WO2019214881A1 - Batteriegehäuse für eine hochvoltbatterie eines kraftfahrzeugs, hochvoltbatterie sowie kraftfahrzeug - Google Patents

Batteriegehäuse für eine hochvoltbatterie eines kraftfahrzeugs, hochvoltbatterie sowie kraftfahrzeug Download PDF

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housing bottom
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Julian PATSCHEIDER
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the invention relates to a battery housing for a high-voltage battery of a motor vehicle having a housing interior for receiving a plurality of battery modules, wherein the housing interior is formed by an upper housing part and a housing upper part covering the housing lower part.
  • the invention also relates to a
  • high-voltage batteries or high-voltage accumulators which are designed in particular as traction batteries for supplying energy to an electric drive machine of an electric vehicle or hybrid vehicle
  • Such high-voltage batteries usually include a plurality of interconnected battery modules, which in one
  • Housing interior of a battery case are arranged.
  • the battery case Housing interior of a battery case.
  • Battery housing usually an upper housing part and a lower housing part.
  • the lower housing part is generally formed as a plate-shaped housing bottom or bottom, the dimensions of an entire surface of the battery case
  • This housing bottom is usually welded to the upper housing part, wherein the welded battery housing to the body of the
  • the battery case and the battery modules are damaged.
  • the high-voltage battery is usually completely removed in a workshop and opened the battery case, since the housing interior of the high-voltage battery from the outside is not accessible.
  • an exchange of the housing bottom even if it is only partially damaged, high material costs. It is an object of the present invention to provide a high-voltage battery in which all components are quick and easily accessible.
  • An inventive battery housing for a high-voltage battery of a motor vehicle has a housing interior for receiving a plurality of battery modules, wherein the housing interior through an upper housing part and a
  • the lower housing part covering the lower housing part is formed.
  • the lower housing part is designed as a segmented housing bottom with at least two separate housing bottom segments. Of the at least two
  • Housing bottom segments is at least one housing bottom segment for opening the battery case and for making available a part of this housing bottom segment covered portion of the housing interior removably formed and attached non-destructively releasably attached to the upper housing part.
  • the battery housing of the high-voltage battery is used to accommodate the interconnected battery modules, which in turn may have a plurality of interconnected, in particular prismatic, battery cells.
  • Battery modules can be arranged side by side and / or stacked inside the housing interior.
  • the battery case can be attached to a body of the motor vehicle, wherein the housing bottom or underbody in the installed state of the high-voltage battery facing a road surface of the motor vehicle.
  • Upper housing part of the battery case for example, have side walls which extend in a longitudinal direction of the battery housing corresponding to a vehicle longitudinal direction. These side walls can be used for example for
  • the battery housing also has the segmented housing bottom, which has the mutually separate housing bottom segments or housing bottom parts.
  • the housing bottom segments are each plate-shaped sections, which are formed separately from each other and are arranged on the upper housing part. Of the Caseback is thus formed in several parts. In particular, the
  • Housing bottom segments as formed over a width of the battery case extending plate-shaped, rectangular sections, which are arranged side by side in a longitudinal direction of the battery housing corresponding to a vehicle longitudinal direction.
  • Housing bottom segment covers an associated portion of the
  • each subregion is limited by an area of the housing upper part and by the associated housing bottom segment.
  • each subregion of the housing interior for example, at least one
  • At least one of the housing bottom segments is non-destructively or reversibly detachable from the housing upper part. This means that the housing segment, even several times, can be detached and removed or removed without destruction from the upper housing part and can also be placed on the upper housing part again and fixed or fastened there. It can be provided that all housing bottom segments are removable and non-destructively releasably attached to the housing upper part.
  • the partial area of the housing interior covered by this housing floor segment can be exposed or covered.
  • High-voltage battery for example, be placed on a lift and the removable housing bottom segment are removed.
  • the battery case can therefore be opened from below.
  • Geffeuse attitudesegmentes may additionally also the associated portion of the
  • Housing interior to be controlled. For example, it can be checked whether the battery modules arranged in this subarea were also damaged by the obstacle crossing. If yes, these can be done in a simple way, without
  • Components in the interior of the housing are specifically checked for damage. Due to the modular design of the battery case then only the damaged parts can be replaced in an advantageous manner.
  • At least one of the housing base segments is non-destructively non-detachable, in particular materially bonded, attached to the housing upper part.
  • the at least one removable housing bottom segment is in one of a
  • this non-detachable housing segment can be welded to the upper part of the housing for integral connection.
  • only those housing bottom segments are designed to be removable, which are arranged in the impact-related application of force exposed portions and thus damage to vulnerable locations of the battery case.
  • Such partial areas may be, for example, a front area facing a vehicle front and / or a rear area of the battery housing facing a vehicle rear.
  • only those housing bottom segments are designed to be removable, which are arranged adjacent to a front wall and / or a rear wall of the battery case.
  • the battery housing is formed by the cohesively connected housing bottom segments particularly low maintenance.
  • a first housing bottom segment is formed with a first thickness and thereby has a first stiffness
  • a second housing bottom segment is formed with a second thickness greater than the first thickness and has a greater second stiffness than the first stiffness. Due to the different stiffnesses of the housing bottom segments of the housing bottom is specifically reinforced at specific locations. Such specific locations may be the areas exposed to impact loading which are particularly at risk in the event of a crash or accident of the motor vehicle or crossing an obstacle to damage. Housing bottom segments located at these locations can thus be formed with a higher rigidity than housing bottom segments where impact damage is unlikely. For example, the
  • Housing bottom segments to form the higher stiffness a greater thickness and / or have a more stable material than the other housing bottom segments having the lower rigidity.
  • housing bottom segments are removed later housing bottom segments and replaced for targeted reinforcement of the housing bottom by housing bottom segments with higher rigidity.
  • the upper housing part by a
  • Casing shell and the cross braces are attached.
  • the portions of the housing interior in a length direction of the battery case by two transverse struts and / or by a cross member and the front wall and / or by a transverse strut and the rear wall are limited and each sub-area is by a
  • Housing bottom segment covered, which is attached to the housing shell and the at least one associated cross member.
  • the housing jacket has the front wall facing the vehicle front and the rear wall facing the rear of the vehicle.
  • the front wall and the rear wall are spaced from one another in the longitudinal direction of the battery housing corresponding to the vehicle longitudinal direction.
  • the side walls extend along the length direction and can be mechanically connected, for example, for fastening the high-voltage battery to the motor vehicle with side skirts or vehicle longitudinal members.
  • a wall thickness or thickness of the side walls can be adapted to the battery modules of the high-voltage battery used. For example, the
  • the housing shell has a downward along a high direction of the battery case and one after directed upward end face. At the upward end face is the
  • a height profile of the housing cover can be specified by a height profile of a floor space of a passenger compartment, under which the high-voltage battery is arranged.
  • the cross struts In the width direction corresponding to the vehicle transverse direction, the cross struts extend in the housing interior, the cross struts being secured at their ends to the inner sides of the side walls.
  • the transverse struts can be welded to the insides of the side walls, for example.
  • the cross struts are spaced along the length direction of the battery case to each other.
  • the cross braces are strip-shaped holding elements to which the battery modules can be attached and held.
  • Housing bottom segment, the exposed, accessible battery modules are attached to the crossbar and held there securely.
  • a first portion of the housing interior is limited by the front wall, portions of the side walls and a transverse strut. Looking downwards end faces of the front wall, the sections of the
  • Housing bottom segment can be attached. In a back area of the
  • Battery housing is formed by the rear wall, portions of the side walls and a cross member, a second portion of the housing interior. Downwardly facing end faces of the rear wall, the sections of the side walls and the transverse strut also form frames to which a further housing bottom segment can be attached. In a central region of the battery case can each subsections of the.
  • the housing interior along the vehicle longitudinal direction is divided into the subregions, which can be sealed separately from each other with removable housing bottom segments.
  • Vehicle longitudinal direction corresponding length direction of the battery case have varying profile, through which side wall portions of the battery case have different stiffnesses.
  • the side walls can be formed for example by an extruded profile.
  • the side wall regions along the length direction may have different wall thicknesses.
  • those side wall areas for protecting the battery modules can be specifically strengthened, which are particularly at risk for side crashes of the motor vehicle.
  • the at least one removable housing bottom segment is fastened by means of a screw connection to the housing upper part.
  • a screw connection to the housing upper part.
  • Caseback segment at its edge circumferentially with screws attached to the downwardly facing end faces of the housing shell and the cross braces.
  • the at least one housing bottom segment can thus be mounted from below to the upper housing part by means of screws and be removed by loosening the screws again.
  • a sealing element for example a sealing ring or a sealing foam, can be arranged between the edge and the end faces in order to seal the battery housing in the closed state.
  • the battery housing has a protective shield for protecting the high-voltage accumulator against a collision with an obstacle during a passage of the motor vehicle over the obstacle.
  • a protective shield is in particular a slip-on protection which is fastened to the front region and / or to the rear region of the battery housing.
  • the slip protection serves to ensure that in the case of a ground-level obstacle
  • the slip-on protection can also fulfill functions for a frontal impact and / or a rear impact of the motor vehicle and contribute to vehicle rigidity.
  • the shield can be made for example on aluminum or steel.
  • the invention also relates to a high-voltage battery for a motor vehicle with a plurality of battery modules and a battery housing according to the invention or an embodiment thereof.
  • the high-voltage battery can serve as a traction battery for an electrically driven motor vehicle.
  • the battery modules can be block-shaped be formed and have an interconnection of stacked, prismatic battery cells.
  • a motor vehicle according to the invention comprises a high-voltage battery according to the invention.
  • the motor vehicle is designed in particular as a passenger car in the form of an electric or hybrid vehicle.
  • Embodiments and their advantages apply correspondingly to the high-voltage battery according to the invention and to the motor vehicle according to the invention.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a motor vehicle with a first
  • Fig. 2 is a schematic representation of a motor vehicle with a second
  • Fig. 3 is a perspective view of an embodiment of a
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a motor vehicle with a third embodiment of a high-voltage battery according to the invention
  • Fig. 1 and Fig. 2 show a motor vehicle 1 according to an embodiment of the present invention from below.
  • the motor vehicle 1 has a high-voltage battery 2, which is designed here as a traction battery for providing electrical energy for a drive motor, not shown here, of the electrically driven motor vehicle 1.
  • the high-voltage battery 2 is here in an underbody area 3 of the
  • Motor vehicle 1 attached to side sills 4 of the motor vehicle 1.
  • High-voltage battery 2 has a battery housing 5, of which only a lower housing part 6 and side walls 7 of a housing upper part 8 are shown here.
  • the side walls 7 are fastened here via a screw 14 to the side sills 4.
  • the lower housing part 6 covers battery modules 9 of the high-voltage battery 2, which are arranged in a housing interior 10 of the battery housing 5 and are shown in the schematic diagrams of FIG. 1 and FIG. 2 visible.
  • two battery modules 9 are each arranged in a vehicle transverse direction y next to each other and five pairs of battery modules 9 in the vehicle longitudinal direction x
  • the housing interior 10 is completely limited by the upper housing part u and the lower housing part 6.
  • the lower housing part 6 is formed as a segmented housing bottom 11. According to FIG. 1, the housing bottom 11 has two separate housing bottom segments 12a, 12b. According to FIG. 2, the housing bottom 11 has five separate housing bottom segments 12c, 12d, 12e, 12f, 12g. The housing bottom segments 12a to 12g are each in
  • Vehicle longitudinal direction x which corresponds to a length direction of the battery case 5, arranged one behind the other.
  • the housing bottom segments 12a to 12g are formed as plate-shaped, rectangular sections, so that a total surface of the housing bottom 1 1 is rectangular.
  • At least one of the housing bottom segments 12a, 12b and 12c to 12g is detachable and non-destructively releasably secured to the housing upper part 8.
  • the housing bottom segment 12b is removable, while on the other hand, the housing bottom segment 12a is non-detachably attached to the housing upper part 8 in a non-destructive manner.
  • the housing bottom segment 12a may, for example, be welded to the housing upper part 8.
  • the housing bottom segment 12b may be fastened to the housing upper part 8, for example, by means of a non-destructively detachable screw connection 15.
  • all housing bottom segments 12c, 12d, 12e, 12f, 12g are formed separately from each other and by means of
  • Screwed 15 reversibly releasably attached to the upper housing part 8.
  • Part area 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g of the housing interior 10 is covered.
  • four pairs of battery modules 9 are arranged in the subregion 13a.
  • a pair of battery modules 9 is arranged in the partial area 13b.
  • a pair of battery modules 9 are arranged in each partial region 13c, 13d, 13e, 13f, 13g.
  • Housing interior 10 are opened separately, so that arranged in these sub-areas 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g battery modules 9 are accessible from the outside. If, for example, in the event of an accident or crossing over a ground-level obstacle, one of the housing bottom segments, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g,
  • the housing bottom segment 12e is damaged, so only this housing bottom segment 12e can be replaced.
  • the battery modules 9, which are arranged in the housing bottom segment 12e associated portion 13e be checked for damage and replaced if necessary.
  • a height profile of the housing cover 16 may be defined, for example, by a bottom shape of a passenger compartment of the motor vehicle 1. The one with the
  • Subarea 13g corresponding region of the battery case 5 may be arranged, for example, under a rear seat of the motor vehicle 1, so that in this
  • Subarea 13g several layers with battery modules 9 in the vehicle vertical direction z can be arranged one above the other. Therefore, this portion 13g is formed higher than the remaining portions 13c to 13f.
  • the battery housing 5 has the lower housing part 6 in the form of the segmented housing bottom 1 1 and the upper housing part 8, of which only the Side walls 7 and a front wall 17 and a rear wall 18 are shown.
  • the side walls 7, the front wall 17 and the rear wall 18 form a housing shell 19 of the upper housing part 8.
  • housing interior 10 are facing, transverse struts 21 are attached, which serve to hold the battery modules 9.
  • transverse struts 21 are attached, which serve to hold the battery modules 9.
  • the battery modules for example, by screwing, be attached and held.
  • Housing bottom segments 12c, 12d, 12e, 12f, 12g are fastened here to the transverse struts 21 and to the housing jacket 19.
  • a wall thickness 22 of the side walls 7 can be adapted to a type of the battery modules 9 used.
  • FIG. 5 shows a motor vehicle 1 with a further embodiment of the battery housing 5 of the high-voltage battery 2.
  • the wall thickness 22 of the side walls 7 has different values d1, d2 along the vehicle longitudinal direction x.
  • the side walls 7 of the subregions 13c and 13e are purposefully reinforced, wherein the wall thickness 22 has a first value d1.
  • the wall thickness 22 has a smaller second value d2 than the first value d1.
  • the areas of the side wall 7 corresponding to the subareas 13c, 13e are, for example, areas which are particularly exposed to a force application in the event of a side impact on the motor vehicle 1. Due to the larger wall thickness 22, these areas of the side walls 7 have a higher rigidity.
  • the battery case 5 according to FIG. 5, a protective shield 23, which is designed as a sliding protection.
  • the slip-on protection can prevent a ground-level obstacle, for example a bollard, from colliding with the battery housing 5 during a passage of the motor vehicle 1, thereby damaging the high-voltage battery 2.
  • the motor vehicle 1 can slide over the protective guilt 23 on the obstacle, so that the battery case 5 is moved past the obstacle.
  • the housing bottom segments 12c to 12g may be formed with different thicknesses. For example, this can be one
  • Front region of the motor vehicle 1 facing housing bottom segment 12c and the rear of the motor vehicle facing housing bottom segment 12g with be formed of a greater thickness than the housing bottom segments 12d, 12e, 12f.
  • the front and rear housing bottom segments 12c and 12g are particularly strong in the event of a frontal crash or impact on a rear of the motor vehicle 1 or when crossing an obstacle
  • housing bottom segments 12c and 12g are purposefully reinforced to protect the battery modules 9 located in the subregions 13c and 13g and therefore have a higher rigidity. To a weight of
  • Battery housing 5 is not unnecessarily increase, the housing bottom segments 12 d,

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse (5) für eine Hochvoltbatterie (2) eines Kraftfahrzeugs (1) mit einem Gehäuseinnenraum (10) zum Aufnehmen von einer Vielzahl von Batteriemodulen (9), wobei der Gehäuseinnenraum (10) durch ein Gehäuseoberteil (8) und ein das Gehäuseoberteil (8) abdeckendes Gehäuseunterteil (6) gebildet ist, wobei das Gehäuseunterteil (6) als ein segmentierter Gehäuseboden (11) mit zumindest zwei separaten Gehäusebodensegmenten (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) ausgebildet ist, von welchen zumindest ein Gehäusebodensegment (12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) zum Öffnen des Batteriegehäuses (5) und zum Zugänglichmachen eines von diesem Gehäusebodensegment (12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) bedeckten Teilbereiches (12b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g) des Gehäuseinnenraums (10) abnehmbar ausgebildet ist und dafür zerstörungsfrei lösbar an dem Gehäuseoberteil (8) befestigt ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine Hochvoltbatterie (2) und ein Kraftfahrzeug (1).

Description

Batteriegehäuse für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs, Hochvoltbatterie sowie
Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs mit einem Gehäuseinnenraum zum Aufnehmen von einer Vielzahl von Batteriemodulen, wobei der Gehäuseinnenraum durch ein Gehäuseoberteil und ein das Gehäuseoberteil abdeckendes Gehäuseunterteil gebildet ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine
Hochvoltbatterie sowie ein Kraftfahrzeug.
Vorliegend richtet sich das Interesse auf Hochvoltbatterien bzw. Hochvoltakkumulatoren, welche insbesondere als Traktionsbatterien zur Energieversorgung einer elektrischen Antriebmaschine eines als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildeten
Kraftfahrzeugs dienen können. Solche Hochvoltbatterien umfassen üblicherweise eine Vielzahl von miteinander verschalteten Batteriemodulen, welche in einem
Gehäuseinnenraum eines Batteriegehäuses angeordnet sind. Dabei weisen die
Batteriegehäuse üblicherweise ein Gehäuseoberteil und ein Gehäuseunterteil auf. Das Gehäuseunterteil ist in der Regel als ein plattenförmiger Gehäuseboden bzw. Unterboden ausgebildet, dessen Abmessungen einer Gesamtfläche des Batteriegehäuses
entsprechen. Dieser Gehäuseboden ist üblicherweise mit dem Gehäuseoberteil verschweißt, wobei das verschweißte Batteriegehäuse an die Karosserie des
Kraftfahrzeugs angebunden wird.
Bei einem für die Hochvoltbatterie kritischen Ereignis, beispielsweise bei einem Unfall des Kraftfahrzeugs oder bei einer Überfahrt über ein bodennahes Hindernis, kann es
Vorkommen, dass das Batteriegehäuse und die Batteriemodule beschädigt werden. Um Beschädigungen der Batteriemodule in dem Gehäuseinnenraum erkennen zu können, wird die Hochvoltbatterie üblicherweise in einer Werkstatt komplett ausgebaut und das Batteriegehäuse geöffnet, da der Gehäuseinnenraum der Hochvoltbatterie von außen nicht zugänglich ist. Darüber hinaus hat ein Austausch des Gehäusebodens, selbst wenn dieser nur bereichsweise beschädigt ist, hohe Materialkosten zur Folge. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochvoltbatterie bereitzustellen, bei welcher sämtliche Komponenten schnell und leicht zugänglich sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Batteriegehäuse, eine Hochvoltbatterie sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen
Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
Ein erfindungsgemäßes Batteriegehäuse für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs weist einen Gehäuseinnenraum zum Aufnehmen von einer Vielzahl von Batteriemodulen auf, wobei der Gehäuseinnenraum durch ein Gehäuseoberteil und ein das
Gehäuseoberteil abdeckendes Gehäuseunterteil gebildet ist. Darüber hinaus ist das Gehäuseunterteil als ein segmentierter Gehäuseboden mit zumindest zwei separaten Gehäusebodensegmenten ausgebildet. Von den zumindest zwei
Gehäusebodensegmenten ist zumindest ein Gehäusebodensegment zum Öffnen des Batteriegehäuses und zum Zugänglichmachen eines von diesem Gehäusebodensegment bedeckten Teilbereiches des Gehäuseinnenraums abnehmbar ausgebildet und dafür zerstörungsfrei lösbar an dem Gehäuseoberteil befestigt.
Das Batteriegehäuse der Hochvoltbatterie dient zum Aufnehmen der miteinander verschalteten Batteriemodule, welche wiederum eine Vielzahl von miteinander verschalteten, insbesondere prismatischen, Batteriezellen aufweisen können. Die
Batteriemodule können dabei innerhalb des Gehäuseinnenraums nebeneinander und/oder übereinander gestapelt angeordnet werden. Zum Einbauen der Hochvoltbatterie ins Kraftfahrzeug kann das Batteriegehäuse an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigt werden, wobei der Gehäuseboden bzw. Unterboden im eingebauten Zustand der Hochvoltbatterie einer Fahrbahn des Kraftfahrzeugs zugewandt ist. Das
Gehäuseoberteil des Batteriegehäuses kann beispielsweise Seitenwände aufweisen, welche sich in einer mit einer Fahrzeuglängsrichtung korrespondierenden Längenrichtung des Batteriegehäuses erstrecken. Diese Seitenwände können beispielsweise zum
Anbinden des Batteriegehäuses an die Karosserie des Kraftfahrzeugs an
Seitenschwellern des Kraftfahrzeugs befestigt werden.
Das Batteriegehäuse weist außerdem den segmentierten Gehäuseboden auf, welcher die zueinander separaten Gehäusebodensegmente bzw. Gehäusebodenteile aufweist. Die Gehäusebodensegmente sind jeweils plattenförmige Abschnitte, welche separat zueinander ausgebildet sind und an dem Gehäuseoberteil angeordnet sind. Der Gehäuseboden ist also mehrteilig ausgebildet. Insbesondere sind die
Gehäusebodensegmente als sich über eine Breite des Batteriegehäuses erstreckende plattenförmige, rechteckförmige Abschnitte ausgebildet, welche in einer mit einer Fahrzeuglängsrichtung korrespondierenden Längenrichtung des Batteriegehäuses nebeneinander angeordnet sind. Durch die rechteckförmigen Gehäusebodensegmente, welche nebeneinander und angrenzend aneinander ausgebildet sind, ist eine
Gesamtfläche des Gehäusebodens rechteckförmig ausgebildet. Jedes
Gehäusebodensegment bedeckt einen zugeordneten Teilbereich des
Gehäuseinnenraums. Anders ausgedrückt ist jeder Teilbereich durch einen Bereich des Gehäuseoberteils sowie durch das zugeordnete Gehäusebodensegment begrenzt. In jedem Teilbereich des Gehäuseinnenraumes ist beispielsweise zumindest ein
Batteriemodul angeordnet. Zumindest eines der Gehäusebodensegmente ist dabei von dem Gehäuseoberteil zerstörungsfrei bzw. reversibel lösbar. Dies bedeutet, dass das Gehäusesegment, auch mehrmals, zerstörungsfrei von dem Gehäuseoberteil gelöst und abgenommen bzw. entfernt werden kann und auch wieder auf das Gehäuseoberteil aufgesetzt und dort fixiert bzw. befestigt werden kann. Es kann vorgesehen sein, dass alle Gehäusebodensegmente abnehmbar und dafür zerstörungsfrei lösbar an dem Gehäuseoberteil befestigt sind.
Durch das zumindest eine abnehmbare Gehäusebodensegment kann der von diesem Gehäusebodensegment überdeckte Teilbereich des Gehäuseinnenraumes freigelegt bzw. abgedeckt werden. Dazu kann das Kraftfahrzeug mit der eingebauten
Hochvoltbatterie beispielsweise auf einer Hebebühne angeordnet werden und das abnehmbare Gehäusebodensegment entfernt werden. Das Batteriegehäuse kann also von unten geöffnet werden. Dadurch ist der zugehörige Teilbereich des
Gehäuseinnenraums nun von außen zugänglich. Beispielsweise kann im Falle einer Überfahrt über ein Hindernis, beispielsweise einen Poller, bei welcher der Gehäuseboden bereichsweise beschädigt wurde, nur das beschädigte Gehäusebodensegment entfernt und ausgetauscht werden. Im entfernten Zustand des beschädigten
Gehäusebodensegmentes kann zusätzlich auch der zugehörige Teilbereich des
Gehäuseinnenraums kontrolliert werden. Es kann beispielsweise überprüft werden, ob die in diesem Teilbereich angeordneten Batteriemodule durch die Hindernisüberfahrt ebenfalls beschädigt wurden. Falls ja, können diese auf einfache Weise, ohne
Komplettausbau der Hochvoltbatterie, ausgetauscht werden.
Durch das zumindest eine abnehmbare Gehäusebodensegment ist der
Gehäuseinnenraum des Batteriegehäuses schnell und einfach zugänglich. So können nach einem Unfall des Kraftfahrzeugs sowohl das Batteriegehäuse als auch
Komponenten im Gehäuseinnenraum gezielt auf eine Beschädigung hin überprüft werden. Durch den modularen Aufbau des Batteriegehäuses können dann in vorteilhafter Weise nur die beschädigten Teile ausgetauscht werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist zumindest eines der Gehäusebodensegmente zerstörungsfrei unlösbar, insbesondere stoffschlüssig, an dem Gehäuseoberteil befestigt. Das zumindest eine abnehmbare Gehäusebodensegment ist in einem einer
aufprallbedingte Kraftbeaufschlagung ausgesetzten Teilbereich des Batteriegehäuses angeordnet. Beispielsweise kann dieses nicht abnehmbare Gehäusesegment zum stoffschlüssigen Verbinden mit dem Gehäuseoberteil verschweißt sein. Außerdem sind insbesondere nur diejenigen Gehäusebodensegmente abnehmbar ausgebildet, welche in den der aufprallbedingten Kraftbeaufschlagung ausgesetzten Teilbereichen und damit an beschädigungsgefährdeten Orten des Batteriegehäuses angeordnet sind. Solche Teilbereiche können beispielsweise ein einer Fahrzeugfront zugewandter Frontbereich und/oder ein einem Fahrzeugheck zugewandter Rückbereich des Batteriegehäuses sein. Es sind also nur diejenigen Gehäusebodensegmente abnehmbar ausgebildet, welche angrenzend an eine Frontwand und/oder eine Rückwand des Batteriegehäuses angeordnet sind. Somit sind einerseits gefährdete Batteriemodule im Frontbereich und/oder Rückbereich des Batteriegehäuses leicht zugänglich. Andererseits ist das Batteriegehäuse durch die stoffschlüssig verbundenen Gehäusebodensegmente besonders wartungsarm ausgebildet.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Gehäusebodensegmente unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen. Insbesondere ist ein erstes Gehäusebodensegment mit einer ersten Dicke ausgebildet und weist dadurch eine erste Steifigkeit auf, und ein zweites Gehäusebodensegment ist mit einer im Vergleich zur ersten Dicke größeren zweiten Dicke ausgebildet und weist eine im Vergleich zur ersten Steifigkeit größere zweite Steifigkeit auf. Durch die unterschiedlichen Steifigkeiten der Gehäusebodensegmente ist der Gehäuseboden gezielt an spezifischen Stellen verstärkt. Solche spezifischen Stellen können die der aufprallbedingten Kraftbeaufschlagung ausgesetzten Bereiche sein, welche bei einem Crash bzw. Unfall des Kraftfahrzeugs oder bei einer Überfahrt über ein Hindernis für eine Beschädigung besonders gefährdet sind. Gehäusebodensegmente, welche sich an diesen Stellen befinden, können somit mit einer höheren Steifigkeit ausgebildet werden, als Gehäusebodensegmente, bei welchen eine aufprallbedingte Beschädigung eher unwahrscheinlich ist. Beispielsweise können die
Gehäusebodensegmente zum Ausbilden der höheren Steifigkeit eine größere Dicke und/oder ein stabileres Material aufweisen als die anderen Gehäusebodensegmente mit der geringeren Steifigkeit.
Dadurch, dass nur bestimmte Gehäusebodensegmente des Gehäusebodens gezielt verstärkt sind und beispielsweise mit einer größeren Materialdickte ausgebildet sind, kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass das Batteriegehäuse ein unnötig hohes Gewicht aufweist. Außerdem kann aufgrund der Ausgestaltung des Batteriegehäuses als Baukastensystem eine gezielte Unterbodenverstärkung auch auf einfache und unaufwendige Weise nachgerüstet werden. Anders ausgedrückt können auch
nachträglich Gehäusebodensegmente entfernt und zur gezielten Verstärkung des Gehäusebodens durch Gehäusebodensegmente mit höherer Steifigkeit ersetzt werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuseoberteil einen durch eine
Frontwand, eine Rückwand und zwei in einer Breitenrichtung des Batteriegehäuses gegenüberliegende Seitenwände gebildeten Gehäusemantel, einen Gehäusedeckel und in Breitenrichtung orientierte und an Innenseiten der Seitenwände befestigte Querstreben zum Halten der Batteriemodule auf, wobei die Gehäusebodensegmente an dem
Gehäusemantel und den Querstreben befestigt sind. Insbesondere sind die Teilbereiche des Gehäuseinnenraumes in einer Längenrichtung des Batteriegehäuses durch zwei Querstreben und/oder durch eine Querstrebe und die Frontwand und/oder durch eine Querstrebe und die Rückwand begrenzt und jeder Teilbereich ist durch ein
Gehäusebodensegment abgedeckt, welches an dem Gehäusemantel und der zumindest einen zugehörigen Querstrebe befestigt ist.
Der Gehäusemantel weist die der Fahrzeugfront zugewandte Frontwand und die dem Fahrzeugheck zugewandte Rückwand auf. Die Frontwand und die Rückwand sind in der zur Fahrzeuglängsrichtung korrespondierenden Längenrichtung des Batteriegehäuses beabstandet zueinander angeordnet. Die Seitenwände erstrecken sich entlang der Längenrichtung und können beispielsweise zum Befestigen der Hochvoltbatterie am Kraftfahrzeug mit Seitenschwellern bzw. Fahrzeuglängsträgern mechanisch verbunden werden. Eine Wandstärke bzw. Dicke der Seitenwände kann dabei an die verwendeten Batteriemodule der Hochvoltbatterie angepasst werden. Beispielsweise kann die
Wandstärke bei einer Hochvoltbatterie aufweisend Batteriemodule mit hohem
Energieinhalt größer sein als bei einer Hochvoltbatterie aufweisend Batteriemodule mit geringerem Energieinhalt. So können die Batteriemodule bei einem Seitencrash bzw. bei einem seitlichen Aufprall entsprechend geschützt werden. Der Gehäusemantel weist eine entlang einer Hochrichtung des Batteriegehäuses nach unten gerichtete und eine nach oben gerichtete Stirnseite auf. An der nach oben gerichteten Stirnseite ist der
Gehäusedeckel befestigt, beispielsweise verschweißt oder verschraubt. Ein Höhenprofil des Gehäusedeckels kann dabei durch ein Höhen profil eines Fußbodenraumes einer Fahrgastzelle vorgegeben sein, unter welcher die Hochvoltbatterie angeordnet wird.
In der mit der Fahrzeugquerrichtung korrespondierenden Breitenrichtung erstrecken sich die Querstreben in dem Gehäuseinnenraum, wobei die Querstreben an ihren Enden an den Innenseiten der Seitenwände befestigt sind. Die Querstreben können beispielsweise mit den Innenseiten der Seitenwände verschweißt sein. Die Querstreben sind dabei entlang der Längenrichtung des Batteriegehäuses beabstandet zueinander angeordnet. Die Querstreben sind leistenförmige Halteelemente, an welchen die Batteriemodule befestigt und gehalten werden können. Im abgenommenen Zustand eines
Gehäusebodensegmentes sind die freigelegten, zugänglichen Batteriemodule an der Querstrebe befestigt und dort sicher gehalten.
In einem Frontbereich des Batteriegehäuses wird durch die Frontwand, Abschnitte der Seitenwände und eine Querstrebe ein erster Teilbereich des Gehäuseinnenraums begrenzt. Nach unten blickende Stirnseiten der Frontwand, der Abschnitte der
Seitenwände und der Querstrebe bilden einen Rahmen, an welchem ein
Gehäusebodensegment befestigt werden kann. In einem Rückbereich des
Batteriegehäuses wird durch die Rückwand, Abschnitte der Seitenwände und eine Querstrebe ein zweiter Teilbereich des Gehäuseinnenraums gebildet. Nach unten blickende Stirnseiten der Rückwand, der Abschnitte der Seitenwände und der Querstrebe bilden ebenfalls Rahmen, an welchem ein weiteres Gehäusebodensegment befestigt werden kann. In einem mittleren Bereich des Batteriegehäuses können durch jeweils zwei Querstreben und Abschnitte der Seitenwände weitere Teilbereiche des
Gehäuseinnenraums begrenzt werden. Nach unten blickende Stirnseiten der Abschnitte der Seitenwände und der Querstreben können ebenfalls Rahmen ausbilden, an welchen Gehäusebodensegmente befestigt werden können.
Somit ist der Gehäuseinnenraum entlang der Fahrzeuglängsrichtung in die Teilbereiche unterteilt, welche separat voneinander mit abnehmbaren Gehäusebodensegmenten verschlossen werden können.
Es kann vorgesehen sein, dass die Seitenwände ein entlang einer mit einer
Fahrzeuglängsrichtung korrespondierenden Längenrichtung des Batteriegehäuses variierendes Profil aufweisen, durch welches Seitenwandbereiche des Batteriegehäuses unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen. Die Seitenwände können beispielsweise durch ein Strangpressprofil gebildet sein. Beispielsweise können die Seitenwandbereiche entlang der Längenrichtung unterschiedliche Wandstärken aufweisen. So können diejenigen Seitenwandbereiche zum Schutz der Batteriemodule gezielt verstärkt werden, welche für Seitencrashs des Kraftfahrzeugs besonders gefährdet sind.
Bevorzugt ist das zumindest eine abnehmbare Gehäusebodensegment mittels einer Schraubverbindung an dem Gehäuseoberteil befestigt. Insbesondere ist das
Gehäusebodensegment an seinem Rand umlaufend mit Schrauben an den nach unten blickenden Stirnseiten des Gehäusemantels sowie der Querstreben befestigt. Das zumindest eine Gehäusebodensegment kann also von unten an dem Gehäuseoberteil mittels Schrauben montiert werden und durch Lösen der Schrauben wieder demontiert werden. Mittels Schrauben kann einerseits eine besonders hohe Dichtigkeit im
geschlossenen Zustand des Batteriegehäuses erreicht werden. Andererseits erlauben Schrauben ein besonders einfaches Lösen zum Abnehmen des
Gehäusebodensegmentes. Zusätzlich kann zwischen dem Rand und den Stirnseiten ein Dichtungselement, beispielsweise ein Dichtungsring oder ein Dichtungsschaum, angeordnet werden, um das Batteriegehäuse im geschlossenen Zustand abzudichten.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Batteriegehäuse einen Schutzschild zum Schützen des Hochvoltspeichers vor einer Kollision mit einem Hindernis bei einer Überfahrt des Kraftfahrzeugs über das Hindernis auf. Ein solcher Schutzschild ist insbesondere ein Aufgleitschutz, welcher am Frontbereich und/oder am Rückbereich des Batteriegehäuses befestigt ist. Beispielsweise kann der Aufgleitschutz an der Frontwand oder an dem frontseitig angeordneten Gehäusebodensegment und/oder an der
Rückwand oder an dem rückseitig angeordneten Gehäusebodensegment befestigt sein. Der Aufgleitschutz dient dazu, dass im Falle eines bodennahen Hindernisses das
Kraftfahrzeug bei der Überfahrt„angehoben“ wird bzw. aufgleitet, sodass das
Batteriegehäuse und damit die Hochvoltbatterie nicht direkt mit dem Hindernis kollidieren. Zusätzlich kann der Aufgleitschutz aber auch Funktionen für einen Frontaufprall und/oder einen Rückaufprall des Kraftfahrzeugs erfüllen und zur Fahrzeugsteifigkeit beitragen. Der Schutzschild kann beispielsweise auf Aluminium oder Stahl gefertigt sein.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug mit einer Vielzahl von Batteriemodulen und einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse oder einer Ausführungsform davon. Die Hochvoltbatterie kann als eine Traktionsbatterie für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug dienen. Die Batteriemodule können blockförmig ausgebildet sein und eine Verschaltung von gestapelten, prismatischen Batteriezellen aufweisen.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Hochvoltbatterie. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als ein Personenkraftwagen in Form von einem Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgebildet.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Batteriegehäuse vorgestellten
Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Hochvoltbatterie sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer ersten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochvoltbatterie;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer zweiten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochvoltbatterie;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Batteriegehäuses ohne Gehäusedeckel;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Batteriegehäuses gemäß Fig. 3 mit Gehäusedeckel; und Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochvoltbatterie;
In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von unten. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Hochvoltbatterie 2 auf, welche hier als eine Traktionsbatterie zum Bereitstellen von elektrischer Energie für einen hier nicht gezeigten Antriebsmotor des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs 1 ausgebildet ist. Die Hochvoltbatterie 2 ist hier in einem Unterbodenbereich 3 des
Kraftfahrzeugs 1 an Seitenschwellern 4 des Kraftfahrzeugs 1 befestigt. Die
Seitenschweller 4 erstrecken sich entlang einer Fahrzeuglängsrichtung x. Die
Hochvoltbatterie 2 weist ein Batteriegehäuse 5 auf, von welchem hier lediglich ein Gehäuseunterteil 6 sowie Seitenwände 7 eines Gehäuseoberteils 8 dargestellt sind. Die Seitenwände 7 sind hier über eine Schraubverbindung 14 an den Seitenschwellern 4 befestigt. Das Gehäuseunterteil 6 überdeckt Batteriemodule 9 der Hochvoltbatterie 2, welche in einem Gehäuseinnenraum 10 des Batteriegehäuses 5 angeordnet sind und in den schematischen Darstellungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 sichtbar dargestellt sind. Hier sind jeweils zwei Batteriemodule 9 in einer Fahrzeugquerrichtung y nebeneinander angeordnet und fünf Paare von Batteriemodulen 9 in Fahrzeuglängsrichtung x
hintereinander angeordnet. Der Gehäuseinnenraum 10 wird durch das Gehäuseoberteil u und das Gehäuseunterteil 6 vollständig begrenzt.
Das Gehäuseunterteil 6 ist als ein segmentierter Gehäuseboden 11 ausgebildet. Gemäß Fig. 1 weist der Gehäuseboden 11 zwei separate Gehäusebodensegmente 12a, 12b auf. Gemäß Fig. 2 weist der Gehäuseboden 1 1 fünf separate Gehäusebodensegmente 12c, 12d, 12e, 12f, 12g auf. Die Gehäusebodensegmente 12a bis 12g sind jeweils in
Fahrzeuglängsrichtung x, welche einer Längenrichtung des Batteriegehäuses 5 entspricht, hintereinander angeordnet. Die Gehäusebodensegmente 12a bis 12g sind als plattenförmige, rechteckförmige Abschnitte ausgebildet, sodass eine Gesamtfläche des Gehäusebodens 1 1 rechteckförmig ausgebildet ist.
Dabei ist zumindest eines der Gehäusebodensegmente 12a, 12b und 12c bis 12g abnehmbar ausgebildet und dazu zerstörungsfrei lösbar an dem Gehäuseoberteil 8 befestigt. Gemäß Fig. 1 ist das Gehäusebodensegment 12b abnehmbar ausgebildet, während hingegen das Gehäusebodensegment 12a zerstörungsfrei unlösbar an dem Gehäuseoberteil 8 befestigt ist. Das Gehäusebodensegment 12a kann beispielsweise mit dem Gehäuseoberteil 8 verschweißt sein. Das Gehäusebodensegment 12b kann beispielsweise mittels einer zerstörungsfrei lösbaren Schraubverbindung 15 an dem Gehäuseoberteil 8 befestigt sein. Gemäß Fig. 2 sind alle Gehäusebodensegmente 12c, 12d, 12e, 12f, 12g separat voneinander abnehmbar ausgebildet und mittels
Schraubverbindungen 15 reversibel lösbar an dem Gehäuseoberteil 8 befestigt.
Durch jedes Gehäusebodensegment 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g wird ein
Teilbereich 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g des Gehäuseinnenraumes 10 abgedeckt. Gemäß Fig. 1 sind in dem Teilbereich 13a vier Paare von Batteriemodulen 9 angeordnet. In dem Teilbereich 13b ist ein Paar von Batteriemodulen 9 angeordnet. Gemäß Fig. 2 ist in jedem Teilbereich 13c, 13d, 13e, 13f, 13g jeweils ein Paar von Batteriemodulen 9 angeordnet. Durch die lösbaren Gehäusebodensegmente 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g können die zugehörigen Teilbereiche 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g des
Gehäuseinnenraums 10 separat geöffnet werden, sodass die in diesen Teilbereichen 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g angeordneten Batteriemodule 9 von außen zugänglich sind. Wenn beispielsweise bei einem Unfall oder bei einer Überfahrt über ein bodennahes Hindernis eines der Gehäusebodensegmente, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g,
beispielsweise das Gehäusebodensegment 12e, beschädigt wird, so kann nur dieses Gehäusebodensegment 12e ausgetauscht werden. Außerdem können die Batteriemodule 9, die in dem dem Gehäusebodensegment 12e zugeordneten Teilbereich 13e angeordnet sind, auf eine Beschädigung überprüft werden und gegebenenfalls ausgetauscht werden.
In Fig. 3 ist das Batteriegehäuse 5 gemäß der Ausführungsform von Fig. 2 ohne
Gehäusedeckel mit Blick auf eine dem Gehäuseinnenraum 10 zugewandte Oberseite des Gehäusebodens 11 gezeigt. In Fig. 4 ist das Batteriegehäuse 5 mit dem Gehäusedeckel 16 gezeigt. Ein Höhenprofil des Gehäusedeckels 16 kann beispielsweise durch eine Bodenform einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs 1 festgelegt sein. Der mit dem
Teilbereich 13g korrespondierende Bereich des Batteriegehäuses 5 kann beispielsweise unter einer Rückbank des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sein, sodass in diesem
Teilbereich 13g mehrere Schichten mit Batteriemodulen 9 in Fahrzeughochrichtung z übereinander angeordnet werden können. Daher ist dieser Teilbereich 13g höher ausgebildet als die restlichen Teilbereiche 13c bis 13f.
Das Batteriegehäuse 5 weist das Gehäuseunterteil 6 in Form von dem segmentierten Gehäuseboden 1 1 sowie das Gehäuseoberteil 8 auf, von welchem hier nur die Seitenwände 7 sowie eine Frontwand 17 und eine Rückwand 18 dargestellt sind. Die Seitenwände 7, die Frontwand 17 und die Rückwand 18 bilden einen Gehäusemantel 19 des Gehäuseoberteils 8. An Innenseiten 20 der Seitenwände 7, welche dem
Gehäuseinnenraum 10 zugewandt sind, sind Querstreben 21 befestigt, welche zum Halten der Batteriemodule 9 dienen. An den Querstreben 21 können die Batteriemodule, beispielsweise durch Anschrauben, befestigt und gehalten werden. Die
Gehäusebodensegmente 12c, 12d, 12e, 12f, 12g sind hier an den Querstreben 21 sowie an dem Gehäusemantel 19 befestigt.
Entlang der Fahrzeugquerrichtung y kann eine Wanddicke 22 der Seitenwände 7 an eine Art der verwendeten Batteriemodule 9 angepasst werden. Je höher beispielsweise ein Energieinhalt der Batteriemodule 9 ist, desto größer ist die Wanddicke 22. Durch die Seitenwand 7 mit der entsprechenden Wanddicke 22 können die Batteriemodule 9 nämlich bei einem Seitenaufprall bzw. Seitencrash des Kraftfahrzeugs 1 zuverlässig vor einer Beschädigung geschützt werden.
In Fig. 5 ist ein Kraftfahrzeug 1 mit einer weiteren Ausführungsform des Batteriegehäuses 5 der Hochvoltbatterie 2 gezeigt. Hier weist die Wandstärke 22 der Seitenwände 7 entlang der Fahrzeuglängsrichtung x unterschiedliche Werte d1 , d2 auf. Dabei sind ist die Seitenwände 7 der Teilbereiche 13c und 13e gezielt verstärkt, wobei die Wandstärke 22 einen ersten Wert d1 aufweist. In den Teilbereichen 13d, 13f, 13g sind die Seitenwände 7 nicht verstärkt, die Wandstärke 22 weist einen im Vergleich zum ersten Wert d1 kleineren zweiten Wert d2 auf. Die zu den Teilbereichen 13c, 13e korrespondierenden Bereiche der Seitenwand 7 sind beispielsweise Bereiche, welche einer Kraftbeaufschlagung bei einem Seitenaufprall auf das Kraftfahrzeug 1 besonders ausgesetzt sind. Durch die größere Wandstärke 22 weisen diese Bereiche der Seitenwände 7 eine höhere Steifigkeit auf.
Außerdem weist das Batteriegehäuse 5 gemäß Fig. 5 einen Schutzschild 23 auf, welcher als ein Aufgleitschutz ausgebildet ist. Durch den Aufgleitschutz kann verhindert werden, dass ein bodennahes Hindernis, beispielsweise ein Poller, während einer Überfahrt des Kraftfahrzeugs 1 mit dem Batteriegehäuse 5 kollidiert und dadurch die Hochvoltbatterie 2 beschädigt. Dazu kann das Kraftfahrzeug 1 über das Schutzschuld 23 auf das Hindernis aufgleiten, sodass das Batteriegehäuse 5 am Hindernis vorbeibewegt wird. Zusätzlich können zum Schutz der Batteriemodule 9 die Gehäusebodensegmente 12c bis 12g mit unterschiedlichen Dicken ausgebildet sein. Beispielsweise können das einem
Frontbereich des Kraftfahrzeugs 1 zugewandte Gehäusebodensegment 12c und das einem Heckbereich des Kraftfahrzeugs zugewandte Gehäusebodensegment 12g mit einer größeren Dicke ausgebildet sein als die Gehäusebodensegmente 12d, 12e, 12f.
Das vordere und das hintere Gehäusebodensegment 12c und 12g sind nämlich bei einem Frontalcrash bzw. bei einem Aufprall auf ein Heck des Kraftfahrzeugs 1 oder bei einer Überfahrt über ein Hindernis besonders stark von der aufprallbedingten
Kraftbeaufschlagung betroffen. Diese Gehäusebodensegmente 12c und 12g sind zum Schutz der sich in den Teilbereichen 13c und 13g befindlichen Batteriemodule 9 gezielt verstärkt und weisen daher eine höhere Steifigkeit auf. Um ein Gewicht des
Batteriegehäuses 5 nicht unnötig zu erhöhen, sind die Gehäusebodensegmente 12d,
12e, 12f nicht verstärkt, da deren Beschädigung während des Crashs oder während der Hindernisüberfahrt unwahrscheinlich ist.
Bezugszeichenliste
1 Kraftfahrzeug
2 Hochvoltbatterie
3 Unterbodenbereich
4 Seitenschweller
5 Batteriegehäuse
6 Gehäuseunterteil
7 Seitenwände
8 Gehäuseoberteil
9 Batteriemodul
10 Gehäuseinnenraum 1 1 Gehäuseboden
12a bis 12g Gehäusebodensegmente 13a bis 13g Teilbereiche
14 Schraubverbindung
15 Schraubverbindung
16 Gehäusedeckel
17 Frontwand
18 Rückwand
19 Gehäusemantel
20 Innenseiten
21 Querstreben
22 Wandstärke
23 Schutzschild
d1 , d2 Werte
x Fahrzeuglängsrichtung y Fahrzeugquerrichtung
Fahrzeughochrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Batteriegehäuse (5) für eine Hochvoltbatterie (2) eines Kraftfahrzeugs (1 ) mit einem Gehäuseinnenraum (10) zum Aufnehmen von einer Vielzahl von Batteriemodulen (9), wobei der Gehäuseinnenraum (10) durch ein Gehäuseoberteil (8) und ein das Gehäuseoberteil (8) abdeckendes Gehäuseunterteil (6) gebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuseunterteil (6) als ein segmentierter Gehäuseboden (11 ) mit zumindest zwei separaten Gehäusebodensegmenten (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) ausgebildet ist, von welchen zumindest ein Gehäusebodensegment (12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) zum Öffnen des Batteriegehäuses (5) und zum Zugänglichmachen eines von diesem Gehäusebodensegment (12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) bedeckten Teilbereiches (12b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g) des Gehäuseinnenraums (10) abnehmbar ausgebildet ist und dafür zerstörungsfrei lösbar an dem Gehäuseoberteil (8) befestigt ist.
2. Batteriegehäuse (5) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gehäusebodensegmente (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) als sich über eine Breite des Batteriegehäuses (5) erstreckende plattenförmige, rechteckförmige Abschnitte ausgebildet sind, welche in einer Längenrichtung des Batteriegehäuses (5) nebeneinander angeordnet sind.
3. Batteriegehäuse (5) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eines der Gehäusebodensegmente (12a) zerstörungsfrei unlösbar, insbesondere stoffschlüssig, an dem Gehäuseoberteil (8) befestigt ist und das zumindest eine abnehmbare Gehäusebodensegment (12b) in einem einer
aufprallbedingte Kraftbeaufschlagung ausgesetzten Teilbereich (13b) des
Batteriegehäuses (5) angeordnet ist.
4. Batteriegehäuse (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Gehäusebodensegmente (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen.
5. Batteriegehäuse (5) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein erstes Gehäusebodensegment (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) mit einer ersten Dicke ausgebildet ist und dadurch eine erste Steifigkeit aufweist, und ein zweites Gehäusebodensegment (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) mit einer im Vergleich zur ersten Dicke größeren zweiten Dicke ausgebildet ist und eine im Vergleich zur ersten Steifigkeit größere zweite Steifigkeit aufweist.
6. Batteriegehäuse (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuseoberteil (8) einen durch eine Frontwand (17), eine Rückwand (18) und zwei in einer Breitenrichtung des Batteriegehäuses (5) gegenüberliegende
Seitenwände (7) gebildeten Gehäusemantel (19), einen Gehäusedeckel (16) und in Breitenrichtung orientierte und an Innenseiten (20) der Seitenwände (7) befestigte Querstreben (21 ) zum Halten der Batteriemodule (9) aufweist, wobei die
abnehmbaren Gehäusebodensegmente (12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) an dem Gehäusemantel (19) und den Querstreben (21 ) befestigt sind.
7. Batteriegehäuse (5) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Teilbereiche (13b, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g) des Gehäuseinnenraumes (10) durch zwei Querstreben(21 ) und/oder durch eine Querstrebe (21 ) und die Frontwand (17) und/oder durch eine Querstrebe (21 ) und die Rückwand (18) begrenzt sind und jeder Teilbereich (13b, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g) durch ein
Gehäusebodensegment (12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) abgedeckt ist, welches an dem Gehäusemantel (19) und der zumindest einen zugehörigen Querstrebe (21 ) befestigt ist.
8. Batteriegehäuse (5) nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (7) ein entlang einer Längenrichtung des Batteriegehäuses (5) variierendes Profil aufweisen, durch welches Seitenwandbereiche des
Batteriegehäuses (5) unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen.
9. Batteriegehäuse (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zumindest eine abnehmbare Gehäusebodensegment (12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) mittels einer Schraubverbindung (15) an dem Gehäuseoberteil befestigt ist.
10. Batteriegehäuse (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Batteriegehäuse (5) einen Schutzschild (23) zum Schützen des
Hochvoltspeichers (2) vor einer Kollision mit einem Hindernis bei einer Überfahrt des Kraftfahrzeugs (1 ) über das Hindernis.
1 1. Hochvoltbatterie (2) für ein Kraftfahrzeug (1 ) mit einer Vielzahl von Batteriemodulen (9) und einem Batteriegehäuse (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
12. Kraftfahrzeug (1 ) mit einer Hochvoltbatterie (2) nach Anspruch 11.
PCT/EP2019/058593 2018-05-08 2019-04-05 Batteriegehäuse für eine hochvoltbatterie eines kraftfahrzeugs, hochvoltbatterie sowie kraftfahrzeug WO2019214881A1 (de)

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