AT515538A4 - Verfahren zur Anordnung einer Batterie innerhalb eines Fahrzeuges - Google Patents

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AT515538A4 ATA50250/2014A AT502502014A AT515538A4 AT 515538 A4 AT515538 A4 AT 515538A4 AT 502502014 A AT502502014 A AT 502502014A AT 515538 A4 AT515538 A4 AT 515538A4
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anordnung zumindest einer wiederaufladbaren Batterie (200) innerhalb eines Fahrzeugs (100) mit einer Fahrzeugkarosserie (110), wobei die zumindest eine Batterie (200) in einem Hohlraum (120) in der Fahrzeugkarosserie (110) eingeschäumt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anordnung zumindest einerwiederaufladbaren Batterie innerhalb eines Fahrzeugs.
Aufladbare Batterien, sogenannte Akkumulatoren sind in allen Bereichen derTechnik anzutreffen. In der Automobilindustrie werden derartige Akkumulatoren füralternative Antriebssysteme eingesetzt, wobei in diesem Bereich hoheAnforderungen an Leistung, Betriebssicherheit und Wartung der eingesetztenEnergiespeicher gestellt wird. Insbesondere ist es für die Betriebssicherheiterforderlich, die aufladbaren Batterien vor mechanischen und/oder thermischenBeschädigungen zu schützen, wobei hierzu unterschiedliche Halterungen zurFixierung der Batterie innerhalb der Fahrzeugkarosserie bekannt geworden sind.
So beschreibt die DE 100 38 718 Al eine Halterung für eine Batterie in einemKraftfahrzeug, wobei die Innenkontur der Halterung zu der Außenkontur derBatterie formkomplementär ausgebildet ist, sodass die Batterie in der Halterungspielfrei einsetzbar ist. Des Weiteren ist die Außenkontur der Halterung zu denumgebenden Karosseriebauteilen des Kraftfahrzeuges formkomplementärausgebildet, so dass die Halterung bewegungsfrei gelagert ist. Hierbei istbevorzugterweise die Batterie von der Halterung im Wesentlichen vollständigumschlossen, die gegebenenfalls aus Hartschaum hergestellt ist. Die Herstellungdieser kompliziert aufgebauten Hartschäume erfordert den Einsatz von aufwendighergestellten Schäumformen, deren Bereitstellung daher äußert kostspielig ist.Zudem hat jegliche Änderung am Batterieaufbau zur Folge, dass eine neueSchäumform mit den veränderten Außenabmessungen bereitgestellt werden muss.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die oben beschriebenen Nachteile des Standsder Technik zu beseitigen und ein Verfahren zur Anordnung einer Batterie innerhalbeiner Fahrzeugkarosserie bereitzustellen, die eine Montage des Energiespeichersauf rasche und einfache Weise ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs erwähntenArt dadurch gelöst, dass die zumindest eine Batterie in einem Hohlraum in derFahrzeugkarosserie eingeschäumt wird. Durch das direkte Einschäumen derBatterie innerhalb der Fahrzeugkarosserie ist diese ohne Verwendung vonkomplizierten Schäumungsformen zur Gänze von Schaummaterial umgeben, dasnach dem Aushärten die Batterie vor mechanischen Beeinträchtigungen schützt.
Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, dass die Batterie, üblicherweise ausmehreren Zellmodulen bestehend, in einem Hohlraum der Fahrzeugkarosserieangeordnet, beispielsweise mittels Schrauben befestigt wird, anschließend eineAbdeckplatte am Unterboden des Fahrzeuges angeordnet wird, und schließlich überzumindest eine Zuführung, vorzugsweise über mehrere Einlassöffnungen in derAbdeckplatte das Schaummaterial in den Hohlraum zur Batterie hingeführt wird. DieModule sind hierbei üblicherweise vorverpresst, so dass die einzelnen Batteriezelleninnerhalb der Zellmodule in ihrer Position zueinander fixiert sind.
Hierbei ist vorgesehen, dass als Schaummaterial beispielsweise Polyurethan-,Epoxy-, Hart oder Weichschäume eingesetzt werden. Diese Materialien sindinsbesondere für das Ausschäumen von Hohlraumstrukturen geeignet.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass dasSchaummaterial ein Mehrschichtschaumsystem ist, das vorzugsweise in mehrerenSchritten in den Hohlraum eingebracht wird. Hierbei weisen die einzelnenSchaumschichten gegebenenfalls unterschiedliche physikalische und/oderchemische Eigenschaften auf. In einer besonders bevorzugten Ausführung derErfindung ist beispielsweise vorgesehen, dass das Schaumsystem oder zumindesteine Schaumschicht des Schaumsystems brandhemmende Eigenschaften aufweist,was die Betriebssicherheit des Fahrzeuges mit einer wiederaufladbaren Batterieweiter erhöht.
Beim Ausschäumen von Hohlräumen entstehen üblicherweise höhere Temperaturenaufgrund der auftretenden Reaktionswärme, die gegebenenfalls die Batteriezellenund/oder Steuerungselemente der Batterie beeinträchtigen können. In einerweiteren Ausführung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass ein batterieeigenesKühlsystem zur Steuerung der Prozesstemperatur beim Einschäumen verwendetwird. Üblicherweise sind wiederaufladbare Batterien mit entsprechendenKühlsystemen für deren Betrieb ausgestattet, so dass diese während desEinschäumens eingesetzt werden können.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass neben den Batteriemodulenzusätzliche Bauteile, wie Kühlleitungen, Wärmetauschersysteme,Versteifungselement und/oder Steuerungselemente miteingeschäumt werden.Dadurch werden diese Elemente zusätzlich in ihrer Position relativ zurwiederaufladbaren Batterie bzw. der Fahrzeugkarosserie fixiert.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass dieeingeschäumte Batterie aus dem Hohlraum der Fahrzeugkarosserie entnehmbar ist.Hierbei ist der Hohlraum der Fahrzeugkarosserie ohne Hinterschnitte ausgeführt,sodass bei Bedarf nach Entfernung einer allfälligen Abdeckplatte oder anderenFixiereinrichtungen am Fahrzeug der Schaumblock mit der Batterie aus demFahrzeug entfernt und gegebenenfalls eine neue Batterie eingeschäumt werdenkann.
Im Folgenden wird anhand eines nicht-einschränkenden Ausführungsbeispiels mitzugehörigen Figuren die Erfindung näher erläutert. Darin zeigen die Fig. 1 in einerschematischen Darstellung die Anordnung mehrerer Batteriemodule innerhalb derFahrzeugkarosserie sowie Fig. 2 die eingeschäumte Batterie.
In der Fig. 1 ist schematisch ein Fahrzeug 100 mit einer Fahrzeugkarosserie 110dargestellt. Die Fahrzeugkarosserie 110 weist einen Hohlraum 120 auf, in dem eineBatterie 200 anordenbar ist. Diese Batterie 200 ist wiederaufladbar und besteht ausmehreren Batteriemodulen 210, die wiederum als Zellstapel mit einer Vielzahl vonBatteriezellen 220 ausgeführt sind. Diese Batteriemodule werden über geeigneteBefestigungsvorrichtungen 230 in dem Hohlraum 120 angeordnet, undbeispielsweise mittels Schrauben 240 fixiert. Anschließend wird eine Abdeckplatte130, hier als Bodenblech ausgeführt, an der Fahrzeugkarosserie 110 derartangeordnet, dass der Hohlraum 120 nach außen hin abgedichtet ist.
Wie in Fig. 2 dargestellt weist die Abdeckplatte 130 Einlassöffnungen 131 auf, überdie der in den Hohlraum 120 einzubringende Schaum 300 unter Druck eingespritztwird. Der rasch expandierende Schaum 300, üblicherweise einZweikomponentenschaum, füllt hierbei den Hohlraum 120 in derFahrzeugkarosserie 110 zur Gänze aus, sodass die darin angeordnetewiederaufladbare Batterie 200 zur Gänze von Schaummaterial 300 umgeben unddamit gegen mechanische und/oder thermische Beschädigungen geschützt ist.
Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das dargestellteAusführungsbeispiel beschränkt ist, insbesondere kann die Art und Anordnung derwiederaufladbaren Batterie innerhalb eines oder mehrerer Hohlräume derFahrzeugkarosserie auf unterschiedlichste Weise erfolgen, ebenso kann die Zufuhrvon Schäummaterial an jeder geeigneten Stelle, die ein gleichmäßiges undvollständiges Ausfüllen des Hohlraumes ermöglicht, durchgeführt werden.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Anordnung zumindest einer vorzugsweise wiederaufladbarenBatterie (200) innerhalb eines Fahrzeugs (100) mit einer Fahrzeugkarosserie(110), dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Batterie (200) ineinem Hohlraum (120) in der Fahrzeugkarosserie (110) eingeschäumt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alsSchaummaterial (300) Polyurethan-, Epoxy-, Hart- oder Weichschäumeeingesetzt werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dasSchaummaterial (300) ein Mehrschichtschaumsystem ist.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass das Schaummaterial (300) brandhemmende Eigenschaften aufweist.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass ein batterieeigenes Kühlsystem zur Steuerung der Prozesstemperaturbeim Einschäumen verwendet wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass zusätzliche Bauteile, wie Kühlleitungen, Wärmetauschersysteme,Versteifungselemente und/oder Steuerungselemente miteingeschäumtwerden.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,dass die eingeschäumte Batterie (200) aus dem Hohlraum (120) derFahrzeugkarosserie (110) entnehmbar ist.
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