AT515538B1 - Verfahren zur Anordnung einer Batterie innerhalb eines Fahrzeuges - Google Patents

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AT515538B1 ATA50250/2014A AT502502014A AT515538B1 AT 515538 B1 AT515538 B1 AT 515538B1 AT 502502014 A AT502502014 A AT 502502014A AT 515538 B1 AT515538 B1 AT 515538B1
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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

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anordnung zumindest einer wiederaufladbarenBatterie innerhalb eines Fahrzeugs.
[0002] Aufladbare Batterien, sogenannte Akkumulatoren sind in allen Bereichen der Technikanzutreffen. In der Automobilindustrie werden derartige Akkumulatoren für alternative Antriebs¬systeme eingesetzt, wobei in diesem Bereich hohe Anforderungen an Leistung, Betriebssicher¬heit und Wartung der eingesetzten Energiespeicher gestellt werden. Insbesondere ist es für dieBetriebssicherheit erforderlich, die aufladbaren Batterien vor mechanischen und/oder thermi¬schen Beschädigungen zu schützen, wobei hierzu unterschiedliche Halterungen zur Fixierungder Batterie innerhalb der Fahrzeugkarosserie bekannt geworden sind.
[0003] So beschreibt die DE 100 38 718 A1 eine Halterung für eine Batterie in einem Kraftfahr¬zeug, wobei die Innenkontur der Halterung zu der Außenkontur der Batterie formkomplementärausgebildet ist, sodass die Batterie in der Halterung spielfrei einsetzbar ist. Des Weiteren ist dieAußenkontur der Halterung zu den umgebenden Karosseriebauteilen des Kraftfahrzeugesformkomplementär ausgebildet, so dass die Halterung bewegungsfrei gelagert ist. Hierbei istbevorzugterweise die Batterie von der Halterung im Wesentlichen vollständig umschlossen, diegegebenenfalls aus Hartschaum hergestellt ist. Die Herstellung dieser kompliziert aufgebautenHartschäume erfordert den Einsatz von aufwendig hergestellten Schäumformen, deren Bereit¬stellung daher äußert kostspielig ist. Zudem hat jegliche Änderung am Batterieaufbau zur Folge,dass eine neue Schäumform mit den veränderten Außenabmessungen bereitgestellt werdenmuss.
[0004] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die oben beschriebenen Nachteile des Stands derTechnik zu beseitigen und ein Verfahren zur Anordnung einer Batterie innerhalb einer Fahr¬zeugkarosserie bereitzustellen, das eine Montage des Energiespeichers auf rasche und einfa¬che Weise ermöglicht.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs erwähnten Artdadurch gelöst, dass die zumindest eine Batterie in einem Hohlraum in der Fahrzeugkarosserieeingeschäumt wird. Durch das direkte Einschäumen der Batterie innerhalb der Fahrzeugkaros¬serie ist diese ohne Verwendung von komplizierten Schäumungsformen zur Gänze vonSchaummaterial umgeben, das nach dem Aushärten die Batterie vor mechanischen Beeinträch¬tigungen schützt.
[0006] Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, dass die Batterie, üblicherweise aus mehrerenZellmodulen bestehend, in einem Hohlraum der Fahrzeugkarosserie angeordnet, beispielswei¬se mittels Schrauben befestigt wird, anschließend eine Abdeckplatte am Unterboden des Fahr¬zeuges angeordnet wird, und schließlich über zumindest eine Zuführung, vorzugsweise übermehrere Einlassöffnungen in der Abdeckplatte das Schaummaterial in den Hohlraum zur Batte¬rie hingeführt wird. Die Module sind hierbei üblicherweise vorverpresst, so dass die einzelnenBatteriezellen innerhalb der Zellmodule in ihrer Position zueinander fixiert sind.
[0007] Hierbei ist vorgesehen, dass als Schaummaterial beispielsweise Polyurethan-, Epoxy-,Hart oder Weichschäume eingesetzt werden. Diese Materialien sind insbesondere für dasAusschäumen von Hohlraumstrukturen geeignet.
[0008] In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schaummaterialein Mehrschichtschaumsystem ist, das vorzugsweise in mehreren Schritten in den Hohlraumeingebracht wird. Hierbei weisen die einzelnen Schaumschichten gegebenenfalls unterschiedli¬che physikalische und/oder chemische Eigenschaften auf. In einer besonders bevorzugtenAusführung der Erfindung ist beispielsweise vorgesehen, dass das Schaumsystem oder zumin¬dest eine Schaumschicht des Schaumsystems brandhemmende Eigenschaften aufweist, wasdie Betriebssicherheit des Fahrzeuges mit einer wiederaufladbaren Batterie weiter erhöht.
[0009] Beim Ausschäumen von Hohlräumen entstehen üblicherweise höhere Temperaturenaufgrund der auftretenden Reaktionswärme, die gegebenenfalls die Batteriezellen und/oder
Steuerungselemente der Batterie beeinträchtigen können. In einer weiteren Ausführung derErfindung ist daher vorgesehen, dass ein batterieeigenes Kühlsystem zur Steuerung der Pro¬zesstemperatur beim Einschäumen verwendet wird. Üblicherweise sind wiederaufladbare Batte¬rien mit entsprechenden Kühlsystemen für deren Betrieb ausgestattet, so dass diese währenddes Einschäumens eingesetzt werden können.
[0010] Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass neben den Batteriemodulen zusätzlicheBauteile, wie Kühlleitungen, Wärmetauschersysteme, Versteifungselement und/oder Steue¬rungselemente miteingeschäumt werden. Dadurch werden diese Elemente zusätzlich in ihrerPosition relativ zur wiederaufladbaren Batterie bzw. der Fahrzeugkarosserie fixiert.
[0011] In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass dieeingeschäumte Batterie aus dem Hohlraum der Fahrzeugkarosserie entnehmbar ist. Hierbei istder Hohlraum der Fahrzeugkarosserie ohne Hinterschnitte ausgeführt, sodass bei Bedarf nachEntfernung einer allfälligen Abdeckplatte oder anderen Fixiereinrichtungen am Fahrzeug derSchaumblock mit der Batterie aus dem Fahrzeug entfernt und gegebenenfalls eine neue Batte¬rie eingeschäumt werden kann.
[0012] Im Folgenden wird anhand eines nicht-einschränkenden Ausführungsbeispiels mit zuge¬hörigen Figuren die Erfindung näher erläutert. Darin zeigen die [0013] Fig. 1 in einer schematischen Darstellung die Anordnung mehrerer Batteriemodule innerhalb der Fahrzeugkarosserie sowie [0014] Fig. 2 die eingeschäumte Batterie.
[0015] In der Fig. 1 ist schematisch ein Fahrzeug 100 mit einer Fahrzeugkarosserie 110 darge¬stellt. Die Fahrzeugkarosserie 110 weist einen Hohlraum 120 auf, in dem eine Batterie 200anordenbar ist. Diese Batterie 200 ist wiederaufladbar und besteht aus mehreren Batteriemodu¬len 210, die wiederum als Zellstapel mit einer Vielzahl von Batteriezellen 220 ausgeführt sind.Diese Batteriemodule werden über geeignete Befestigungsvorrichtungen 230 in dem Hohlraum120 angeordnet, und beispielsweise mittels Schrauben 240 fixiert. Anschließend wird eineAbdeckplatte 130, hier als Bodenblech ausgeführt, an der Fahrzeugkarosserie 110 derart ange¬ordnet, dass der Hohlraum 120 nach außen hin abgedichtet ist.
[0016] Wie in Fig. 2 dargestellt weist die Abdeckplatte 130 Einlassöffnungen 131 auf, über dieder in den Hohlraum 120 einzubringende Schaum 300 unter Druck eingespritzt wird. Der raschexpandierende Schaum 300, üblicherweise ein Zweikomponentenschaum, füllt hierbei denHohlraum 120 in der Fahrzeugkarosserie 110 zur Gänze aus, sodass die darin angeordnetewiederaufladbare Batterie 200 zur Gänze von Schaummaterial 300 umgeben und damit gegenmechanische und/oder thermische Beschädigungen geschützt ist.
[0017] Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungs¬beispiel beschränkt ist, insbesondere kann die Art und Anordnung der wiederaufladbaren Batte¬rie innerhalb eines oder mehrerer Hohlräume der Fahrzeugkarosserie auf unterschiedlichsteWeise erfolgen, ebenso kann die Zufuhr von Schäummaterial an jeder geeigneten Stelle, dieein gleichmäßiges und vollständiges Ausfüllen des Hohlraumes ermöglicht, durchgeführt wer¬den.

Claims (7)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Anordnung zumindest einer vorzugsweise wiederaufladbaren Batterie (200)innerhalb eines Fahrzeugs (100) mit einer Fahrzeugkarosserie (110), dadurch gekenn¬zeichnet, dass die zumindest eine Batterie (200) in einem Hohlraum (120) in der Fahr¬zeugkarosserie (110) eingeschäumt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaummaterial (300)Polyurethan-, Epoxy-, Hart- oder Weichschäume eingesetzt werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaummaterial(300) ein Mehrschichtschaumsystem ist.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dasSchaummaterial (300) brandhemmende Eigenschaften aufweist.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein batte¬rieeigenes Kühlsystem zur Steuerung der Prozesstemperatur beim Einschäumen verwen¬det wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlicheBauteile, wie Kühlleitungen, Wärmetauschersysteme, Versteifungselemente und/oderSteuerungselemente miteingeschäumt werden.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einge¬schäumte Batterie (200) aus dem Hohlraum (120) der Fahrzeugkarosserie (110) entnehm¬bar ist. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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