WO2023232385A1 - Baukastensystem zur herstellung von wenigstens zwei bauvarianten eines speichergehäuses für ein kraftfahrzeug sowie verfahren - Google Patents

Baukastensystem zur herstellung von wenigstens zwei bauvarianten eines speichergehäuses für ein kraftfahrzeug sowie verfahren Download PDF

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WO2023232385A1
WO2023232385A1 PCT/EP2023/061834 EP2023061834W WO2023232385A1 WO 2023232385 A1 WO2023232385 A1 WO 2023232385A1 EP 2023061834 W EP2023061834 W EP 2023061834W WO 2023232385 A1 WO2023232385 A1 WO 2023232385A1
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WO
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housing
housing element
storage
support structure
construction
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PCT/EP2023/061834
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Inventor
Matthias Stangl
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • 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
    • 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
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K2015/03164—Modular concepts for fuel tanks

Definitions

  • the invention relates to a modular system for producing at least two construction variants of a storage housing having a housing element and a support structure for an energy storage device for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for producing at least two construction variants of a housing element and a Storage housing having a support structure for an energy storage device for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 10.
  • the DE 10 2020 003433 B3 discloses a body support structure for a vehicle, with two side skirts spaced apart from one another in the vehicle transverse direction, each of which is one outward in the vehicle transverse direction through an outer wall, inward in the vehicle transverse direction through an inner wall, upward in the vehicle vertical direction through an upper flange and in the vehicle vertical direction have a cavity delimited downwards by a lower flange of the respective side sill, in which at least one reinforcing element formed separately from the respective side sill is arranged.
  • the body support structure has a floor arranged between the side sills and connected to the side sills and an energy storage device arranged under the floor for storing electrical energy and/or a fuel for driving the vehicle.
  • the object of the invention is a modular system for producing at least two construction variants of a storage housing having a housing element and a support structure for an energy storage device for a motor vehicle and a method for producing at least two construction variants of a storage housing having a housing element and a support structure for an electrical energy storage device for a To create a motor vehicle, so that different construction variants of the storage housing can be implemented with particularly little effort and in line with requirements.
  • a first aspect of the invention relates to a modular system for producing at least two, in particular different, construction variants of a storage housing having a housing element and a support structure for an energy storage device for a motor vehicle.
  • the motor vehicle is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car.
  • the motor vehicle is designed as an electrically drivable, in particular purely electrically drivable, motor vehicle.
  • the motor vehicle can be designed as a battery-electric vehicle or as a hybrid vehicle.
  • the motor vehicle has at least one electric machine by means of which the motor vehicle can be driven.
  • the energy storage is designed as an electrical energy storage, in particular as a battery or accumulator.
  • the electrical energy storage can be understood in particular as an energy storage device which is designed to store electrical energy.
  • the electrical machine of the motor vehicle can be supplied, for example, with electrical energy, in particular stored in the electrical energy storage, for driving the motor vehicle.
  • the electrical energy storage can have an electrical voltage, in particular an electrical operating or nominal voltage, which is preferably greater than 50 volts, in particular over 60 volts. and is preferably several hundred volts. Accordingly, the electrical energy storage can be designed as a high-voltage component. Alternatively, the energy storage can be designed to store at least one fuel. This means that the energy storage can be designed as a tank, for example.
  • the fuel is an electrochemical fuel, in particular hydrogen.
  • the motor vehicle has a fuel cell by means of which the electrochemical fuel can be converted into electrical energy.
  • the electric machine can be supplied with the electrical energy to drive the motor vehicle by means of the fuel cell.
  • the fuel is, for example, a chemical fuel, in particular a fuel.
  • the motor vehicle has an internal combustion engine by means of which or in which the chemical fuel or fuel can be burned.
  • the motor vehicle can be driven, for example, by the internal combustion engine.
  • the chemical fuel or fuel is hydrogen.
  • the energy storage device has the storage housing in its fully manufactured state.
  • a first of the construction variants is installed or used in a first variant of the motor vehicle, with, for example, the second of the construction variants being installed or used in a second variant of the motor vehicle.
  • the respective variant can in particular be understood to mean a respective series of the motor vehicle.
  • the variants of the motor vehicle differ from one another in terms of their equipment, in particular special equipment.
  • the variants of the motor vehicle can be different vehicle types of the motor vehicle.
  • the variants of the motor vehicle can differ from one another, for example in their respective vehicle weights.
  • the motor vehicle preferably includes the energy storage, in particular the storage housing.
  • the energy storage can in particular be referred to as a storage device.
  • the modular system has a housing element, in particular across construction variants, on which a receiving space of the storage housing provided for receiving, in particular for arranging, at least one storage medium is at least partially, in particular completely, limited.
  • the receiving space is at least partially, in particular completely, surrounded or covered by the housing element, at least a storage medium can be accommodated or arranged in the recording space.
  • housing part has different construction variants can be understood in particular as meaning that both the first construction variant and the second construction variant have the same, in particular identical, housing element.
  • the housing element in the first and second construction variants is therefore provided across construction variants. This means that the housing element can be used or is used both for the first construction variant and for the second construction variant.
  • the housing elements of the construction variants are the same, in particular of the same construction or identical.
  • the storage medium can be designed as, in particular, an electrical storage element.
  • the storage medium can be understood to mean in particular electrical or electrochemical, in particular active, cell material.
  • the storage element is, for example, a storage cell, in particular an electrical or electrochemical one.
  • the memory cell can be understood in particular as a battery cell.
  • a large number of memory cells can be arranged or accommodated in the receiving space.
  • at least one memory module can be arranged in the receiving space, which includes several of the memory cells.
  • the at least one storage element, in particular the at least one storage cell is accommodated or arranged in the receiving space.
  • the housing element is designed, for example, as a wall of the tank.
  • the housing element, in particular the tank, or the receiving space can thus be filled with the storage element designed as fuel.
  • the storage medium may be part of the energy storage or the storage medium may not be part of the energy storage. This means that the energy storage in its fully manufactured state can include the storage medium or that the energy storage in its fully manufactured state can include the storage medium cannot include.
  • the storage medium in particular the storage element or the storage cell, is preferably part of the electrical energy storage.
  • the modular system has at least two support structures, in particular construction variant-specific ones, which are designed separately from the housing element and are different from one another, via which the storage housing, in particular the energy storage device, is to be held on a body of the motor vehicle.
  • the respective support structure has at least one connection point via which the storage housing, in particular the energy storage, can be fastened to the structure, in particular to a floor element, for example a main floor, of the structure or of the motor vehicle.
  • the structure can be understood in particular as a bodyshell of the motor vehicle.
  • the structure is designed as a, in particular self-supporting, body of the motor vehicle.
  • the support structure can be understood in particular as a respective part of the storage housing, with stability, in particular strength and/or rigidity, of the storage housing being at least essentially brought about by the support structure.
  • the respective support structure contributes to the stability, in particular rigidity and/or strength, of a body of the motor vehicle.
  • the energy storage having the storage housing can, in addition to providing drive energy, also have a supporting function for the motor vehicle, in particular the body of the motor vehicle.
  • the storage housing has the housing element in order to accommodate the storage medium, in particular the storage cell, and on the other hand, the storage housing can have the support structure in order to provide a structural contribution to the overall vehicle function, in particular with regard to stability.
  • the housing element is intended to meet the tightness requirements of the energy storage device. This means that a tightness of the energy storage, in particular of the receiving space, for example with respect to the surroundings of the energy storage, can be achieved by the housing element.
  • a first of the construction variants of the storage housing has the housing element, in particular across construction variants, and a first, in particular construction variant-specific, support structure, which in the first construction variant has the housing element connected is.
  • the housing element and the first support structure are provided. This means that the housing element and the first support structure are used in the first construction variant.
  • the second construction variant of the storage housing has the housing element, in particular across construction variants, and the second support structure, in particular construction variant-specific, which is connected to the housing element in the second construction variant.
  • the second support structure is provided in the second construction variant. This means that the housing element and the second support structure are used in the second design variant.
  • first support structure is specific to the construction variant or that the first support structure is used in the first construction variant can be understood in particular to mean that the first support structure, based on the two construction variants, is used exclusively in the first construction variant, but not in the second construction variant.
  • second construction variant is preferably free of the first support structure. In other words, the second support structure is not provided in the second construction variant.
  • the second support structure is specific to the construction variant or that the second support structure is used in the second construction variant can be understood in particular to mean that the second support structure, based on the two construction variants, is used exclusively in the second construction variant, but not in the first construction variant.
  • the first construction variant is preferably free of the second support structure. In other words, the second support structure is not provided in the first construction variant.
  • the energy storage, in particular the storage housing, in the fully manufactured state in the first construction variant comprises the first support structure and is preferably free of the second support structure.
  • the energy storage, in particular that Storage housing, in the second design variant has the second support structure and is free of the first support structure.
  • the respective support structure can therefore be understood to mean, in particular, a vehicle-specific or vehicle family-specific respective support structure.
  • Integration of the energy storage device into the motor vehicle can represent a multi-dimensional task.
  • motor vehicles in particular within a motor vehicle architecture, can differ in terms of their requirements for the energy storage, in particular with regard to energy content and/or geometric and structural integration into the motor vehicle.
  • different motor vehicles particularly within a motor vehicle architecture, can place different requirements on the energy storage device.
  • These requirements can, for example, be of a geometric nature, in particular with regard to an installation space of the energy storage device, and of a structural nature.
  • the geometric nature can be understood, for example, to mean that the requirements relate to a wheelbase and/or a width and/or a height of the motor vehicle.
  • the structural nature can be understood in particular to mean that the requirements relate to a vehicle weight and/or an electric range, in particular purely electric range, of the motor vehicle and/or an energy content of the energy storage device. It can usually be envisaged to produce motor vehicles which provide the same energy content but different installation spaces, in particular for the energy storage.
  • a conventional storage housing is designed to be specific to the construction variant, so that in particular the housing element and the support structure are each designed to be specific to the construction variant.
  • the different variants in particular installation space variations between the different motor vehicles, can be implemented with different housing elements and different support structures.
  • no modular representation or no modular system can usually be provided for the storage housing.
  • the modular system according to the invention makes it possible, depending on the choice of the support structure, that is, depending on which of the support structures is used, to create the storage housing or the energy storage according to needs, in particular for the respective construction variant.
  • This makes it possible to adapt the storage housing or the energy storage to the different variants of the motor vehicle as required and with particularly little effort, in particular particularly cost-effectively.
  • the variants of the vehicles with the same energy content requirements but different structural requirements can be equipped with the identical or cross-construction housing element and differences in the structural requirements can be represented or brought about by adapting the support structure, that is, by the respective construction variant-specific support structure.
  • the modular system can be created from a housing element and the respective support structure, whereby many different vehicle families can be realized with particularly little effort and particularly cost-effectively.
  • the weight of the storage housing or the energy storage can be kept particularly low in the respective design variant. This means that specific vehicle requirements can be represented particularly cost-effectively and with particularly low weight using the modular system according to the invention.
  • the modular system according to the invention can ensure, for example, the energy content and tightness of the energy storage, in particular of components of the energy storage.
  • the housing element and the respective support structure are joined in the respective design variant in such a way that all of the requirements for the energy storage in the motor vehicle can only be met if the housing element and the respective support structure are joined or connected to one another .
  • body structures for example transverse and/or longitudinal beams
  • the storage housing has the housing element and the respective support structure formed separately from the housing element, the installation space of the body of the motor vehicle can be designed particularly advantageously, in particular kept particularly small.
  • the installation space of the body or of the storage housing can be designed particularly advantageously, in particular kept particularly low.
  • a maximum separation of a carrying function of the energy storage or the storage housing from a requirement for energy content and sealing can be provided, the separation being able to be effected by dividing the storage housing into the housing element and the respective support structure, the housing element and the respective support structure is joined together in the fully manufactured state of the storage housing.
  • particularly large vehicle architectures can be realized using the modular system according to the invention, in which costs of the usually particularly expensive energy storage can be kept particularly low or reduced.
  • the respective support structure is designed as a respective support frame.
  • the respective support structure is frame-shaped.
  • the first support structure is designed as a first support frame, which in the first construction variant is connected to the housing element, wherein in the second construction variant, the second support structure is designed as a second support frame that is different from the first support frame, which is at the second design variant is connected to the housing element.
  • the respective support structure is designed as a respective support frame can be understood in particular as meaning that the respective support structure has two side parts spaced apart from one another and two transverse parts spaced apart from one another.
  • the side parts and the cross parts can be formed in one piece together.
  • the side parts and the cross parts can each be designed separately from one another and connected to one another.
  • the side parts can in particular be referred to as longitudinal parts.
  • the housing element is accommodated in the respective support structure, in particular in the respective support frame.
  • the housing element is in the first support structure, in particular in the first support frame.
  • the housing element is accommodated in the second support structure, in particular in the second support frame.
  • the housing element is at least partially surrounded or covered by the respective support structure.
  • the respective support structure at least partially delimits a receiving area, in particular different from the receiving space, in which the housing element can be arranged or received. This allows the stability of the storage housing to be particularly increased.
  • the housing element comprises two housing parts which are designed separately from one another and are connected to one another.
  • the housing element can be designed in several parts or in several pieces.
  • the housing element can, for example, be produced with particularly little effort, in particular particularly cost-effectively.
  • the housing element or the receiving space can be kept particularly sealed by the two housing parts.
  • the receiving space is at least partially, in particular completely, limited by the housing parts.
  • At least one of the housing parts is shell-shaped, in particular multi-shell, for example double-shell.
  • at least one of the housing parts is designed in a shell construction, in particular in a multi-shell construction, for example in a two-shell construction.
  • the storage housing, in particular the housing part can be produced with particularly little effort, in particular particularly cost-effectively.
  • both housing parts are shell-shaped.
  • the housing element can be designed in a multi-shell construction, in particular a double-shell construction, in particular sheet metal construction. As a result, the costs of the housing element can be kept particularly low.
  • the housing element in particular one of the housing parts, has at least one cross strut which extends in the transverse direction of the motor vehicle when the housing element is installed in the motor vehicle.
  • a longitudinal extension direction of the cross strut which is particularly referred to as the main extension direction, runs parallel to the transverse direction of the vehicle in the installed position of the housing element or the storage housing in the motor vehicle motor vehicle.
  • the housing element in particular one of the housing parts, has at least one connection point via which the housing element or the storage housing can be fastened, in particular directly, to the structure, in particular the floor element, of the motor vehicle.
  • the connection point of the respective support frame can, in particular for differentiation, be referred to, for example, as the first connection point and the connection point of the housing element can, for example, be referred to as the second connection point.
  • the housing element is to be held, in particular directly, on the body of the motor vehicle via the at least one connection point. This means that when the motor vehicle is fully manufactured, the housing element is connected, in particular directly, to the body of the motor vehicle via the second connection point. This makes it possible to achieve a particularly secure connection of the storage housing or the housing element to the structure of the motor vehicle.
  • the cross strut has the second connection point.
  • the housing element and the respective support structure are glued together.
  • the housing element and the respective support structure are each connected by gluing.
  • the housing element and the respective support structure can be connected to one another particularly securely, in particular particularly robustly.
  • the stability of the storage housing can be particularly increased.
  • the storage housing can be manufactured with particularly little effort, in particular particularly cost-effectively.
  • the housing element and the respective support structure can be connected to one another, for example by means of screws and/or by means of rivets, in particular punch rivets and/or by means of friction stir welding and/or by means of another, preferably non-thermal, joining method.
  • the housing element and the respective support structure are particularly advantageously connected to one another
  • a combination of gluing and screws can be provided.
  • the housing element and the respective support structure are or will be connected to one another, in particular directly, by means of gluing and screws.
  • a combination of adhesive connection and screw connection can therefore be provided.
  • the adhesive connection can cure particularly advantageously, in particular with particularly little effort and/or particularly safely.
  • a curing time for curing an adhesive intended for bonding can be kept particularly short or the curing time can be omitted.
  • a third construction variant of the storage housing that is different from the construction variants has a second housing element that is different from the housing element and which at least partially has a second storage space provided for receiving or arranging the at least one storage medium, in particular different from the receiving space limited, and has one of the support structures to which the second housing element is connected in the third design variant.
  • the housing element referred to in particular as the first housing element, has the receiving space, referred to in particular as the first receiving space, wherein the second housing element has the second receiving space which is different from the first receiving space and is different.
  • the fact that the receiving spaces are different from one another can be understood in particular to mean that a respective volume provided for receiving or arranging the at least one storage medium is each different in size.
  • one of the support structures, for example the first support structure, and the second housing element are used or provided.
  • the other of the support structures, for example the second support structure, and the first housing element are preferably not provided, which means that the third design variant is preferably free of the other of the support structures, for example the second support structure, and the first housing element.
  • the first housing element is used or provided.
  • the second housing element is preferably not used, which means that the first and second construction variants are preferably each free of the second housing element. This means that the first housing element is designed or provided across construction variants in relation to the first and second construction variants, with the housing elements being designed or provided in a construction variant-specific manner in relation to the first and third construction variants or in relation to the second and third construction variants.
  • the third design variant is or will be provided for a third variant of the motor vehicle that is different from the first and second variants.
  • the storage housing can be adapted to suit the needs of the third variant of the motor vehicle with particularly little effort, in particular particularly cost-effectively.
  • the third variant can in particular be understood to mean a third series of the motor vehicle.
  • the modular system allows many different vehicle families to be designed with a particularly low level of effort, in particular particularly cost-effectively, with a manageable number of different housing elements. As a result, the costs and effort of motor vehicle production can be kept particularly low.
  • a second aspect of the invention relates to a method for producing at least two, in particular different, construction variants of a storage housing having a housing element and a support structure for an energy storage device for a motor vehicle.
  • Advantages and advantageous refinements of the first aspect of the invention are to be viewed as advantages and advantageous refinements of the second aspect of the invention and vice versa.
  • the procedure includes the steps:
  • the housing element in a step of the method, particularly referred to as a first step, is provided and in a step of the method, particularly referred to as a second step, a first of the support structures and the second of the support structures are provided.
  • the housing element and the first support structure are provided for producing a first of the construction variants of the storage housing, which is connected to the housing element in the first construction variant, and for producing the second construction variant of the storage housing, the housing element and the second support structure are provided, which is connected to the housing element in the second construction variant.
  • a further aspect relates to a use of a modular system according to the first aspect of the invention, wherein the modular system is used to produce at least one of the construction variants.
  • Advantages and advantageous embodiments of the first and second aspects of the invention are to be viewed as advantages and advantageous embodiments of the further aspect and vice versa.
  • Fig. 1 is a schematic representation to illustrate a modular system according to the invention.
  • Fig. 2 is a schematic top view of a memory housing, which is divided into two
  • Construction variants can be produced using a modular system according to the invention.
  • Fig. 3 is a schematic perspective view of a housing element and a
  • Fig. 4 is a schematic perspective view of the support structure from Fig. 3; and Fig. 5 is a schematic partial sectional view of the storage housing from Fig. 2; and
  • Fig. 6 is a schematic partial sectional view of the storage housing from Fig. 2;
  • Fig. 7 is a schematic partial sectional view of the storage housing from Fig. 2
  • Fig. 1 shows a schematic representation to illustrate a modular system 1 for producing at least two, in particular different, construction variants 2, 3 of a housing element 4 and a support structure
  • FIG. 5 having storage housing 7 for a, in particular electrical, energy storage for a, in particular electrically driven, motor vehicle.
  • Fig. 2 shows the storage housing 7 in a schematic top view.
  • the storage housing 7 has a housing element 4, which can be referred to in particular as containment.
  • the modular system 1 has two support structures 5 which are designed separately from the housing element 5 and are different from one another.
  • a first of the support structures 5 is shown as an example in FIG.
  • Fig. 3 shows the housing element 4 and the first support structure 5 in a schematic perspective view, the housing element 4 and the first support structure 5 in Fig. 3 not being in their installed position. This means that the memory housing 7 in FIG. 3 is not in its fully manufactured state.
  • Fig. 4 shows the first support structure 5 in a schematic perspective view. 5 to 7 each show the storage housing 7 in a schematic partial sectional view.
  • a first section AA is shown in FIG. 5, which runs between section reference points A, which are sketched in FIG.
  • Fig. 6 shows a second section BB, which runs between section reference points B, which are sketched in Fig. 2.
  • Fig. 7 shows a third section CC, which runs between section reference points C, which are sketched in Fig. 2.
  • the housing element 4 delimits at least partially, in particular completely, a receiving space 9 of the storage housing 7 provided for receiving, in particular for arranging, at least one storage medium. This means that the receiving space 9 is arranged within the housing element 4.
  • a first of the construction variants 2 of the storage housing 7 has the housing element 4 and the first support structure 5, which is connected to the housing element 4 in the first construction variant 3.
  • the second construction variant 3 of the storage housing 7 has the housing element 4 and the second support structure 6, which in the second construction variant 3 is connected to the housing element 4.
  • the housing element 4 is designed to span the installation space in relation to the first and second construction variants 2, 3, and that the respective support structure 5, 6 is designed to be specific to the construction variants in relation to the first and second construction variants 2, 3.
  • the storage housing 7 is held on the structure via the first support structure 5 and in the second construction variant 3, the storage housing 7 is held on the structure via the second support structure 6.
  • the same housing element 4 can be used for two different variants of the motor vehicle, which, for example, have the same requirements with regard to the energy content of the energy storage device, with the storage housing 7 being provided for by the respective, different support structures 5, 6 in the two construction variants 2, 3 the two variants of the motor vehicle can each be adapted as required with regard to the geometric and / or structural requirements of the respective variants.
  • the respective storage housing 7 or the respective variant of the motor vehicle can be produced with particularly little effort, in particular particularly cost-effectively.
  • the modular system 1 can be used for a method for producing the at least two construction variants 2, 3 of the storage housing.
  • the housing element 4 and the support structures 5, 6 are provided, with the housing element 4 and the first support structure 5 being provided for or when producing the first construction variant 2 of the storage housing 7, which are connected to the housing element 4 in the first construction variant 2 is, and for or when producing the second construction variant 3 of the storage housing 7, the housing element 4 and the second support structure 6 are provided, which is connected to the housing element 4 in the second construction variant 3.
  • a third construction variant 10 of the storage housing 7 that is different from the construction variants 2, 3 is provided.
  • the third construction variant 10 of the storage housing 7 has a second housing element 11 which is different from the housing element 4, which is in particular referred to as the first housing element 4, and which at least partially, in particular completely, delimits a second receiving space 11a provided for receiving, in particular arranging, the at least one storage medium .
  • the third construction variant 10 has one of the support structures 5, 6, for example the first support structure 5, to which the second housing element 11 is connected in the third construction variant 10.
  • the third design variant 10 is intended for a third variant of the motor vehicle.
  • the storage housing 7 can be adapted for the third variant of the motor vehicle with particularly little effort, in particular particularly cost-effectively, by means of the modular system 1, for example with regard to the energy content of the energy storage device.
  • a fourth construction variant 12 of the storage housing 7, which is different from the construction variants 2, 3, 10, has the second housing element 9 and the other of the support structures 5, 6, for example the second support structure 6.
  • the second housing element 11 is designed across construction variants in relation to the third and fourth construction variants 10, 12.
  • the housing elements 4, 11 are designed to be specific to the construction variant.
  • the first support structure 5 is designed across construction variants in relation to the first and third construction variants 2, 10.
  • the second support structure 6 is designed across construction variants in relation to the second and fourth construction variants 3, 12.
  • the first support structure 5 is designed across construction variants in relation to the first and third construction variants 2, 10.
  • the support structures 5, 6 are related to the first and second construction variants 2, 3 and/or related to the first and fourth construction variants 2, 12 and/or related to the second and third construction variants 3, 10 and/or Based on the third and fourth construction variants 10, 12, they are designed to be specific to the construction variants.
  • the respective support structure 5, 6 is designed as a respective support frame 13.
  • the respective support structure 5, 6 has, for example, two mutually spaced longitudinal parts 14, 15 and two mutually spaced transverse parts 16, 17. This is shown in Figure 4.
  • the respective support structure 5, 6 can be made particularly stable.
  • the stability of the storage housing 7 can be particularly increased.
  • the longitudinal parts 14, 15 extend in the longitudinal direction of the vehicle in the installed position of the storage housing 7 or the respective support structure 5, 6 in the motor vehicle.
  • the transverse parts 16, 17 extend in the vehicle transverse direction 8 in the installed position of the storage housing 7 or the respective support structure 5, 6 in the motor vehicle.
  • the respective housing element 4, 11 is accommodated in the respective support structure 5, 6.
  • the respective support structure 5, 6 delimits a respective receiving area 18, in particular different from the receiving spaces 9, 11a, in which the respective housing element 4, 11 can be arranged or received.
  • the respective housing element 4, 11 is inserted into the respective support structure 5, 6, in particular into the receiving area 18 or the support frame 13.
  • the respective housing element 4, 11 each comprises 2 housing parts 19, 20 which are designed separately from one another and are connected to one another.
  • at least one of the housing parts 19, 20 is shell-shaped.
  • both housing parts 19, 20 are shell-shaped.
  • the stability of the respective housing element 4, 11 can be particularly increased.
  • the respective housing element 4, 11 can be manufactured particularly cost-effectively.
  • the respective housing element 4, 11, in particular the respective housing part 19, 20, is each made of sheet metal. This can be particularly referred to as sheet metal construction.
  • the respective housing element 4, 11 can be made of plastic.
  • the respective support structure 5, 6 can be designed to enable a connection between the respective support structure 5, 6 and the housing element 4, 11 formed from the plastic.
  • the respective support structure 5, 6 is designed in a profile construction, in particular aluminum profile construction, or in a shell construction, in particular steel shell construction.
  • the respective housing element 4, 11 and the respective support structure 5, 6 in the respective construction variant 2, 3, 10, 12 are joined together using a non-thermal joining process.
  • the respective housing element 4, 11 and the respective support structure 5, 6 are glued together.
  • the respective housing element 4, 11 and the respective support structure 5, 6 can, for example, be screwed together or connected to one another by means of rivets, in particular punch rivets, or by means of friction stir welding.
  • 3 shows exemplary joining surfaces 21, 22, on which the respective housing element 4, 11 and the respective support structure 5, 6 can be joined together.
  • the respective joining surfaces 21, 22 are preferably adhesive surfaces.
  • the respective support structure 5, 6 and the respective housing element 4, 11 are glued together and screwed together.
  • the respective support structure 5, 6 and the respective housing element 4, 11 can be fixed particularly securely, for example while an adhesive intended for gluing is drying.
  • 5 to 7 show respective areas 21a, 22a, particularly designated as adhesive areas, into or onto which adhesive can be introduced or applied in order to glue the respective housing element 4, 11 and the respective support structure 5, 6 together.
  • the areas 21a, 22a are designed as respective adhesive flanges.
  • the respective support structure 5, 6 each has at least one connection point 23, via which the storage housing 7 or the respective support structure 5, 6 can be fastened to the body of the motor vehicle, in particular to a floor element of the body.
  • several connection points 23 are provided, via which the storage housing 7 or the respective support structure 5, 6 can be fastened to the structure, in particular to the floor element, of the motor vehicle.
  • the floor element is designed as the main floor of the structure.
  • the storage housing 7 can be screwed to the body of the motor vehicle via the respective connection point 23.
  • the respective connection point 23 is designed as a socket or socket-shaped. This can be understood in particular to mean that the respective connection point has a respective threaded receiving bushing for receiving a screw element.
  • the respective support structure 5, 6 and the respective housing element 4, 11 rest against one another, in particular directly, over a flat area, in particular over a large area.
  • the respective support structure 5, 6, in particular large, closed cross sections, along a longitudinal direction and a transverse direction of the respective housing element 4, 11 generates or forms.
  • structural properties of the entire motor vehicle can be particularly improved, for example. This means that, for example, the stability of the body of the motor vehicle can be particularly increased.
  • the respective housing element 4, 11 has at least one cross strut 24 which extends in the vehicle transverse direction 8 of the motor vehicle in the installed position of the respective housing element 4, 11 or the storage housing 7 in the motor vehicle.
  • the respective housing element 4, 11 each has two cross struts 24, which extend in the transverse direction 8 of the motor vehicle when the respective housing element 4, 11 is installed in the motor vehicle.
  • the respective housing element 4, 11 has at least one connection point 25, in particular different from the respective connection point 23, in particular referred to as a second connection point 25, via which the respective housing element 4, 11 is attached to the structure, in particular to the floor element of the motor vehicle can be attached.
  • the respective housing element 4, 11 has a plurality of connection points 25, via which the respective housing element 4, 11 can be fastened to the structure, in particular to the floor element, of the motor vehicle.
  • connection points 25 is arranged on or on the respective cross strut 24.
  • the respective housing element 4, 11 can be particularly securely or particularly firmly connected to the body of the motor vehicle.
  • the respective support structure 5, 6 each has at least one extruded profile 26.
  • the storage housing 7 or the energy storage device is arranged in the installed position in the motor vehicle in the vertical direction of the vehicle below the floor element, in particular the main floor.
  • the installation space of the motor vehicle, in particular the body can be designed particularly advantageously, in particular kept particularly small.
  • the respective receiving space 9, 11a is designed to accommodate at least one electronic computing device. This means that when the energy storage is fully manufactured, the at least one electronic computing device can be arranged in the respective receiving space 9, 11a.
  • the electronic computing device is designed as a control device.
  • the electronic computing device is preferably provided for operating or controlling the energy storage.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Baukastensystem (1) zur Herstellung von wenigstens zwei Bauvarianten (2,3) eines ein Gehäuseelement (4) und eine Tragstruktur (5) aufweisenden Speichergehäuses (7) für einen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuseelement (4), welches einen zum Aufnehmen wenigstens eines Speichermediums vorgesehen Aufnahmeraum (9) des Speichergehäuses (7) zumindest teilweise begrenzt, und mit zwei separat von dem Gehäuseelement (4) ausgebildeten und voneinander unterschiedlichen Tragstrukturen (5,6), über welche das Speichergehäuse (7) an einem Aufbau des Kraftfahrzeugs zu halten ist, wobei eine erste der Bauvarianten (2) des Speichergehäuses (7) das Gehäuseelement (4) und eine erste der Tragstrukturen (5) aufweist, welche bei der ersten Bauvariante (2) mit dem Gehäuseelement (4) verbunden ist, und die zweite Bauvariante (3) des Speichergehäuses (7) das Gehäuseelement (4) und die zweite Tragstruktur (6) aufweist, welche bei der zweiten Bauvariante (3) mit dem Gehäuseelement (4) verbunden ist.

Description

Baukastensystem zur Herstellung von wenigstens zwei Bauvarianten eines Speichergehäuses für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren
Die Erfindung betrifft ein Baukastensystem zur Herstellung von wenigstens zwei Bauvarianten eines ein Gehäuseelement und eine Tragstruktur aufweisenden Speichergehäuses für einen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von wenigstens zwei Bauvarianten eines ein Gehäuseelement und eine Tragstruktur aufweisenden Speichergehäuses für einen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.
Die DE 10 2020 003433 B3 offenbart eine Karosserietragstruktur für ein Fahrzeug, mit zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandeten Seitenschwellern, welche jeweils einen in Fahrzeugquerrichtung nach außen durch eine Außenwandung, in Fahrzeugquerrichtung nach innen durch eine Innenwandung, in Fahrzeughochrichtung nach oben durch einen Obergurt und in Fahrzeughochrichtung nach unten durch einen Untergurt des jeweiligen Seitenschwellers begrenzten Hohlraum aufweisen, in welchem wenigstens ein separat von dem jeweiligen Seitenschweller ausgebildetes Verstärkungselement angeordnet ist. Die Karosserietragstruktur weist einen zwischen den Seitenschwellern angeordneten und an die Seitenschweller angebundenen Boden und einen unter dem Boden angeordneten Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie und/oder eines Kraftstoffes zum Antreiben des Fahrzeugs auf.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Baukastensystem zur Herstellung von wenigstens zwei Bauvarianten eines ein Gehäuseelement und eine Tragstruktur aufweisenden Speichergehäuses für einen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Herstellen von wenigstens zwei Bauvarianten eines ein Gehäuseelement und eine Tragstruktur aufweisenden Speichergehäuses für einen elektrischen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass unterschiedliche Bauvarianten des Speichergehäuses besonders aufwandsarm und bedarfsgerecht realisiert werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Baukastensystem zur Herstellung von wenigstens zwei Bauvarianten eines ein Gehäuseelement und eine Tragstruktur aufweisenden Speichergehäuses für einen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen von wenigstens zwei Bauvarianten eines ein Gehäuseelement und eine Tragstruktur aufweisenden Speichergehäuses für einen elektrischen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Baukastensystem zur Herstellung von wenigstens zwei, insbesondere voneinander unterschiedlichen, Bauvarianten eines ein Gehäuseelement und eine Tragstruktur aufweisenden Speichergehäuses für einen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet. Beispielsweise ist das Kraftfahrzeug als elektrisch antreibbares, insbesondere rein elektrisch antreibbares, Kraftfahrzeug ausgebildet. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug als batterieelektrisches Fahrzeug oder als Hybridfahrzeug ausgebildet sein kann. Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug wenigstens eine elektrische Maschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist.
Beispielsweise ist der Energiespeicher als elektrischer Energiespeicher, insbesondere als Batterie beziehungsweise als Akkumulator, ausgebildet. Unter dem elektrischen Energiespeicher kann insbesondere ein Energiespeicher verstanden werden, welcher zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildet ist. Mittels des elektrischen Energiespeichers ist die elektrische Maschine des Kraftfahrzeugs beispielsweise mit, insbesondere in dem elektrischen Energiespeicher gespeicherter, elektrischer Energie zum Antreiben des Kraftfahrzeugs versorgbar.
Um eine besonders hohe elektrische Leistung zum elektrischen, insbesondere rein elektrischen, Antreiben des Kraftfahrzeugs realisieren zu können, kann der elektrische Energiespeicher eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebs- oder Nennspannung, aufweisen, welche vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere über 60 Volt, ist und vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Demnach kann der elektrische Energiespeicher als eine Hochvoltkomponente ausgebildet sein. Alternativ kann der Energiespeicher zum Speichern wenigstens eines Brennstoffs ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass der Energiespeicher beispielsweise als Tank ausgebildet sein kann. Beispielsweise ist der Brennstoff ein elektrochemischer Brennstoff, insbesondere Wasserstoff. Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug eine Brennstoffzelle auf, mittels welcher der elektrochemische Brennstoff in elektrische Energie gewandelt werden kann. Somit kann beispielsweise die elektrische Maschine mittels der Brennstoffzelle mit der elektrischen Energie zum Antreiben des Kraftfahrzeugs versorgt werden. Alternativ ist der Brennstoff beispielsweise ein chemischer Brennstoff, insbesondere ein Kraftstoff. Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug eine Verbrennungskraftmaschine auf, mittels welcher beziehungsweise in welcher der chemische Brennstoff beziehungsweise der Kraftstoff verbrannt werden kann. Dadurch kann das Kraftfahrzeug beispielsweise von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden. Beispielsweise ist der chemische Brennstoff beziehungsweise der Kraftstoff Wasserstoff.
Vorzugsweise weist der Energiespeicher in seinem vollständig hergestellten Zustand das Speichergehäuse auf. Beispielsweise wird eine erste der Bauvarianten in einer ersten Variante des Kraftfahrzeugs verbaut beziehungsweise verwendet, wobei beispielsweise die zweite der Bauvarianten in einer zweiten Variante des Kraftfahrzeugs verbaut beziehungsweise verwendet wird. Unter der jeweiligen Variante kann insbesondere eine jeweilige Baureihe des Kraftfahrzeugs verstanden werden. Beispielsweise unterscheiden sich die Varianten des Kraftfahrzeugs hinsichtlich ihrer Ausstattung, insbesondere Sonderausstattung, voneinander. Alternativ oder zusätzlich können die Varianten des Kraftfahrzeugs unterschiedliche Fahrzeugtypen des Kraftfahrzeugs sein. Alternativ oder zusätzlich können sich die Varianten des Kraftfahrzeugs beispielsweise in ihren jeweiligen Fahrzeuggewichten voneinander unterschieden. Vorzugsweise umfasst das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand den Energiespeicher, insbesondere das Speichergehäuse. Der Energiespeicher kann insbesondere als Speichereinrichtung bezeichnet werden.
Das Baukastensystem weist ein, insbesondere bauvariantenübergreifendes, Gehäuseelement auf welches einen zum Aufnehmen, insbesondere zum Anordnen, wenigstens eines Speichermediums vorgesehenen Aufnahmeraums des Speichergehäuses zumindest teilweise, insbesondere vollständig begrenzt. Mit anderen Worten ausgedrückt ist der Aufnahmeraum zumindest teilweise, insbesondere vollständig von dem Gehäuseelement umgeben beziehungsweise abgedeckt, wobei das wenigstens eine Speichermedium in dem Aufnahmeraum aufnehmbar beziehungsweise anordnenbar ist.
Darunter, dass das Gehäuseteil bauvariantenübergreifen ist, kann insbesondere verstanden werden, dass sowohl die erste Bauvariante als auch die zweite Bauvariante das gleiche, insbesondere baugleiche Gehäuseelement aufweist. Somit ist das Gehäuseelement in der ersten und der zweiten Bauvariante bauvariantenübergreifend vorgesehen. Dies bedeutet, dass das Gehäuseelement sowohl für die erste Bauvariante als auch für die zweite Bauvariante verwendbar ist beziehungsweise verwendet wird. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind im vollständig hergestellten Zustand der Bauvarianten die Gehäuseelemente der Bauvarianten gleich, insbesondere baugleich beziehungsweise identisch.
Insbesondere dann, wenn der Energiespeicher als der elektrische Energiespeicher ausgebildet ist, kann das Speichermedium als, insbesondere elektrisches Speicherelement ausgebildet sein. Unter dem Speichermedium kann insbesondere elektrisch beziehungsweise elektrochemisch, insbesondere aktives, Zellmaterial verstanden werden. Das Speicherelement ist beispielsweise eine, insbesondere elektrische beziehungsweise elektrochemische, Speicherzelle. Unter der Speicherzelle kann insbesondere eine Batteriezelle verstanden werden. Vorzugsweise sind in dem Aufnahmeraum eine Vielzahl an Speicherzellen anordenbar beziehungsweise aufnehmbar. Beispielsweise ist in dem Aufnahmeraum wenigstens ein Speichermodul anordenbar, welches mehrere der Speicherzellen umfasst. Vorzugsweise ist in vollständig hergestelltem Zustand des elektrischen Energiespeichers in dem Aufnahmeraum das wenigstens eine Speicherelement, insbesondere die wenigstens eine Speicherzelle, aufgenommen beziehungsweise angeordnet.
Insbesondere dann, wenn der Energiespeicher zum Speichern des Brennstoffs ausgebildet ist, ist das Gehäuseelement beispielsweise als Wandung des Tanks ausgebildet. Somit kann das Gehäuseelement, insbesondere der Tank, beziehungsweise der Aufnahmeraum mit dem als Brennstoff ausgebildeten Speicherelement befüllt werden.
Das Speichermedium kann Teil des Energiespeichers sein oder das Speichermedium kann nicht Teil des Energiespeichers sein. Dies bedeutet, dass der Energiespeicher in seinem vollständig hergestellten Zustand das Speichermedium umfassen kann oder dass der Energiespeicher in seinem vollständig hergestellten Zustand das Speichermedium nicht umfassen kann. Insbesondere dann, wenn der Energiespeicher als elektrischer Energiespeicher ausgebildet ist, ist das Speichermedium, insbesondere das Speicherelement beziehungsweise die Speicherzelle vorzugsweise Teil des elektrischen Energiespeichers.
Das Baukastensystem weist wenigstens zwei, insbesondere bauvariantenspezifische, separat von dem Gehäuseelement ausgebildete und voneinander unterschiedliche Trag Strukturen auf, über welche das Speichergehäuse, insbesondere der Energiespeicher, an einem Aufbau des Kraftfahrzeugs zu halten ist. Mit anderen Worten ausgedrückt weist die jeweilige Tragstruktur jeweils wenigstens eine Anbindungsstelle auf, über welche das Speichergehäuse, insbesondere der Energiespeicher an dem Aufbau, insbesondere an einem Bodenelement, beispielsweise einem Hauptboden, des Aufbaus, beziehungsweise des Kraftfahrzeugs, befestigbar ist.
Unter dem Aufbau kann insbesondere ein Rohbau des Kraftfahrzeugs verstanden werden. Beispielsweise ist der Aufbau als, insbesondere selbsttragende, Karosserie des Kraftfahrzeugs ausgebildet.
Unter der T ragstruktur kann insbesondere ein jeweiliger T eil des Speichergehäuses verstanden werden, wobei eine Stabilität, insbesondere eine Festigkeit und/oder eine Steifigkeit des Speichergehäuses zumindest im Wesentlichen durch die Tragstruktur bewirkt wird. Dies bedeutet, dass die Tragstruktur mehr zu einer Gesamtfestigkeit beziehungsweise Gesamtsteifigkeit des Speichergehäuses beiträgt als das Gehäuseelement. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die jeweilige Tragstruktur zu einer Stabilität, insbesondere einer Steifigkeit und/oder Festigkeit, einer Karosserie des Kraftfahrzeugs beiträgt. Dies bedeutet, dass der das Speichergehäuse aufweisende Energiespeicher neben einer Bereitstellung von Antriebsenergie auch eine tragende Funktion für das Kraftfahrzeug, insbesondere die Karosserie des Kraftfahrzeugs, bewirken kann. Somit weist das Speichergehäuse beispielsweise einerseits das Gehäuseelement auf, um das Speichermedium, insbesondere die Speicherzelle, aufzunehmen, und andererseits kann das Speichergehäuse die Tragstruktur aufweisen, um einen strukturellen Beitrag zur Gesamtfahrzeugfunktion, insbesondere hinsichtlich der Stabilität, zu liefern. Beispielsweise ist das Gehäuseelement dafür vorgesehen, Dichtigkeitsanforderungen des Energiespeichers zu erfüllen. Dies bedeutet, dass eine Dichtigkeit des Energiespeichers, insbesondere des Aufnahmeraums, beispielsweise gegenüber einer Umgebung des Energiespeichers, durch das Gehäuseelement bewirkt werden kann. Um unterschiedliche Bauvarianten des Speichergehäuses besonders aufwandsarm und bedarfsgerecht realisieren zu können, ist es vorgesehen, dass eine erste der Bauvarianten des Speichergehäuses das, insbesondere bauvariantenübergreifende, Gehäuseelement und eine, insbesondere bauvariantenspezifische, erste der Trag Strukturen aufweist, welche bei der ersten Bauvariante mit dem Gehäuseelement verbunden ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist bei der ersten Bauvariante das Gehäuseelement und die erste Tragstruktur vorgesehen. Dies bedeutet, dass bei der ersten Bauvariante das Gehäuseelement und die erste Tragstruktur verwendet wird.
Die zweite Bauvariante des Speichergehäuses weist das, insbesondere bauvariantenübergreifende, Gehäuseelement und die, insbesondere bauvariantenspezifische, zweite Tragstruktur auf, welche bei der zweiten Bauvariante mit dem Gehäuseelement verbunden ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist bei der zweiten Bauvariante die zweite Tragstruktur vorgesehen. Dies bedeutet, dass bei der zweiten Bauvariante das Gehäuseelement und die zweite Tragstruktur verwendet werden.
Darunter, dass die erste Tragstruktur bauvariantenspezifisch ist beziehungsweise dass bei der ersten Bauvariante die erste Tragstruktur verwendet wird, kann insbesondere verstanden werden, dass die erste Tragstruktur bezogen auf die beiden Bauvarianten ausschließlich bei der ersten Bauvariante, jedoch nicht bei der zweiten Bauvariante verwendet wird. Dies bedeutet, dass die zweite Bauvariante vorzugsweise frei von der ersten Tragstruktur ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist beziehungsweise wird die zweite Tragstruktur nicht bei der zweiten Bauvariante vorgesehen.
Darunter, dass die zweite Tragstruktur bauvariantenspezifisch ist beziehungsweise dass bei der zweiten Bauvariante die zweite Tragstruktur verwendet wird, kann insbesondere verstanden werden, dass die zweite Tragstruktur bezogen auf die beiden Bauvarianten ausschließlich bei der zweiten Bauvariante, nicht jedoch bei der ersten Bauvariante verwendet wird. Dies bedeutet, dass die erste Bauvariante vorzugsweise frei von der zweiten Tragstruktur ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist beziehungsweise wird die zweite Tragstruktur nicht bei der ersten Bauvariante vorgesehen.
Dies bedeutet, dass der Energiespeicher, insbesondere das Speichergehäuse, in vollständig hergestelltem Zustand bei der ersten Bauvariante die erste Tragstruktur umfasst und vorzugsweise frei von der zweiten Tragstruktur ist. Äquivalent ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Energiespeicher, insbesondere das Speichergehäuse, bei der zweiten Bauvariante die zweite Tragstruktur aufweist und frei von der ersten Tragstruktur ist.
Somit kann unter der jeweiligen Tragstruktur insbesondere eine fahrzeugspezifische beziehungsweise fahrzeugfamilienspezifische jeweilige Tragstruktur verstanden werden.
Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Eine Integration des Energiespeichers in das Kraftfahrzeug kann eine mehrdimensionale Aufgabe darstellen. Beispielsweise können sich Kraftfahrzeuge, insbesondere innerhalb einer Architektur der Kraftfahrzeuge, hinsichtlich ihrer Anforderungen an den Energiespeicher unterschieden, insbesondere hinsichtlich Energieinhalt und/oder geometrischer wie struktureller Integration in das Kraftfahrzeug. Mit anderen Worten ausgedrückt können unterschiedliche Kraftfahrzeuge, insbesondere innerhalb einer Architektur der Kraftfahrzeuge, unterschiedliche Anforderungen an den Energiespeicher stellen. Diese Anforderungen können beispielsweise geometrischer Natur, insbesondere bezüglich eines Bauraums des Energiespeichers und struktureller Natur sein. Unter der geometrischen Natur kann beispielsweise verstanden werden, dass die Anforderungen einen Radstand und/oder eine Breite und/oder eine Höhe des Kraftfahrzeugs betreffen. Unter der strukturellen Natur kann insbesondere verstanden werden, dass die Anforderungen ein Fahrzeuggewicht und/oder eine elektrische Reichweite, insbesondere rein elektrische Reichweite, des Kraftfahrzeugs und/oder einen Energieinhalt des Energiespeichers betreffen. Üblicherweise kann es vorgesehen sein, Kraftfahrzeuge herzustellen, welche gleiche Energieinhalte aber unterschiedliche Bauräume, insbesondere für den Energiespeicher zur Verfügung stellen.
Üblicherweise kann es vorgesehen sein, ein herkömmliches Speichergehäuse bauvariantenspezifisch auszubilden, sodass insbesondere das Gehäuseelement und die Tragstruktur jeweils bauvariantenspezifisch ausgebildet sind. Dies bedeutet, dass die verschiedenen Varianten, insbesondere Bauraumvariationen zwischen den verschiedenen Kraftfahrzeugen, mit unterschiedlichen Gehäuseelementen und unterschiedlichen Tragstrukturen realisiert werden können. Somit kann bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen üblicherweise keine Baukastendarstellung beziehungsweise kein Baukastensystem für das Speichergehäuse vorgesehen sein.
Das erfindungsgemäße Baukastensystem ermöglicht es, je nach Wahl der Tragstruktur, das heißt in Abhängigkeit davon, welche der Tragstrukturen verwendet wird, das Speichergehäuse beziehungsweise den Energiespeicher bedarfsgerecht, insbesondere für die jeweilige Bauvariante, auszubilden. Dadurch ist es möglich, das Speichergehäuse beziehungsweise den Energiespeicher bedarfsgerecht und besonders aufwandsarm, insbesondere besonders kostengünstig, an die unterschiedlichen Varianten des Kraftfahrzeugs anzupassen. Somit können beispielsweise die Varianten der Fahrzeuge mit gleichen Anforderungen an Energieinhalt aber unterschiedlichen strukturellen Anforderungen mit dem identischen beziehungsweise bauvariantenübergreifenden Gehäuseelement ausgerüstet werden und Unterschiede in den strukturellen Anforderungen können durch Anpassung der Tragstruktur, das heißt durch die jeweilige bauvariantenspezifische Tragstruktur, dargestellt beziehungsweise bewirkt werden. Somit kann das insbesondere als Baukasten bezeichnete Baukastensystem aus Gehäuseelement und jeweiliger Tragstruktur geschaffen werden, wodurch besonders aufwandsarm, insbesondere besonders kostengünstig viele unterschiedliche Fahrzeugfamilien realisiert werden können. Ferner kann beispielsweise ein Gewicht des Speichergehäuses beziehungsweise des Energiespeichers bei der jeweiligen Bauvariante besonders gering gehalten werden. Dies bedeutet, dass spezifische Fahrzeuganforderungen mittels des erfindungsgemäßen Baukastensystems besonders kostengünstig und besonders gewichtsgünstig abgebildet werden können. Ferner können durch das erfindungsgemäße Baukastensystem beispielweise Energieinhalt und Dichtigkeit des Energiespeichers, insbesondere von Komponenten des Energiespeichers, sichergestellt werden.
Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das Gehäuseelement und die jeweilige Tragstruktur bei der jeweiligen Bauvariante derart gefügt sind, dass eine Gesamtheit der Anforderungen an den Energiespeicher in dem Kraftfahrzeug lediglich dann erfüllt werden kann, wenn das Gehäuseelement und die jeweilige Tragstruktur gefügt sind beziehungsweise miteinander verbunden sind.
Insbesondere dann, wenn der Energiespeicher an dem Bodenelement befestigt ist beziehungsweise im Unterflur des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, können Karosseriestrukturen, beispielsweise quer und/oder Längsträger, mit einem Bauraum beziehungsweise um den Bauraum des Energiespeichers konkurrieren. Dadurch, dass das Speichergehäuse das Gehäuseelement und die jeweilige separat von dem Gehäuseelement ausgebildete Tragstruktur aufweist, kann der Bauraum der Karosserie des Kraftahrzeugs besonders vorteilhaft gestaltet werden, insbesondere besonders geringgehalten werden. Insbesondere dann, wenn strukturelle Funktionen des Fahrzeugs sowohl durch die Karosseriestrukturen als auch durch die Tragstruktur des Energiespeichers abgebildet werden, kann der Bauraum der Karosserie beziehungsweise des Speichergehäuses besonders vorteilhaft gestaltet werden, insbesondere besonders geringgehalten werden.
Mit anderen Worten ausgedrückt, kann eine weitest gehende Trennung einer Tragfunktion des Energiespeichers beziehungsweise des Speichergehäuses von einer Anforderung an Energieinhalt und Dichtigkeit vorgesehen sein, wobei die Trennung durch ein Aufteilen des Speichergehäuses in das Gehäuseelement und die jeweilige Tragstruktur bewirkt werden kann, wobei das Gehäuseelement und die jeweilige Tragstruktur im vollständig hergestellten Zustand des Speichergehäuses miteinander gefügt sind. Insbesondere können dabei mittels des erfindungsgemäßen Baukastensystems besonders große Fahrzeugarchitekturen realisiert werden, bei welchen Kosten des üblicherweise besonders teuren Energiespeichers besonders gering gehalten werden können beziehungsweise vermindert werden können.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die jeweilige T ragstruktur als jeweiliger Tragrahmen ausgebildet ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist die jeweilige Tragstruktur rahmenförmig ausgebildet. Dies bedeutet, dass bei der ersten Bauvariante die erste Tragstruktur als erster Tragrahmen ausgebildet ist, welcher bei der ersten Bauvariante mit dem Gehäuseelement verbunden ist, wobei bei der zweiten Bauvariante die zweite Tragstruktur als von dem ersten Tragrahmen unterschiedlicher, zweiter Tragrahmen ausgebildet ist, welcher bei der zweiten Bauvariante mit dem Gehäuseelement verbunden ist. Dadurch kann eine Stabilität, insbesondere eine Festigkeit und/oder eine Steifigkeit, der jeweiligen Tragstruktur und damit des Speichergehäuses beziehungsweise des Energiespeichers besonders erhöht werden.
Darunter, dass die jeweilige Tragstruktur als jeweiliger Tragrahmen ausgebildet ist, kann insbesondere verstanden werden, dass die jeweilige Tragstruktur jeweils zwei voneinander beabstandete Seitenteile und zwei voneinander beabstandete Querteile aufweist. Die Seitenteile und die Querteile können zusammen einstückig ausgebildet sein. Alternativ können die Seitenteile und die Querteile jeweils separat voneinander ausgebildet und miteinander verbunden sein. Die Seitenteile können insbesondere als Längsteile bezeichnet werden.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass bei der jeweiligen Bauvariante das Gehäuseelement in der jeweiligen Tragstruktur, insbesondere in den jeweiligen Tragrahmen, aufgenommen ist. Dies bedeutet, dass bei der ersten Bauvariante das Gehäuseelement in der ersten Tragstruktur, insbesondere in dem ersten Tragrahmen, aufgenommen ist und dass bei der zweiten Bauvariante das Gehäuseelement in der zweiten Tragstruktur, insbesondere in dem zweiten Tragrahmen aufgenommen ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist bei der jeweiligen Bauvariante das Gehäuseelement zumindest teilweise von der jeweiligen Tragstruktur umgeben beziehungsweise abgedeckt. Wieder in anderen Worten ausgedrückt, begrenzt die jeweilige Tragstruktur einen, insbesondere von dem Aufnahmeraum unterschiedlichen, Aufnahmebereich zumindest teilweise, in welchem das Gehäuseelement anordenbar beziehungsweise aufnehmbar ist. Dadurch kann die Stabilität des Speichergehäuses besonders erhöht werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Gehäuseelement zwei separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Gehäuseteile umfasst. Mit anderen Worten ausgedrückt, kann das Gehäuseelement mehrteilig beziehungsweise mehrstückig ausgebildet sein. Dadurch kann das Gehäuseelement beispielsweise besonders aufwandsarm, insbesondere besonders kostengünstig, hergestellt werden. Ferner kann das Gehäuseelement beziehungsweise der Aufnahmeraum durch die beiden Gehäuseteile besonders dichtgehalten werden. Beispielsweise ist der Aufnahmeraum zumindest teilweise, insbesondere vollständig, durch die Gehäuseteile begrenzt.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass wenigstens eines der Gehäuseteile schalenförmig, insbesondere mehrschalig, beispielsweise zweischalig, ausgebildet ist. In anderen Worten ausgedrückt ist wenigstens eines der Gehäuseteile in Schalenbauweise, insbesondere in Mehrschalenbauweise, beispielweise in Zweischalenbauweise, ausgebildet. Dadurch kann das Speichergehäuse, insbesondere das Gehäuseteil, besonders aufwandsarm, insbesondere besonders kostengünstig, hergestellt werden. Beispielsweise sind beide Gehäuseteile schalenförmig ausgebildet. Mit anderen Worten ausgedrückt kann das Gehäuseelement in mehrschaliger Bauweise, insbesondere zweischaliger Bauweise, insbesondere Blechbauweise, ausgebildet sein. Dadurch können die Kosten des Gehäuseelements besonders geringgehalten werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Gehäuseelement, insbesondere eines der Gehäuseteile, wenigstens eine sich in Einbaulage des Gehäuseelements in dem Kraftfahrzeug in Fahrzeugquerrichtung des Kraftahrzeugs erstreckende Querstrebe aufweist. Mit anderen Worten ausgedrückt verläuft eine insbesondere als Haupterstreckungsrichtung bezeichnete Längserstreckungsrichtung der Querstrebe in Einbaulage des Gehäuseelements beziehungsweise des Speichergehäuses in dem Kraftfahrzeug parallel zur Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs. Dadurch kann eine Stabilität, insbesondere eine Steifigkeit und/oder eine Festigkeit, des Gehäuseelements besonders erhöht werden. Dadurch kann beispielsweise eine gewisse Eigensteifigkeit des Gehäuseelements bewirkt werden.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Gehäuseelement, insbesondere eines der Gehäuseteile, wenigstens eine Anbindungsstelle aufweist, über welche das Gehäuseelement beziehungsweise das Speichergehäuse, insbesondere direkt, an dem Aufbau, insbesondere dem Bodenelement, des Kraftfahrzeugs befestigbar ist. Die Anbindungsstelle des jeweiligen Tragrahmens kann, insbesondere zur Unterscheidung, beispielsweise als erste Anbindungsstelle bezeichnet werden und die Anbindungsstelle des Gehäuseelements kann beispielsweise als zweite Anbindungsstelle bezeichnet werden. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das Gehäuseelement über die wenigstens eine Anbindungsstelle, insbesondere direkt, an dem Aufbau des Kraftfahrzeugs zu halten. Dies bedeutet, dass in vollständig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs das Gehäuseelement über die zweite Anbindungsstelle, insbesondere direkt, mit dem Aufbau des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Dadurch kann eine besonders sichere Anbindung des Speichergehäuses beziehungsweise des Gehäuseelements an den Aufbau des Kraftfahrzeugs bewirkt werden. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Querstrebe die zweite Anbindungsstelle aufweist.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass bei der jeweiligen Bauvariante das Gehäuseelement und die jeweilige Tragstruktur miteinander verklebt sind. Dies bedeutet, dass bei der ersten Bauvariante das Gehäuseelement und die erste Tragstruktur miteinander verklebt sind und bei der zweiten Bauvariante das Gehäuseelement und die zweite Tragstruktur miteinander verklebt sind. Mit anderen Worten ausgedrückt sind das Gehäuseelement und die jeweilige Tragstruktur jeweils mittels Kleben verbunden. Dadurch können das Gehäuseelement und die jeweilige Tragstruktur besonders sicher, insbesondere besonders beständig, miteinander verbunden werden. Dabei kann die Stabilität des Speichergehäuses besonders erhöht werden. Ferner kann das Speichergehäuse besonders aufwandsarm, insbesondere besonders kostengünstig, hergestellt werden.
Alternativ oder zusätzlich können das Gehäuseelement und die jeweilige Tragstruktur beispielweise mittels Schrauben und/oder mittels Nieten, insbesondere Stanznieten und/oder mittels Rührreibschweißen und/oder mittels eines anderen, vorzugsweise nichtthermischen, Fügeverfahrens miteinander verbunden sein beziehungsweise werden. Um das Gehäuseelement und die jeweilige Tragstruktur besonders vorteilhaft miteinander verbinden zu können, kann eine Kombination aus Kleben und Schrauben vorgesehen sein. Dies bedeutet, dass das Gehäuseelement und die jeweilige Tragstruktur mittels Kleben und mittels Schrauben, insbesondere direkt, miteinander verbunden sind beziehungsweise werden. Somit kann eine Kombination aus Klebeverbindung und Schraubverbindung vorgesehenen sein. Dadurch kann die Klebeverbindung besonders vorteilhaft, insbesondere besonders aufwandsarm und/oder besonders sicher, aushärten. Insbesondere kann dabei durch Fixieren des Gehäuseelements und der jeweiligen Tragstruktur mittels der Schraubverbindung eine Aushärtezeit zum Aushärten eines zum Kleben vorgesehenen Klebestoffs besonders gering gehalten werden oder die Aushärtezeit kann entfallen.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass eine von den Bauvarianten unterschiedliche, dritte Bauvariante des Speichergehäuses ein von dem Gehäuseelement unterschiedliches, zweites Gehäuseelement, welches einen zum Aufnehmen beziehungsweise Anordnen des wenigstens einen Speichermediums vorgesehenen, insbesondere von dem Aufnahmeraum unterschiedlichen, zweiten Aufnahmeraum zumindest teilweise begrenzt, und eine der Tragstrukturen aufweist, mit welcher das zweite Gehäuseelement bei der dritten Bauvariante verbunden ist.
Darunter kann insbesondere folgendes verstanden werden: Das insbesondere als erste Gehäuseelement bezeichnete Gehäuseelement weist den insbesondere als ersten Aufnahmeraum bezeichneten Aufnahmeraum auf, wobei das zweite Gehäuseelement den von dem ersten Aufnahmeraum und unterschiedlichen, zweiten Aufnahmeraum aufweist. Darunter, dass die Aufnahmeräume unterschiedlich voneinander sind, kann insbesondere verstanden werden, dass ein jeweiliges zum Aufnehmen beziehungsweise anordnen des wenigstens eines Speichermediums vorgesehenes Volumen jeweils unterschiedlich groß ist. Bei der dritten Bauvariante werden eine der Tragstrukturen, beispielsweise die erste Tragstruktur, und das zweite Gehäuseelement verwendet beziehungsweise vorgesehen. Dabei werden bei der dritten Bauvariante vorzugsweise die andere der Tragstrukturen, beispielsweise die zweite Tragstruktur, und das erste Gehäuseelement nicht vorgesehen, was bedeutet, dass die dritte Bauvariante vorzugsweise frei von der anderen der Tragstrukturen, beispielsweise der zweiten Tragstruktur, und dem ersten Gehäuseelement ist. Bei der ersten und der zweiten Bauvariante wird jeweils das erste Gehäuseelement verwendet beziehungsweise vorgesehen. Dabei wird bei der ersten und der zweiten Bauvariante vorzugsweise nicht das zweite Gehäuseelement verwendet, was bedeutet, dass die erste und die zweite Bauvariante vorzugsweise jeweils frei von dem zweiten Gehäuseelement ist. Dies bedeutet, dass das erste Gehäuseelement bezogen auf die erste und die zweite Bauvariante bauvariantenübergreifend ausgebildet beziehungsweise vorgesehen ist, wobei die Gehäuseelemente bezogen auf die erste und die dritte Bauvariante beziehungsweise bezogen auf die zweite und die dritte Bauvariante bauvariantenspezifisch ausgebildet beziehungsweise vorgesehen sind. Beispielsweise ist beziehungsweise wird die dritte Bauvariante für eine von der ersten und der zweiten Variante unterschiedliche, dritte Variante des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Dadurch kann das Speichergehäuse bedarfsgerecht besonders aufwandsarm, insbesondere besonders kostengünstig, für die dritte Variante des Kraftfahrzeugs angepasst werden. Unter der dritten Variante kann insbesondere eine dritte Baureihe des Kraftfahrzeugs verstanden werden. Insbesondere können dabei durch das Baukastensystem viele unterschiedliche Fahrzeugfamilien besonders aufwandsarm, insbesondere besonders kostengünstig, mit einer überschaubaren Anzahl von unterschiedlichen Gehäuseelementen ausgestaltet werden. Dadurch können Kosten und Aufwand der Kraftfahrzeugherstellung besonders geringgehalten werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von wenigstens zwei, insbesondere voneinander unterschiedlichen, Bauvarianten eines ein Gehäuseelement und einer Tragstruktur aufweisenden Speichergehäuses für einen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Das Verfahren umfasst die Schritte:
Bereitstellen eines Gehäuseelements, welches eine zum Aufnehmen, insbesondere zum Anordnen, wenigstens eines Speichermediums vorgesehenen Aufnahmeraum des Speichergehäuses zumindest teilweise begrenzt, und Bereitstellen zweier separat von dem Gehäuseelement ausgebildeten und voneinander unterschiedlichen Tragstrukturen, über welche das Speichergehäuse an einem Aufbau des Kraftfahrzeugs zu halten ist.
Mit anderen Worten ausgedrückt wird bei einem insbesondere als ersten Schritt bezeichneten, Schritt des Verfahrens das Gehäuseelement bereitgestellt und bei einem insbesondere als zweiten Schritt bezeichneten Schritt des Verfahrens werden eine erste der Tragstrukturen und die zweite der Tragstrukturen bereitgestellt. Um unterschiedliche Bauvarianten bedarfsgerecht und besonders aufwandsarmt realisieren zu können, ist es vorgesehen, dass zum Herstellen einer ersten der Bauvarianten des Speichergehäuses das Gehäuseelement und die erste Tragstruktur vorgesehen werden, welche bei der ersten Bauvariante mit dem Gehäuseelement verbunden wird, und zum Herstellen der zweiten Bauvariante des Speichergehäuses das Gehäuseelement und die zweite Tragstruktur vorgesehen werden, welche bei der zweiten Bauvariante mit dem Gehäuseelement verbunden wird.
Ein weiterer Aspekt betrifft eine Verwendung eines Baukastensystems gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei das Baukastensystem verwendet wird, um wenigstens eine der Bauvarianten herzustellen. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des weiteren Aspektes anzusehen und umgekehrt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den 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 zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Baukastensystems; und
Fig. 2 eine schematische Draufsicht eines Speichergehäuses, welches in zwei
Bauvarianten mittels eines erfindungsgemäßen Baukastensystems herstellbar ist; und
Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht eines Gehäuseelements und einer
Tragstruktur des Speichergehäuses aus Fig. 2; und
Fig. 4 eine schematische Perspektivansicht der Tragstruktur aus Fig. 3; und Fig. 5 eine schematische Teilschnittansicht des Speichergehäuses aus Fig. 2; und
Fig. 6 eine schematische Teilschnittansicht des Speichergehäuses aus Fig. 2; und
Fig. 7 eine schematische Teilschnittansicht des Speichergehäuses aus Fig. 2
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines Baukastensystems 1 zur Herstellung von wenigstens zwei, insbesondere voneinander unterschiedlichen, Bauvarianten 2, 3 eines ein Gehäuseelement 4 und eine Tragstruktur
5 aufweisenden Speichergehäuse 7 für einen, insbesondere elektrischen, Energiespeicher für ein, insbesondere elektrisch antreibbares, Kraftfahrzeug. Fig. 2 zeigt das Speichergehäuse 7 in einer schematischen Draufsicht.
Das Speichergehäuse 7 weist ein Gehäuseelement 4 auf, welches insbesondere als Containment bezeichnet werden kann. Das Baukastensystem 1 weist zwei separat von dem Gehäuseelement 5 ausgebildete und voneinander unterschiedliche Tragstrukturen 5,
6 auf, über welche das Speichergehäuse 7 jeweils an einem Aufbau des Kraftfahrzeugs zu halten ist. In Fig. 2 ist exemplarisch eine erste der Tragstrukturen 5 gezeigt.
Fig. 3 zeigt das Gehäuseelement 4 und die erste Trag Struktur 5 in einer schematischen Perspektivansicht, wobei sich das Gehäuseelement 4 und die erste Tragstruktur 5 in Fig. 3 nicht in ihrer Einbaulage befinden. Dies bedeutet, dass sich das Speichergehäuse 7 in Fig. 3 nicht in seinem vollständig hergestellten Zustand befindet. Fig. 4 zeigt die erste Tragstruktur 5 in einer schematischen Perspektivansicht. Fig. 5 bis 7 zeigt das Speichergehäuse 7 jeweils in einer schematischen Teilschnittansicht. Dabei ist in Fig. 5 ein erster Schnitt A-A gezeigt, welcher zwischen Schnittbezugspunkten A verläuft, welche in Fig. 2 skizziert sind. Fig. 6 zeigt einen zweiten Schnitt B-B, welcher zwischen Schnittbezugspunkten B verläuft, welche in Fig. 2 skizziert sind. Fig. 7 zeigt einen dritten Schnitt C-C, welcher zwischen Schnittbezugspunkten C verläuft, welche in Fig. 2 skizziert sind. Das Gehäuseelement 4 begrenzt einen zum Aufnehmen, insbesondere zum Anordnen, wenigstens eines Speichermediums vorgesehenen Aufnahmeraum 9 des Speichergehäuses 7 zumindest teilweise, insbesondere vollständig. Dies bedeutet, dass der Aufnahmeraum 9 innerhalb des Gehäuseelements 4 angeordnet ist.
Um die Bauvarianten 2,3 bedarfsgerecht und besonders aufwandsarm herstellen zu können, ist es vorgesehen, dass eine erste der Bauvarianten 2 des Speichergehäuses 7 das Gehäuseelement 4 und die erste Tragstruktur 5 aufweist, welche bei der ersten Bauvariante 3 mit dem Gehäuseelement 4 verbunden ist. Die zweite Bauvariante 3 des Speichergehäuses 7 weist das Gehäuseelement 4 und die zweite Tragstruktur 6 auf, welche bei der zweiten Bauvariante 3 mit dem Gehäuseelement 4 verbunden ist. Dies bedeutet, dass das Gehäuseelement 4 bezogen auf die erste und die zweite Bauvariante 2, 3 bauraumübergreifend ausgebildet ist, und dass die jeweilige Tragstruktur 5, 6 bezogen auf die erste und die zweite Bauvariante 2, 3 bauvariantenspezifisch ausgebildet sind. Somit ist bei der ersten Bauvariante 2 das Speichergehäuse 7 über die erste Tragstruktur 5 an dem Aufbau gehalten und bei der zweiten Bauvariante 3 ist das Speichergehäuse 7 über die zweite Tragstruktur 6 an dem Aufbau gehalten. Dadurch kann beispielsweise für zwei unterschiedliche Varianten des Kraftfahrzeugs, welche beispielsweise gleiche Anforderungen hinsichtlich eines Energieinhaltes des Energiespeichers haben, das gleiche Gehäuseelement 4 verwendet werden, wobei durch die jeweiligen, unterschiedlichen Trag Strukturen 5, 6 bei den beiden Bauvarianten 2, 3 das Speichergehäuse 7 für die beiden Varianten des Kraftfahrzeugs jeweils bedarfsgerecht hinsichtlich geometrischer und/oder struktureller Anforderungen der jeweiligen Varianten angepasst werden kann. Dadurch kann das jeweilige Speichergehäuse 7 beziehungsweise die jeweilige Variante des Kraftfahrzeugs besonders aufwandsarm, insbesondere besonders kostengünstig, hergestellt werden.
Das Baukastensystem 1 kann für ein Verfahren zum Herstellen der wenigstens zwei Bauvarianten 2, 3 des Speichergehäuses verwendet werden. Bei den Verfahren werden das Gehäuseelement 4 und die Trag Strukturen 5, 6 bereitgestellt, wobei zum beziehungsweise beim Herstellen der ersten Bauvariante 2 des Speichergehäuses 7 das Gehäuseelement 4 und die erste Tragstruktur 5 vorgesehen werden, welche bei der ersten Bauvariante 2 mit dem Gehäuseelement 4 verbunden wird, und zum beziehungsweise beim Herstellen der zweiten Bauvariante 3 des Speichergehäuses 7 werden das Gehäuseelement 4 und die zweite Tragstruktur 6 vorgesehen, welche bei der zweiten Bauvariante 3 mit dem Gehäuseelement 4 verbunden wird. In einer weiteren Ausführungsform ist eine von den Bauvarianten 2,3 unterschiedliche, dritte Bauvariante 10 des Speichergehäuses 7 vorgesehen. Die dritte Bauvariante 10 des Speichergehäuses 7 weist ein von dem insbesondere als erstes Gehäuseelement 4 bezeichneten Gehäuseelement 4 unterschiedliches, zweites Gehäuseelement 11 auf, welches einen zum Aufnehmen, insbesondere Anordnen, des wenigstens eines Speichermediums vorgesehenen, zweiten Aufnahmeraum 11a zumindest teilweise, insbesondere vollständig, begrenzt. Die dritte Bauvariante 10 weist eine der Trag Strukturen 5,6, beispielsweise die erste Tragstruktur 5, auf, mit welcher das zweite Gehäuseelement 11 bei der dritten Bauvariante 10 verbunden ist. Beispielsweise ist die dritte Bauvariante 10 für eine dritte Variante des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Somit kann das Speichergehäuse 7 mittels des Baukastensystems 1 besonders aufwandsarm, insbesondere besonders kostengünstig, für die dritte Variante des Kraftfahrzeugs angepasst werden, beispielsweise hinsichtlich des Energieinhalts des Energiespeichers.
Beispielsweise ist es vorgesehen, dass eine von den Bauvarianten 2, 3, 10 unterschiedliche, vierte Bauvariante 12 des Speichergehäuses 7 das zweite Gehäuseelement 9 und die andere der Tragstrukturen 5, 6, beispielsweise die zweite Trag Struktur 6, aufweist. Dies bedeutet, dass das zweite Gehäuseelement 11 bezogen auf die dritte und die vierte Bauvariante 10, 12 bauvariantenübergreifend ausgebildet ist. Bezogen auf die erste und die dritte Bauvariante 2, 10 und/oder bezogen auf die erste und die vierte Bauvariante 2, 12 und/oder bezogen auf die zweite und die dritte Bauvariante 3, 10 und/oder bezogen auf die zweite und die vierte Bauvariante 3, 12 sind die Gehäuseelemente 4, 11 bauvariantenspezifisch ausgebildet. Beispielsweise ist die erste Tragstruktur 5 bezogen auf die erste und die dritte Bauvariante 2, 10 bauvariantenübergreifend ausgebildet. Beispielsweise ist die zweite Tragstruktur 6 bezogen auf die zweite und die vierte Bauvariante 3, 12 bauvariantenübergreifend ausgebildet. Beispielweise ist die erste Tragstruktur 5 bezogen auf die erste und die dritte Bauvariante 2, 10 bauvariantenübergreifend ausgebildet. Beispielsweise sind die Trag Strukturen 5, 6 bezogen auf die erste und die zweite Bauvariante 2, 3 und/oder bezogen auf die erste und die vierte Bauvariante 2, 12 und/oder bezogen auf die zweite und die dritte Bauvariante 3, 10 und/oder bezogen auf die dritte und die vierte Bauvariante 10, 12 bauvariantenspezifisch ausgebildet.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die jeweilige Tragstruktur 5, 6 als jeweiliger Tragrahmen 13 ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die jeweilige Tragstruktur 5, 6 beispielsweise jeweils zwei voneinander beabstandete Längsteile 14, 15 und jeweils zwei voneinander beabstandete Querteile 16, 17 aufweist. Dies ist in Fig. 4 gezeigt. Dadurch kann die jeweilige Tragstruktur 5, 6 besonders stabil ausgebildet werden. Dadurch kann eine Stabilität des Speichergehäuses 7 besonders erhöht werden. Beispielsweise erstrecken sich die Längsteile 14, 15 in Einbaulage des Speichergehäuses 7 beziehungsweise der jeweiligen Tragstruktur 5, 6 in dem Kraftfahrzeug in Fahrzeuglängsrichtung. Beispielsweise erstrecken sich die Querteile 16, 17 in Einbaulage des Speichergehäuses 7 beziehungsweise der jeweiligen Tragstruktur 5, 6 in dem Kraftfahrzeug in Fahrzeugquerrichtung 8.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass bei der jeweiligen Bauvariante 2, 3, 10, 12 das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 in der jeweiligen T ragstruktur 5, 6 aufgenommen ist. Mit anderen Worten ausgedrückt begrenzt die jeweilige Tragstruktur 5, 6 einen jeweiligen, insbesondere von den Aufnahmeräumen 9, 11a unterschiedlichen, Aufnahmebereich 18, in welchem das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 anordenbar beziehungsweise aufnehmbar ist. Beispielsweise wird das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 bei der jeweiligen Bauvariante 2, 3, 10, 12 in die jeweilige Tragstruktur 5, 6, insbesondere in den Aufnahmebereich 18 beziehungsweise den Tragrahmen 13, eingesetzt.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 jeweils 2 separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Gehäuseteile 19, 20 umfasst. Vorzugsweise ist wenigstens eines der Gehäuseteile 19, 20 schalenförmig ausgebildet. Beispielsweise sind beide Gehäuseteile 19, 20 schalenförmig ausgebildet. Dadurch kann eine Stabilität des jeweiligen Gehäuseelements 4, 11 besonders erhöht werden. Ferner kann das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 besonders kostengünstig hergestellt werden. Beispielsweise ist das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 , insbesondere das jeweilige Gehäuseteil 19, 20, jeweils aus Blech gebildet. Dies kann insbesondere als Blechbauweise bezeichnet werden. Alternativ kann das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 aus Kunststoff gebildet sein. Dies bedeutet, dass die jeweilige Tragstruktur 5, 6 dazu ausgebildet sein kann, einen Verbund der jeweiligen Tragstruktur 5, 6 mit dem aus dem Kunststoff gebildete Gehäuseelement 4, 11 zu befähigen. Beispielweise ist die jeweilige Tragstruktur 5, 6 in Profilbauweise, insbesondere Aluminiumprofilbauweise, oder in Schalenbauweise, insbesondere Stahlschalenbauweise, ausgeführt.
Beispielsweise ist das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 und die jeweilige T ragstruktur 5, 6 bei der jeweiligen Bauvariante 2, 3, 10, 12 mittels eines nichtthermischen Fügeverfahrens miteinander gefügt. Beispielsweise sind bei der jeweiligen Bauvariante 2, 3, 10, 12 das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 und die jeweilige Tragstruktur 5, 6 miteinander verklebt. Alternativ können bei der jeweiligen Bauvariante 2, 3, 10, 12 das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 und die jeweilige Tragstruktur 5, 6 beispielsweise miteinander verschraubt sein oder mittels Nieten, insbesondere Stanznieten, oder mittels Rührreibschweißen miteinander verbunden sein. In Fig. 3 sind exemplarisch Fügeflächen 21 , 22 gezeigt, an welchen das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 und die jeweilige Trag Struktur 5, 6 miteinander gefügt werden können. Vorzugsweise sind die jeweiligen Fügeflächen 21, 22 Klebeflächen. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die jeweilige Tragstruktur 5, 6 und das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 miteinander verklebt und miteinander verschraubt sind. Dadurch können die jeweilige Tragstruktur 5, 6 und das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 beispielsweise während eines Trocknens eines zum Kleben vorgesehenen Klebstoffs besonders sicher fixiert werden.
In Fig. 5 bis 7 sind jeweilige insbesondere als Klebstoffbereiche bezeichnete Bereiche 21a, 22a gezeigt, in beziehungsweise an welchen Klebstoff einbringbar beziehungsweise aufbringbar ist, um das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 und die jeweilige T ragstruktur 5, 6 miteinander zu verkleben. Beispielsweise sind die Bereiche 21a, 22a als jeweilige Klebeflansche ausgebildet.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die jeweilige Tragstruktur 5, 6 jeweils wenigstens eine Anbindungsstelle 23 aufweist, über welche das Speichergehäuse 7 beziehungsweise die jeweilige Tragstruktur 5, 6 an dem Aufbau des Kraftfahrzeugs, insbesondere an einem Bodenelement des Aufbaus, befestigbar ist. In dem Ausführungsbeispiel sind mehrere Anbindungsstellen 23 vorgesehen, über welcher das Speichergehäuse 7 beziehungsweise die jeweilige Tragstruktur 5, 6 an dem Aufbau, insbesondere an dem Bodenelement, des Kraftfahrzeugs befestigbar ist. Beispielsweise ist das Bodenelement als Hauptboden des Aufbaus ausgebildet. Beispielsweise kann das Speichergehäuse 7 über die jeweilige Anbindungsstelle 23 mit dem Aufbau des Kraftfahrzeugs verschraubt werden. Beispielsweise ist die jeweilige Anbindungsstelle 23 als Buchse beziehungsweise buchsenförmig ausgebildet. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass die jeweilige Anbindungsstelle ein jeweiliges Gewinde aufweisende Aufnahmebuchse zum Aufnehmen eines Schraubelements aufweist.
Beispielsweise ist es vorgesehen, dass bei der jeweiligen Bauvariante 2, 3, 10, 12 die jeweilige T ragstruktur 5, 6 und das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 , insbesondere direkt, flächig, insbesondere großflächig, einander anliegen. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass die jeweilige Tragstruktur 5, 6, insbesondere große, geschlossene Querschnitte entlang einer Längsrichtung und einer Querrichtung des jeweiligen Gehäuseelements 4, 11 erzeugt beziehungsweise bildet. Durch diese Querschnitte, insbesondere durch eine Verbindung der Querschnitte mit dem jeweiligen Gehäuseelement 4, 11 , können beispielsweise Struktureigenschaften des gesamten Kraftfahrzeugs besonders verbessert werden. Dies bedeutet, dass beispielsweise eine Stabilität der Karosserie des Kraftfahrzeugs besonders erhöht werden kann.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 wenigstens eine sich in Einbaulage des jeweiligen Gehäuseelements 4, 11 beziehungsweise des Speichergehäuses 7 in dem Kraftfahrzeug in Fahrzeugquerrichtung 8 des Kraftfahrzeugs erstreckende Querstrebe 24 auf. In dem in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 jeweils zwei Querstreben 24 auf, welche sich in Einbaulage des jeweiligen Gehäuseelements 4, 11 in dem Kraftfahrzeug in Fahrzeugquerrichtung 8 des Kraftfahrzeugs erstrecken. Dadurch kann die Stabilität des jeweiligen Gehäuseelements 4, 11 besonders erhöht werden.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 wenigstens eine, insbesondere von der jeweiligen Anbindungsstelle 23 unterschiedliche, insbesondere als zweite Anbindungsstelle 25 bezeichnete, Anbindungsstelle 25 aufweist, über welche das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 an dem Aufbau, insbesondere an dem Bodenelement, des Kraftfahrzeugs befestigbar ist. In dem in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 mehrere Anbindungsstellen 25 auf, über welche das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 an dem Aufbau, insbesondere an dem Bodenelement, des Kraftfahrzeugs befestigbar ist.
Vorzugsweise ist wenigstens eine der Anbindungsstellen 25 an beziehungsweise auf der jeweiligen Querstrebe 24 angeordnet. Dadurch kann das jeweilige Gehäuseelement 4, 11 besonders sicher beziehungsweise besonders fest mit dem Aufbau des Kraftfahrzeugs verbunden werden.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist es beispielsweise vorgesehen, dass die jeweilige Tragstruktur 5, 6 jeweils wenigstens ein Strangpressprofil 26 aufweist.
Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das Speichergehäuse 7 beziehungsweise der Energiespeicher in Einbaulage in dem Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung unterhalb des Bodenelements, insbesondere des Hauptbodens, angeordnet ist. Dadurch kann ein Bauraum des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Karosserie, besonders vorteilhaft gestaltet werden, insbesondere besonders geringgehalten werden. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass der jeweilige Aufnahmeraum 9, 11a dazu ausgebildet ist wenigstens eine elektronische Recheneinrichtung aufzunehmen. Dies bedeutet, dass in vollständig hergestelltem Zustand des Energiespeichers in dem jeweiligen Aufnahmeraum 9, 11a die wenigstens eine elektronische Recheneinrichtung angeordnet sein kann. Beispielsweise ist die elektronische Recheneinrichtung als Steuergerät ausgebildet. Vorzugsweise ist die elektronische Recheneinrichtung zum Betreiben beziehungsweise zum Steuern des Energiespeichers vorgesehen.
Bezugszeichenliste
1 Baukastensystem
2 erste Bauvariante
3 zweite Bauvariante
4 erstes Gehäuseelement
5 erste Tragstruktur
6 zweite Tragstruktur
7 Speichergehäuse
8 Fahrzeugquerrichtung
9 erster Aufnahmeraum
10 dritte Bauvariante
11 zweites Gehäuseelement
11a zweiter Aufnahmeraum
12 vierte Bauvariante
13 Tragrahmen
14 Längsteil
15 Längsteil
16 Querteil
17 Querteil
18 Aufnahmebereich
19 Gehäuseteil
20 Gehäuseteil
21 Fügefläche 21a Bereich
22 Fügefläche
22a Bereich
23 Anbindungsstelle
24 Querstrebe
25 Anbindungsstelle
26 Strangpressprofil
A Schnittbezugspunkt
B Schnittbezugspunkt
C Schnittbezugspunkt
A-A erster Schnitt
A-B zweiter Schnitt
C-C dritter Schnitt

Claims

Patentansprüche Baukastensystem (1) zur Herstellung von wenigstens zwei Bauvarianten (2,3) eines ein Gehäuseelement (4) und eine Tragstruktur (5) aufweisenden Speichergehäuses (7) für einen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuseelement (4), welches einen zum Aufnehmen wenigstens eines Speichermediums vorgesehen Aufnahmeraum (9) des Speichergehäuses (7) zumindest teilweise begrenzt, und mit zwei separat von dem Gehäuseelement (4) ausgebildeten und voneinander unterschiedlichen Tragstrukturen (5,6), über welche das Speichergehäuse (7) an einem Aufbau des Kraftfahrzeugs zu halten ist, wobei
• eine erste der Bauvarianten (2) des Speichergehäuses (7) das Gehäuseelement (4) und eine erste der Tragstrukturen (5) aufweist, welche bei der ersten Bauvariante (2) mit dem Gehäuseelement (4) verbunden ist, und
• die zweite Bauvariante (3) des Speichergehäuses (7) das Gehäuseelement (4) und die zweite Tragstruktur (6) aufweist, welche bei der zweiten Bauvariante (3) mit dem Gehäuseelement (4) verbunden ist. Baukastensystem (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Tragstruktur (5,6) als jeweiliger Tragrahmen (13) ausgebildet ist. Baukastensystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der jeweiligen Bauvariante (2,3) das Gehäuseelement (4) in der jeweiligen Tragstruktur (5,6) aufgenommen ist. Baukastensystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseelement (4) zwei separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Gehäuseteile (19, 20) umfasst. Baukastensystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Gehäuseteile (19,20) schalenförmig ausgebildet ist. Baukastensystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseelement (4) wenigstens eine sich in Einbaulage des Gehäuseelements (4) in dem Kraftfahrzeug in Fahrzeugquerrichtung (8) des Kraftfahrzeugs erstreckende Querstrebe (24) aufweist. Baukastensystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseelement (4) wenigstens eine Anbindungsstelle (25) aufweist, über welche das Gehäuseelement (4) an dem Aufbau des Kraftfahrzeugs befestigbar ist. Baukastensystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der jeweiligen Bauvariante (2, 3) das Gehäuseelement (4) und die jeweilige Tragstruktur (5, 6) miteinander verklebt sind. Baukastensystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine von den Bauvarianten (2,3) unterschiedliche, dritte Bauvariante (10) des Speichergehäuses (7) ein von dem Gehäuseelement (4) unterschiedliches, zweites Gehäuseelement (11), welches einen zum Aufnehmen des wenigstens einen Speichermediums vorgesehen, zweiten Aufnahmeraum (11a) zumindest teilweise begrenzt, und eine der Tragstrukturen (5,6) aufweist, mit welcher das zweite Gehäuseelement (11) bei der dritten Bauvariante (10) verbunden ist. Verfahren zum Herstellen von wenigstens zwei Bauvarianten (2,3) eines ein Gehäuseelement (4) und eine Tragstruktur (5) aufweisenden Speichergehäuses (7) für einen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug, mit den Schritten:
• Bereitstellen eines Gehäuseelements (4), welches einen zum Aufnehmen wenigstens eines Speichermediums vorgesehen Aufnahmeraum (9) des Speichergehäuses (7) zumindest teilweise begrenzt, und • Bereitstellen zweier separat von dem Gehäuseelement (4) ausgebildeten und voneinander unterschiedlichen Tragstrukturen (5,6), über welche das Speichergehäuse (7) an einem Aufbau des Kraftfahrzeugs zu halten ist, wobei:
• zum Herstellen einer ersten der Bauvarianten (2) des Speichergehäuses (7) das Gehäuseelement (4) und eine erste der Tragstrukturen (5) vorgesehen werden, welche bei der ersten Bauvariante (2) mit dem Gehäuseelement (4) verbunden wird, und
• zum Herstellen der zweiten Bauvariante (3) des Speichergehäuses (7) das Gehäuseelement (4) und die zweite Tragstruktur (6) vorgesehen werden, welche bei der zweiten Bauvariante (3) mit dem Gehäuseelement (4) verbunden wird.
PCT/EP2023/061834 2022-05-30 2023-05-04 Baukastensystem zur herstellung von wenigstens zwei bauvarianten eines speichergehäuses für ein kraftfahrzeug sowie verfahren WO2023232385A1 (de)

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