the housing, wherein the reinforcing element with the at least one attachment portion, for example in the form of a
  • Attachment point is connected. Accordingly, that can with the
  • Housing section connected reinforcing element for introducing force into the vehicle body or the vehicle body may be provided.
  • the device according to the invention can be implemented such that the housing has at least one fastening section which is set up to provide a force-conducting connection point inside and / or outside the housing, wherein the reinforcement element is connected to the at least one fastening section. If the force-conducting connection point is only outside the housing, the reinforcing element can be provided exclusively for housing reinforcement. Provided that the power-conducting connection point outside and within the
  • Housing is located, the reinforcing element for housing reinforcement and support of housed within the housing components can serve.
  • a connection point may preferably be referred to as a force-conducting
  • Fastener such. B. be configured a screw bushing.
  • the fasteners thus allow one from within the
  • One or more reinforcing elements can thus by mounting on the
  • Fastening elements are force-connected to the housing, wherein the attachment of the housing to the vehicle body over the
  • Reinforcing elements can be done.
  • the integration or incorporation of the force-conducting fasteners into the housing is only a small technical effort in the production of the housing, so that a local reinforcement of the housing can be done extremely inexpensively.
  • the device according to the invention can be realized such that the housing section is connected to a plurality of interconnected reinforcing elements.
  • the interconnected reinforcing elements can be integrated in several housing parts, so that a force flow between the interconnected
  • Reinforcement elements can be made across the different housing parts. This is also true in the case of a multi-storey
  • Housing part in particular housing lower part with intermediate bottom, of advantage, as a power flow between the interconnected
  • reinforcing elements it is likewise conceivable for the reinforcing elements to be fastened to one another in the energy storage assembly or assembly of the housing and to support or support components situated higher in the housing, for example, wherein the reinforcing elements are attached to the housing
  • the device according to the invention can be configured such that the housing is produced in such a way by prototyping that the housing section and the reinforcing element by the prototyping
  • the housing can be moved by conventional prototype, for example in the
  • Plastic technology conventional methods, such as injection molding, hot pressing, etc. are produced.
  • the production of the housing is preferably carried out by inserting one or more reinforcing elements in the
  • the device according to the invention can be designed such that the housing is manufactured by means of prototyping
  • Plastic housing is and / or the reinforcing element is formed by the prototypes of the housing integral with the housing portion.
  • the device according to the invention can be realized so that the reinforcing element is formed of a metal or a fiber-reinforced plastic.
  • the reinforcing element may preferably be made of metal such as steel or aluminum alloy or fiber reinforced plastic, e.g. be made of a continuous fiber reinforced thermosetting plastic or thermoplastic.
  • the device comprises a housing for receiving the at least one
  • the inventive method can be carried out so that the housing is produced by prototyping or forming and the Reinforcement then with the housing produced
  • the method according to the invention can be developed in such a way that the housing is produced in such a way that the housing section and the reinforcing element are non-positively and / or positively connected with each other by the primary molding and / or are permanently connected to one another.
  • the housing section and the reinforcing element are non-positively and / or positively connected with each other by the primary molding and / or are permanently connected to one another.
  • the reinforcing element can thus be integrated into the housing during the manufacturing process of the housing.
  • the vehicle according to the invention comprises the device according to the invention, preferably a device according to the invention produced according to the method according to the invention.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an inventive
  • Fig. 2 is a schematic representation of the invention
  • Fig. 3 is a schematic representation of an inventive
  • Fig. 4 is a schematic representation of an inventive
  • Fig. 5 is a schematic representation of an inventive
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a device 10 according to the invention according to a first embodiment in a Exploded view
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the device 10 according to the invention of Fig. 1 in a sectional view.
  • the device 10 for receiving at least one energy module for a motor vehicle in
  • At least one energy module not shown in the figures.
  • the housing 12, 14 is formed in this embodiment by a plastic housing and includes an upper housing part 12 in the form of a housing cover and a lower housing part 14th
  • the device 10 has a separately manufactured
  • Reinforcement element 16 in the form of a closed rectangular reinforcing frame, as can be seen in particular in Fig. 1.
  • the reinforcing element 16 is formed from a metal or a fiber-reinforced plastic.
  • the housing 12, 14 or a housing section is separate from that of the housing section
  • Reinforcing element 16 is connected such that a resulting from the connection between the housing portion and along the housing portion extending reinforcing member 16 stiffness is greater than a stiffness of the bare housing portion.
  • Reinforcement element 16 accomplished by the fact that the housing 12, 14 is produced by prototyping and the resulting housing portion, the reinforcing element 16 encloses it or by the prototyping a non-positive and positive permanent connection with the
  • Reinforcement element 16 is received. This results in a one-piece or integral design of housing 12, 14 and reinforcing element 16.
  • the reinforcing element 16 formed as a frame extends around the housing section or surrounds it over the entire circumference of the housing 12, 14 can, with appropriate appropriate load on the housing 12, 14, for example, when driving the vehicle or in an accident, a guided by the reinforcing member 16 portion of the
  • the reinforcing element 16 receives higher forces than the housing section connected thereto at the corresponding intended load of the housing 12, 14.
  • Device 10 according to the invention is designed as follows:
  • the housing section of the housing 12, 14 is connected to the reinforcing element 16, which is manufactured separately from the housing section and extends along the housing section, such that the connection between the housing section and that along the housing section
  • Housing section extending reinforcing element 16 resulting stiffness is greater than the rigidity of the bare housing portion. This is accomplished in particular by the fact that the housing 12, 14 is manufactured by prototyping that the housing portion and the
  • Reinforcement element 16 are connected by the original forms non-releasably connected to each other in a non-positive and positive manner, for example in the
  • Housing portion 16 surrounds the reinforcing element 16 at least partially or engages behind.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a device 10 according to the invention according to a modification of the first exemplary embodiment.
  • the housing 12, 14 or housing lower part 14 has a mounting portion 18 which is adapted to fasten the housing lower part 14 on the vehicle body side for mounting the housing 12, 14, the reinforcement element 16 having the one attachment portion 18 connected is.
  • the housing 12, 14 and the housing lower part 14 may have a fastening portion 18 which is arranged inside and outside of the housing 12, 14 to provide a force-conducting connection point, wherein the reinforcing element 16 with the
  • Attachment portion 18 is connected such that outside and within the housing 12, 14 arranged components with the
  • Reinforcing element 16 are connected. For example, lying outside the housing 12, 14 vehicle body components with the
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a device 100 according to the invention according to a second exemplary embodiment in one
  • the reinforcing member 16 is formed as a frame, which is subsequently mounted to the already prepared, for example, by forming or prototyping made, housings 12, 14 and mounted to reinforce the respective housing portion or the Increase stiffness.
  • fastening sections 18 are also provided on the housing 12, 14, in which the fastening element 16 designed as a frame can engage for locally reinforcing the housing and / or can be passed through at least in sections to components arranged within the housing 12, 14 to connect the passed through part of the reinforcing element 16.
  • the mounting portions 18 are designed as sockets, in which parts of the reinforcing element 16 are either merely inserted or passed for further connection with within the housing 12, 14 present components such as energy modules.
  • 5 shows a schematic representation of a device 100 according to the invention according to a modification of the second exemplary embodiment, in which a fastening section 18 is designed as a force-conducting bushing integrated in the housing lower part 14, into which part of the housing
  • Reinforcement element 16 is passed for further connection with within the housing 12, 14 present components such as power modules, so that predominantly a power line due to the support of within the housing 12, 14 present components such as energy modules takes place by the reinforcing member 16 to the reinforcing member 16.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme zumindest eines Energiemoduls für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Aufnahme zumindest eines Hochvoltenergiemoduls für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse zur Aufnahme des zumindest einen Energiemoduls aufweist, wobei das Gehäuse einen Gehäuseabschnitt aufweist, der mit einem von dem Gehäuseabschnitt separat hergestellten und entlang des Gehäuseabschnitts verlaufenden Verstärkungselement derart verbunden ist, dass eine aus der Verbindung zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem entlang des Gehäuseabschnitts verlaufenden Verstärkungselement resultierende Steifigkeit größer als eine Steifigkeit des bloßen Gehäuseabschnitts ist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein entsprechendes Herstellungsverfahren einer solchen Vorrichtung.

Description

Hochvoltenergiespeicher mit lokal verstärktem Gehäuse sowie entsprechendes Herstellungsverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme zumindest eines Energiemoduis für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Aufnahme zumindest eines Hochvoltenergiemoduls für ein Hybrid- oder
Elektrofahrzeug, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse zur Aufnahme des zumindest einen Energiemoduls aufweist.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
Derartige Vorrichtungen zur Aufnahme von einem oder mehreren
Energiemodulen, wie beispielsweise Energiespeichermodule oder
Energiewandlermodule, sind im fertig im Kraftfahrzeug montierten Zustand weitläufig als Energiespeicher bzw. Energiespeichervorrichtungen bekannt. Im Falle von Vorrichtungen zur Aufnahme von Hochvoltenergiemodulen werden letztere weitläufig auch als Hochvoltenergiespeicher bzw. Hochvoltspeicher bezeichnet.
Die aufgenommenen Energiemodule werden dabei meist durch miteinander gekoppelte Energiezellen ausgebildet. Beispiele für als
Energiespeichermodule ausgebildete Energiemodule können Anordnungen aus mehreren Batteriezellen sein, zum Beispiel elektrische Batterien aus
elektrochemischen Speicherzellen, wie etwa Lithium-Ionen-Speicherzellen, Doppelschichtkondensatoren, etc. Ein Beispiel für ein als Energiewandlermodui ausgebildetes Energiemodul ist ein Brennstoffzellenstapei, welcher eine Reihe von miteinander gekoppelten Brennstoffzeilen aufweist.
In der Regel werden derartige Energiespeichervorrichtungen unter anderem zur Aufnahme von Energiemodulen im Zusammenhang mit
beispielsweise Hybrid- oder Elektrofahrzeugen eingesetzt. Zu diesem Zweck umfassen herkömmliche Energiespeichervorrichtungen üblicherweise ein strukturfestes Gehäuse, welches einen Gehäuseunterteil und einen
Gehäuseoberteil, beispielsweise in Form eines Gehäusedeckels, aufweist, wobei die Gehäuseteile derart miteinander verbunden werden, dass diese die Energiemodule umschließen bzw. aufnehmen.
Weiterhin sind am Gehäuse üblicherweise Anbringungsabschnitte vorgesehen, beispielsweise in Form von Befestigungsstellen, über welche das Gehäuse mit fahrzeugaufbauseitig bzw. fahrzeugkarosserieseitig angeordneten Elementen bzw. Bauteilen zur Halterung des Gehäuses mit dem Fahrzeug verbunden werden kann.
Bei solchen Gehäusen erfolgt eine Kraftleitung zwischen den
entsprechenden Anbringungsabschnitten, beispielsweise in Form von
Befestigungsstellen, und in dem Gehäuse aufgenommenen Energiemodulen weitestgehend über die nahezu gesamte Gehäusestruktur, wobei einige Gehäuseabschnitte mehr und andere Gehäuseabschnitte weniger eine durch die Kraftleitung herrührende Belastung erfahren. Die Gehäuse erfahren somit Belastungen aufgrund deren Eigengewichts sowie aufgrund von in den
Gehäusen aufgenommenen Komponenten, beispielsweise der Energiemodule, wobei diese Belastungen mit auf das Gehäuse wirkenden Beschleunigungen, die beispielsweise im gewöhnlichen Fahrbetrieb oder bei einem Unfali auftreten könne, ansteigen können.
Meist wird das ganze Gehäuse aus Gründen der Kraftleitung aus einem steifen Metallmaterial wie etwa Stahl bzw. Stahlblechen oder Aluminium gefertigt und in letzterem Fall beispielsweise mittels eines
Aluminiumdruckgussverfahrens als massives Bauteil hergestellt, was sich aufgrund entsprechend vorzunehmender Gehäusedimensionierung nachteilig auf das Gehäusegewicht auswirkt. Alternativ wird das Gehäuse als
Kunststoffgehäuse aus mehreren Gehäuseteilen aus einem Duroplast oder Thermoplast hergestellt, wobei zumindest der lasttragende Gehäuseteil gesamthaft mit Endiosfasern verstärkt ist. Kunststoffgehäuse werden in diesem Zusammenhang insbesondere zur Gewichts- und Kostenreduzierung eingesetzt. Allerdings führt die Verstärkung des gesamten lasttragenden
Gehäuseteils mit Endlosfasern dazu, dass nicht das volle Gewichts- und Kostenpotential des Kunststoffgehäuses ausgeschöpft wird.
Die Masse des Gehäuses stellt neben der Masse des einen oder der mehreren Energiemodule aber gerade den größten Anteil des Gesamtgewichts der Vorrichtung dar. Dies hat zur Folge, dass das hohe Gewicht der Vorrichtung die Leistungsfähigkeit des Kraftfahrzeugs verringert und den Energiebedarf des Kraftfahrzeugs erhöht.
Desweiteren wird bei komplexen Gehäusegeometrien hochsteifer Gehäuse, beispielsweise im Falle von steifen Gehäuseteilen mit großer
Bauteiltiefe, die qualitative Beherrschung bzw. Kontrolle der
Fertigungsprozesse erschwert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren derart weiterzubilden, dass die Leistungsfähigkeit des Kraftfahrzeugs im Vergleich zum Stand der Technik in geringerem Ausmaß beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufnahme zumindest eines Energiemoduls für ein Kraftfahrzeug ist insbesondere eine Vorrichtung zur Aufnahme zumindest eines Hochvoltenergiemoduls für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse zur Aufnahme des zumindest einen Energiemoduls aufweist, wobei das Gehäuse einen, vorzugsweise bestimmungsgemäß hoch belasteten, Gehäuseabschnitt aufweist, der mit einem von dem Gehäuseabschnitt separat hergestellten und entlang des Gehäuseabschnitts verlaufenden Verstärkungselement derart verbunden ist, dass eine aus der Verbindung zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem entlang des Gehäuseabschnitts verlaufenden Verstärkungselement resultierende Steifigkeit größer als eine Steifigkeit des bloßen
Gehäuseabschnitts ist. Dadurch kann eine lokale Verstärkung des Gehäuses, nämlich ausschließlich bei dem zu verstärkenden Gehäuseabschnitt, realisiert werden. Insbesondere im Falle eines Kunststoffgehäuses kann die Verbindung mit dem Verstärkungselement in Hybrid-Bauweise vorgenommen werden, so dass nur eine lokale Verstärkung in den lasttragenden Bereichen des Gehäuses bzw. den bestimmungsgemäß hoch belasteten Gehäuseabschnitten erzielt wird, welche im Vergleich zu verbleibenden bestimmungsgemäß gering beiasteten Gehäuseabschnitten eine höhere Belastung im Fahrbetrieb oder bei einem Unfall erfahren.
Das Gehäuse kann dabei durch konventionelle Urformverfahren, beispielsweise in der Kunststofftechnik herkömmliche Verfahren, wie
Spritzgießen, Heißpressen usw. hergestellt werden. Die Herstellung des Gehäuses erfolgt vorzugsweise durch Einlegen eines oder mehrerer
Verstärkungselemente in die Herstellungsform des Gehäuses bzw. in die durch das Herstellungsformgebungswerkzeug festgelegte Kavität. Beim
nachfolgenden Urformen werden die eingelegten Verstärkungselemente somit integraler Bestandteil des Gehäuses. Dabei ist das Verstärkungselement geometrisch so auszubilden, dass das Einlegen in das
Herstellungsformgebungswerkzeug und das Ausformen des Gehäuses nicht behindert oder gar verhindert werden. Ferner ist das Verstärkungselement geometrisch derart auszuführen, dass eine Verbindung, beispielswiese eine form- und kraftschlüssige Verbindung, mit dem kunststofftechnisch urgeformten Gehäuseteil bzw. dem urgeformten Gehäuseabschnitt hergestellt wird. Dies kann beispielsweise durch Umspritzen, Hinterspritzen, Durch spritzen erfolgen. Weiterhin kann das Verstärkungselement so beschaffen sein, dass es eine strukturelle Verbindung zwischen Befestigungspunkten an innerhalb des Gehäuses vorliegenden Systemkomponenten wie Energiemodule und an außerhalb des Gehäuses liegenden Krafteinleitungspunkten in den
Fahrzeugaufbau herstellt. Zu diesem Zweck ist das Verstärkungselement mit verstärkungselementseitigen Befestigungspunkten vorgesehen, welche in Form von Verschraubungsdomen für die Komponentenbefestigung innerhalb des Gehäuses oder in Form von Verschraubungsdomen für die Befestigung an fahrzeugaufbauseitigen Komponenten ausgebildet sein können.
Durch den Einsatz der Verstärkungselemente kann eine lokale bzw. partielle Verstärkung des Gehäuses erzielt werden, ohne das Gehäuse insgesamt für hohe Belastungen dimensionieren bzw. auslegen zu müssen. Dies ermöglicht durch den somit verringerten Einsatz von Verstärkungsmaterial eine erhebliche Gewichtsersparnis und damit einhergehend eine Reduktion der Materialkosten. Weiterhin ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine gewisse Standardisierung (Entfall von speicherspezifischen Werkzeugen in der Herstellung eines Verstärkungshalbzeuges, Erhöhung der Stückzahl des Verstärkungshalbzeuges) bei gleichzeitig gegebener speicherspezifischer Gestaltungsfreiheit. Durch Variation des Verstärkungselements (z.B.
Ausführung als Stahlblech oder als endlosfaserverstärkter Thermoplast) kann das Gehäuse projektspezifischen Gegebenheiten angepasst werden (maximale Gewichtsreduktion oder maximale Kostenreduktion), ohne das gesamte
Gehäuse als Neukonstruktion ausführen zu müssen. Durch die Darstellung des Verstärkungselements als separates Halbzeug/Rohteil kann der Aufwand für die Qualitätskontrolle hinsichtlich der strukturellen Anforderungen an das Gehäuse auf das Verstärkungselement beschränkt werden, so dass das Gehäuse als solches hinsichtlich dessen Belastbarkeit in geringerem Umfang der Qualitätskontrolle zu unterziehen ist. Dies ermöglicht eine Vereinfachung der Qualitätssicherung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in vorteilhafter Weise derart weitergebildet werden, dass das Verstärkungselement mit mindestens zwei Stellen des Gehäuseabschnitts verbunden ist. Dementsprechend kann ein zwischen den zwei Stellen des Gehäuseabschnitts geleiteter Kraftfluss in größerem Ausmaß von dem Verstärkungselement also von dem
Gehäuseabschnitt selbst aufgenommen werden.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgestaltet werden, dass das Verstärkungselement mit mindestens zwei voneinander beabstandeten Stellen des Gehäuseabschnitts derart verbunden ist, dass ein durch das Verstärkungselement geleiteter Anteil eines von einer bestimmungsgemäßen Belastung des Gehäuses herrührenden, zwischen den Stellen geleiteten Kraftflusses größer als ein durch den Gehäuseabschnitt geleiteter Anteil des Kraftflusses ist,
Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung derart verwirklicht werden, dass das Gehäuse mindestens einen
Anbringungsabschnätt, beispielsweise in Form einer Befestigungsstelle, aufweist, der eingerichtet ist, das Gehäuse fahrzeugaufbauseitig zur Halterung des Gehäuses zu befestigen, wobei das Verstärkungselement mit dem mindestens einen Anbringungsabschnitt, beispielsweise in Form einer
Befestigungsstelle, verbunden ist. Dementsprechend kann das mit dem
Gehäuseabschnitt verbundene Verstärkungselement zur Krafteinleitung in den Fahrzeugaufbau bzw. die Fahrzeugkarosserie vorgesehen sein.
Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so umgesetzt werden, dass das Gehäuse mindestens einen Befestigungsabschnitt aufweist, der eingerichtet ist, innerhalb und/oder außerhalb des Gehäuses eine kraftleitende Anbindungsstelle zur Verfügung zu stellen, wobei das Verstärkungselement mit dem mindestens einen Befestigungsabschnitt verbunden ist. Sofern die kraftleitende Anbindungsstelle nur außerhalb des Gehäuses liegt, kann das Verstärkungselement ausschließlich zur Gehäuseverstärkung vorgesehen sein. Sofern die kraftleitende Anbindungsstelle außerhalb und innerhalb des
Gehäuses liegt, kann das Verstärkungselement zur Gehäuseverstärkung und Halterung von innerhalb des Gehäuses aufgenommenen Komponenten dienen. Eine solche Anbindungsstelle kann vorzugsweise als kraftleitendes
Befestigungselement wie z. B. eine Verschraubungsbuchse ausgestaltet sein. Die Befestigungselemente ermöglichen somit einen von innerhalb des
Gehäuses nach außerhalb des Gehäuses gerichteten Kraftfluss. Ein oder mehrere Verstärkungselemente können somit durch Montage an den
Befestigungselementen mit dem Gehäuse kraftfeitend verbunden werden, wobei die Befestigung des Gehäuses am Fahrzeugaufbau über die
Verstärkungselemente erfolgen kann. Die Integration bzw. Einarbeitung der kraftleitenden Befestigungselemente in das Gehäuse stellt nur einen geringen technischen Aufwand bei der Fertigung des Gehäuses dar, so dass eine lokale Verstärkung des Gehäuses äußerst kostengünstig erfolgen kann.
Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Vorrichtung derart realisiert werden, dass der Gehäuseabschnitt mit mehreren miteinander verbundenen Verstärkungselementen verbunden ist. Beispielsweise können die miteinander verbundenen Verstärkungselemente in mehreren Gehäuseteilen integriert sein, so dass ein Kraftfluss zwischen den miteinander verbundenen
Verstärkungselementen über die unterschiedlichen Gehäuseteile hinweg hergestellt werden kann. Dies ist auch im Falle eines mehrstöckigen
Gehäuseteils., insbesondere Gehäuseunterteils mit Zwischenboden, von Vorteil, als ein Kraftfluss zwischen den miteinander verbundenen
Verstärkungselementen über die„Stockwerke" des Gehäuseteils hinweg hergestellt werden kann. Ebenso denkbar ist, dass die Verstärkungselemente beim Energiespeicherzusammenbau bzw. Zusammenbau des Gehäuses aneinander befestigt werden und zum Beispiel im Gehäuse höher liegende Komponenten tragen bzw. haltern, wobei die Verstärkungselemente an
Befestigungsabschnitten im Gehäuseunterteil integriert oder damit verschraubt sind.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgestaltet werden, dass das Gehäuse derart durch Urformen hergestellt ist, dass der Gehäuseabschnitt und das Verstärkungselement durch das Urformen
kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind und/oder unlösbar miteinander verbunden sind. Wie vorstehend ausgeführt ist, kann das Gehäuse durch konventionelle Urform verfahren, beispielsweise in der
Kunststofftechnik herkömmliche Verfahren, wie Spritzgießen, Heißpressen usw. hergestellt werden. Die Herstellung des Gehäuses erfolgt dabei vorzugsweise durch Einlegen eines oder mehrerer Verstärkungselemente in die
Herstellungsform des Gehäuses bzw. in die durch das
Herstellungsformgebungswerkzeug festgelegte Kavität. Beim nachfolgenden Urformen werden die eingelegten Verstärkungselemente somit integraler Bestandteil des Gehäuses. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgebildet sein, dass das Gehäuse ein mittels Urformen hergestelltes
Kunststoffgehäuse ist und/oder das Verstärkungselement durch das Urformen des Gehäuses einstückig mit dem Gehäuseabschnitt ausgebildet ist.
Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so verwirklicht werden, dass das Verstärkungselement aus einem Metall oder einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist. Das Verstärkungselement kann vorzugsweise aus Metall wie Stahl oder aus einer Aluminiumiegierung oder faserverstärktem Kunststoff, z.B. aus einem endlosfaserverstärkten Duroplast oder Thermoplast, ausgebildet sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Aufnahme zumindest eines Energiemoduls für ein Kraftfahrzeug ist
vorzugsweise zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse zur Aufnahme des zumindest einen
Energiemoduls aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Verbinden eines Gehäuseabschnitts des Gehäuses mit einem von dem Gehäuseabschnitt separat hergestellten und entlang des Gehäuseabschnitts verlaufenden Verstärkungselement derart, dass eine aus der Verbindung zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem entlang des Gehäuseabschnitts verlaufenden Verstärkungselement resultierende Steifigkeit größer als eine Steifigkeit des bloßen Gehäuseabschnitts ist.
Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit der
erfindungsgemäßen Vorrichtung erläuterten Vorteile und Eigenschaften auf gleiche oder ähnliche Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit der
erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen wird.
Gleiches gilt sinngemäß auch für folgende bevorzugte
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, weshalb auch diesbezüglich auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann so ausgeführt werden, dass das Gehäuse durch Urformen oder Umformen hergestellt wird und das Verstärkungselement anschließend mit dem hergestellten Gehäuse
kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden wird.
Alternativ kann das erfindungsgemäße Verfahren derart weitergebildet werden, dass das Gehäuse derart durch Urformen hergestellt wird, dass der Gehäuseabschnitt und das Verstärkungselement durch das Urformen kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind und/oder unlösbar miteinander verbunden sind. Neben der Möglichkeit der
nachträglichen Anbringung des Verstärkungselements an das bereits hergestellte Gehäuse kann das Verstärkungselement somit auch während des Herstellungsprozesses des Gehäuses in das Gehäuse integriert werden.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung, vorzugsweise eine gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte erfindungsgemäße Vorrichtung.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Explosionsdarstellung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung von Fig. 1 in einer Schnittdarstellung;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung gemäß einer Modifikation des ersten
Ausführungsbeispiels;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Explosionsdarstellung; und
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung gemäß einer Modifikation des zweiten
Ausführungsbeispiels.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Explosionsdarstellung und Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 von Fig. 1 in einer Schnittdarstellung.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst die Vorrichtung 10 zur Aufnahme zumindest eines Energiemoduls für ein Kraftfahrzeug, im
dargestellten Fall zur Aufnahme zumindest eines Hochvoltenergiemoduls für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, ein Gehäuse 12, 14 zur Aufnahme des
mindestens einen nicht in den Figuren dargestellten Energiemoduls.
Das Gehäuse 12, 14 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch ein Kunststoffgehäuse ausgebildet und umfasst ein Gehäuseoberteil 12 in Form eines Gehäusedeckels und ein Gehäuseunterteil 14.
Weiterhin weist die Vorrichtung 10 ein separat hergestelltes
Verstärkungselement 16 in Form eines geschlossenen rechteckförmigen Verstärkungsrahmens auf, wie insbesondere in Fig. 1 ersichtlich ist. Dabei ist das Verstärkungselement 16 aus einem Metall oder einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet.
Wie insbesondere in Fig. 2 erkennbar ist, ist das Gehäuse 12, 14 bzw. ein Gehäuseabschnitt mit dem von dem Gehäuseabschnitt separat
hergestellten und entlang des Gehäuseabschnitts verlaufenden
Verstärkungselement 16 derart verbunden, dass eine aus der Verbindung zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem entlang des Gehäuseabschnitts verlaufenden Verstärkungselement 16 resultierende Steifigkeit größer als eine Steifigkeit des bloßen Gehäuseabschnitts ist. Dabei wird die Verbindung zwischen dem Gehäuse 12, 14 bzw. Gehäuseabschnitt und dem
Verstärkungselement 16 dadurch bewerkstelligt, dass das Gehäuse 12, 14 durch Urformen hergestellt wird und der daraus resultierende Gehäuseabschnitt das Verstärkungselement 16 dabei umschließt bzw. durch das Urformen eine kraftschlüssige und formschlüssige unlösbare Verbindung mit dem
Verstärkungselement 16 eingeht. Dadurch ergibt sich eine einstückige bzw. integrale Ausbildung von Gehäuse 12, 14 und Verstärkungselement 16.
In dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Fall verläuft das als Rahmen ausgebildete Verstärkungselement 16 um den Gehäuseabschnitt herum bzw. umgibt diesen über den gesamten Umfang des Gehäuses 12, 14. Dadurch kann bei entsprechender bestimmungsgemäßer Belastung des Gehäuses 12, 14, beispielsweise bei Fahrbetrieb des Fahrzeugs oder bei einem Unfall, ein durch das Verstärkungselement 16 geleiteter Anteil eines von der
bestimmungsgemäßen Belastung des Gehäuses 12, 14 herrührenden und um den Umfang des Gehäuses 12, 14 verlaufenden Kraftflusses größer als ein durch den Gehäuseabschnitt geleiteter Anteil des Kraftflusses sein. Mit anderen Worten nimmt das Verstärkungselement 16 höhere Kräfte als der mit diesem verbundene Gehäuseabschnitt bei der entsprechenden bestimmungsgemäßen Belastung des Gehäuses 12, 14 auf.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 gestaltet sich wie folgt:
Der Gehäuseabschnitt des Gehäuses 12, 14 wird mit dem von dem Gehäuseabschnitt separat hergestellten und entlang des Gehäuseabschnitts verlaufenden Verstärkungselement 16 derart verbunden, dass die aus der Verbindung zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem entlang des
Gehäuseabschnitts verlaufenden Verstärkungselement 16 resultierende Steifigkeit größer als die Steifigkeit des bloßen Gehäuseabschnitts ist. Dies wird insbesondere dadurch bewerkstelligt, dass das Gehäuse 12, 14 derart durch Urformen hergestellt wird, dass der Gehäuseabschnitt und das
Verstärkungselement 16 durch das Urformen kraftschlüssig und formschlüssig unlösbar miteinander verbunden werden, beispielsweise in dem der
Gehäuseabschnitt das Verstärkungselement 16 zumindest abschnittsweise umschließt bzw. hintergreift.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 gemäß einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist das Gehäuse 12, 14 bzw. Gehäuseunterteil 14 einen Anbringungsabschnitt 18 auf, der eingerichtet ist, das Gehäuseunterteil 14 fahrzeugaufbauseitig zur Halterung des Gehäuses 12, 14 zu befestigen, wobei das Verstärkungselement 16 mit dem einen Anbringungsabschnitt 18 verbunden ist.
Alternativ kann das Gehäuse 12, 14 bzw. das Gehäuseunterteil 14 einen Befestigungsabschnitt 18 aufweisen, der eingerichtet ist, innerhalb und außerhalb des Gehäuses 12, 14 eine kraftleitende Anbindungsstelle zur Verfügung zu stellen, wobei das Verstärkungselement 16 mit dem
Befestigungsabschnitt 18 derart verbunden ist, dass außerhalb und innerhalb des Gehäuses 12, 14 angeordnete Komponenten mit dem
Verstärkungselement 16 verbunden sind. Beispielsweise können außerhalb des Gehäuses 12, 14 liegende Fahrzeugaufbaukomponenten mit dem
Verstärkungselement 16 und innerhalb des Gehäuses 12, 14 liegende
Energiemodule mit dem Verstärkungselement 16 verbunden sein, so dass eine von der Halterung der Energiemodule herrührende Belastung des
Verstärkungselements 16 in den Fahrzeugaufbau bzw. in die
Fahrzeugkarosserie geleitet wird.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer
Explosionsdarstellung. Bei der Beschreibung dieses zweiten
Ausführungsbeispiels wird lediglich auf die Unterschiede zu dem ersten
Ausführungsbeispiel eingegangen, wobei gleiche oder ähnliche Komponenten mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ist das Verstärkungselement 16 als ein Rahmen ausgebildet, welcher nachträglich an das bereits hergestellte, beispielsweise durch Umformen oder Urformen hergestellte, Gehäuse 12, 14 montiert bzw. angebracht wird, um den entsprechenden Gehäuseabschnitt zu verstärken bzw. dessen Steifigkeit zu erhöhen. Dabei sind auch in diesem Fall Befestigungsabschnitte 18 an dem Gehäuse 12, 14 vorgesehen, in welche das als Rahmen ausgeführte Befestigungselement 16 zur lokalen Verstärkung des Gehäuses eingreifen kann und/oder zumindest abschnittsweise hindurchgeführt werden kann, um innerhalb des Gehäuses 12, 14 angeordnete Komponenten mit dem hindurchgeführten Teil des Verstärkungselements 16 zu verbinden. Insbesondere sind die Befestigungsabschnitte 18 als Buchsen ausgeführt, in welche Teile des Verstärkungselements 16 entweder lediglich eingeführt werden oder zur weiteren Anbindung mit innerhalb des Gehäuses 12, 14 vorliegendem Komponenten wie Energiemodule hindurchgeführt werden. Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 gemäß einer Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels, bei der ein Befestigungsabschnitt 18 als kraftleitende in das Gehäuseunterteil 14 integrierte Buchse ausgeführt ist, in welche ein Teil des
Verstärkungselements 16 zur weiteren Anbindung mit innerhalb des Gehäuses 12, 14 vorliegendem Komponenten wie Energiemodule hindurchgeführt wird, so dass vorwiegend eine Kraftleitung aufgrund der Halterung von innerhalb des Gehäuses 12, 14 vorliegendem Komponenten wie Energiemodulen durch das Verstärkungselement 16 auf das Verstärkungselement 16 stattfindet.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (10; 100) zur Aufnahme zumindest eines
Energiemoduls für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Aufnahme zumindest eines Hochvoltenergiemoduls für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, wobei die Vorrichtung (10; 100) ein Gehäuse (12, 14) zur Aufnahme des zumindest einen Energiemoduls aufweist, wobei das Gehäuse (12, 14) einen Gehäuseabschnitt aufweist, der mit einem von dem Gehäuseabschnitt separat hergestellten und entlang des Gehäuseabschnitts verlaufenden Verstärkungselement (16) derart verbunden ist, dass eine aus der Verbindung zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem entlang des Gehäuseabschnitts verlaufenden Verstärkungselement (16) resultierende Steifigkeit größer als eine Steifigkeit des bloßen
Gehäuseabschnitts ist.
2. Vorrichtung (10; 00) gemäß Anspruch 1 , wobei das
Verstärkungselement (16) mit mindestens zwei Stellen des Gehäuseabschnitts verbunden ist.
3. Vorrichtung (10; 100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Verstärkungselement (16) mit mindestens zwei voneinander beabstandeten Stellen des Gehäuseabschnitts derart verbunden ist, dass ein durch das
Verstärkungselement (16) geleiteter Anteil eines von einer
bestimmungsgemäßen Belastung des Gehäuses (12, 14) herrührenden, zwischen den Stellen geleiteten Kraftflusses größer als ein durch den
Gehäuseabschnitt geleiteter Anteil des Kraftflusses ist.
4. Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der vorangehenden
Ansprüche, wobei das Gehäuse (12, 14) mindestens einen
Anbringungsabschnitt aufweist, der eingerichtet ist, das Gehäuse (12, 14) fahrzeugaufbauseitig zur Halterung des Gehäuses (12, 14) zu befestigen, wobei das Verstärkungselement (16) mit dem mindestens einen Anbringungsabschnitt verbunden ist.
5. Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der vorangehenden
Ansprüche, wobei das Gehäuse (12, 14) mindestens einen
Befestigungsabschnitt aufweist, der eingerichtet ist, innerhalb und/oder außerhalb des Gehäuses (12, 14) eine Anbindungsstelle zur Verfügung zu stellen, wobei das Verstärkungselement (16) mit dem mindestens einen
Befestigungsabschnitt verbunden ist.
6. Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der vorangehenden
Ansprüche, wobei der Gehäuseabschnitt mit mehreren miteinander
verbundenen Verstärkungselementen (16) verbunden ist.
7. Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Gehäuse (12, 14) derart durch Urformen hergestellt ist, dass der
Gehäuseabschnitt und das Verstärkungselement (16) durch das Urformen kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind und/oder unlösbar miteinander verbunden sind.
8. Vorrichtung (10; 100) gemäß Anspruch 7, wobei das Gehäuse (12, 14) ein mittels Urformen hergestelltes Kunststoffgehäuse ist und/oder das Verstärkungselement (16) durch das Urformen des Gehäuses (12, 14) einstückig mit dem Gehäuseabschnitt ausgebildet ist.
9. Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der vorangehenden
Ansprüche, wobei das Verstärkungselement (16) aus einem Metall oder einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist.
10. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung (10; 100) zur
Aufnahme zumindest eines Energiemoduls für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise einer Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Vorrichtung (10; 100) ein Gehäuse (12, 14) zur Aufnahme des zumindest einen Energiemoduls aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Verbinden eines Gehäuseabschnitts des Gehäuses (12, 14) mit einem von dem Gehäuseabschnitt separat hergestellten und entlang des
Gehäuseabschnitts verlaufenden Verstärkungselement (16) derart, dass eine aus der Verbindung zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem entlang des Gehäuseabschnitts verlaufenden Verstärkungselement (16) resultierende Steifigkeit größer als eine Steifigkeit des bloßen Gehäuseabschnitts ist.
1 1 . Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Gehäuse (12, 14) derart durch Urformen hergestellt wird, dass der Gehäuseabschnitt und das Verstärkungselement (16) durch das Urformen kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind und/oder unlösbar miteinander verbunden sind.
12. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Gehäuse (12, 14) durch Urformen oder Umformen hergestellt wird und das Verstärkungselement (16) anschließend mit dem hergestellten Gehäuse (12, 14) kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden wird.
13. Fahrzeug mit einer Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, vorzugsweise einer mit dem Verfahren gemäß Anspruch 10, 1 1 oder 12 hergestellten Vorrichtung (10; 100).
PCT/EP2015/065459 2014-08-01 2015-07-07 Hochvoltenergiespeicher mit lokal verstärktem gehäuse sowie entsprechendes herstellungsverfahren WO2016015960A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014215161.9 2014-08-01
DE102014215161.9A DE102014215161A1 (de) 2014-08-01 2014-08-01 Hochvoltenergiespeicher mit lokal verstärktem Gehäuse sowie entsprechendes Herstellungsverfahren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016015960A1 true WO2016015960A1 (de) 2016-02-04

Family

ID=53510899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/065459 WO2016015960A1 (de) 2014-08-01 2015-07-07 Hochvoltenergiespeicher mit lokal verstärktem gehäuse sowie entsprechendes herstellungsverfahren

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102014215161A1 (de)
WO (1) WO2016015960A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115312943A (zh) * 2017-02-17 2022-11-08 慕贝尔碳纤维技术有限公司 电池结构和保护器

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017106648A1 (de) * 2017-03-28 2018-10-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Sicherungsrahmen für ein Batterieaufnahmesystem
DE102021106471A1 (de) 2021-03-17 2022-09-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines Verbundbauteils sowie Verbundbauteil
DE102022106538A1 (de) 2022-03-21 2023-09-21 Audi Aktiengesellschaft Leichtbau Batteriegehäuse

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006048291A1 (de) * 2006-08-22 2008-02-28 Daimler Ag Tragwanne für einen Lastkraftwagen
EP2033849A1 (de) * 2007-08-30 2009-03-11 Peguform Gmbh Kunststoffformteil zur Aufnahme einer Fahrzeugbatterie
DE112010002785T5 (de) * 2009-06-29 2012-08-16 Aisin Keikinzoku Co., Ltd. Rahmenstruktur zum Montieren eines Batteriemoduls in einem Fahrzeug

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5390754A (en) * 1992-01-16 1995-02-21 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Battery box for an electric vehicle
JP6056499B2 (ja) * 2013-01-21 2017-01-11 株式会社豊田自動織機 バッテリケース

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006048291A1 (de) * 2006-08-22 2008-02-28 Daimler Ag Tragwanne für einen Lastkraftwagen
EP2033849A1 (de) * 2007-08-30 2009-03-11 Peguform Gmbh Kunststoffformteil zur Aufnahme einer Fahrzeugbatterie
DE112010002785T5 (de) * 2009-06-29 2012-08-16 Aisin Keikinzoku Co., Ltd. Rahmenstruktur zum Montieren eines Batteriemoduls in einem Fahrzeug

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115312943A (zh) * 2017-02-17 2022-11-08 慕贝尔碳纤维技术有限公司 电池结构和保护器

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014215161A1 (de) 2016-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3710342B1 (de) Seitenschwelleranordnung einer karosserie eines elektrisch betreibbaren kraftwagens
DE102009007122A1 (de) Fahrzeugkarosserie
DE102018113812A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs
EP2688789B1 (de) Kunststoffbauelement eines dachöffnungssystems
DE102015224777A1 (de) Batteriegehäuse für eine Fahrzeug-Traktionsbatterie
WO2016015960A1 (de) Hochvoltenergiespeicher mit lokal verstärktem gehäuse sowie entsprechendes herstellungsverfahren
WO2014180532A1 (de) Säule für eine kraftfahrzeug-rohbaustruktur, verfahren zur herstellung einer säule und kraftfahrzeug-rohbaustruktur
DE102020129703A1 (de) Wartungsfähige batteriepackungsbaugruppe
WO2014195262A1 (de) Muldenelement für einen kraftwagen sowie anordnung einer batterie an einem solchen muldenelement
DE102013015531A1 (de) Kraftfahrzeugkarosserie-Rohbau und Herstellverfahren, Kraftfahrzeug und Herstellverfahren
WO2017137121A1 (de) Batteriebaugruppe sowie verfahren zur herstellung derselben
DE102020133960A1 (de) Energiespeicher-Bodengruppe für einen elektrisch antreibbaren Kraftwagen
DE102017130884A1 (de) Luftfahrzeug und Verfahren zum Herstellen eines Luftfahrzeugs
WO2016120200A1 (de) Verfahren und system zum bestücken von kraftfahrzeugen mit energiespeichern, energiespeicher und verfahren zur herstellung eines energiespeichers
WO2022129147A1 (de) Energiespeicher-bodengruppe für einen elektrisch antreibbaren kraftwagen
EP2374666A2 (de) Verbindungsanordnung von wenigstens zwei Strukturbauteilen für einen Kraftwagen sowie Verfahren zu deren Herstellung
WO2014044470A1 (de) Tragelement für ein gehäuse für eine fahrzeugtraktionsbatterie
DE102017110978A1 (de) Rahmenstruktur für die Aufnahme einer Batterievorrichtung
WO2020114697A1 (de) Hochvoltspeichergehäuse für einen kraftwagen
DE102018200454A1 (de) Kraftfahrzeug mit einer Karosserie und einem Anbauteil
EP2945835A1 (de) Dachrahmen und verfahren zur herstellung eines dachrahmens
DE102011112977A1 (de) Fahrzeug mit einer elektrochemischen Energiespeichereinheit
DE102020107718A1 (de) Speichergehäuse für ein Fahrzeug II
DE102009050971A1 (de) Trennwandstruktur für eine Karosserie eines Personenkraftwagens
DE102018209693A1 (de) Verfahren zum Bestücken eines Batteriegehäuses für ein Kraftfahrzeug, Batteriegehäuse und Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15734199

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15734199

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1