DE102007007515B3

DE102007007515B3 - Batterieträgeranordnung

Info

Publication number: DE102007007515B3
Application number: DE200710007515
Authority: DE
Inventors: Sabine Kibler; Udo Mildner
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2027-02-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterieträgeranordnung mit einer Halterung (1) für eine Fahrzeugbatterie (58) und mit einem Komponententräger (3), der mindestens ein elektrisches und/oder elektronisches Bauteil (10) trägt und der in betriebsgemäßer Position in einer Geschlossen-Stellung (55) den Batterieträger (3) überdeckt. Um eine Batterieträgeranordnung zu schaffen, die oberhalb der Batterie befindlichen Bauraum innerhalb des Motorraums optimal nutzt, ohne dass damit eine Beeinträchtigung etwaiger Montage- oder Wartungsarbeiten verbunden sind, ist das Bauteil (10) auf der Außenseite (9) des Komponententrägers (3) angeordnet, so dass es sich in der betriebsgemäßen Position in einen Bauraum (13) oberhalb des Komponententrägers (3) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterieträgeranordnung mit einer Halterung für eine Fahrzeugbatterie und mit einem Komponententräger, der mindestens ein elektrisches und/oder elektronisches Bauteil trägt und der in betriebsgemäßer Position in einer Geschlossen-Stellung den Batterieträger überdeckt.
In den vergangenen Jahren ist bei Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftfahrzeugen, ein Designtrend zu vergrößerten und in ihrem Ansatz weit nach vorn in den Bereich der Motorhaube gezogenen Frontscheiben zu beobachten. Andererseits sind bereits geltende bzw. zu erwartende Sicherheitsvorschriften zu beachten, die eine frontseitige Kollision mit Fußgängern betreffen und deren Restriktionen ebenfalls die Gestaltung der Fahrzeugfrontpartie beeinflussen. Schließlich stellt auch der zunehmend designbewusste Kunde mit seinem Wunsch nach einer schnittig, keilförmig gestalteten Fahrzeugfrontpartie zusätzliche Ansprüche, die die Gestaltungsfreiheit begrenzen.
Diese und weitere Einflussfaktoren führen dazu, dass im Motorraum moderner Fahrzeuge eine außerordentlich hohe Packungsdichte herrscht und nahezu jeder verfügbare Bauraum optimal ausgenutzt werden muss. Diesem Trend steht gegenüber die Forderung nach leichter Zugänglichkeit zu den Fahrzeugaggregaten, insbesondere zu den wartungsbedürftigen und verschleißbehafteten Komponenten. Eine wesentliche Komponente, zu der ein leichter Zugang gewährleistet sein muss, ist die Fahrzeugbatterie.
Aus der Internationalen Patentanmeldung geht eine Batterieträgeranordnung der eingangs genannten Art hervor, die auf die Optimierung einer Einrichtung zur Batteriezustandserkennung gerichtet ist. Die WO 2006/005313 A1 widmet sich dabei dem Problem, dass zur Zustandserkennung erforderliche Komponenten und dazugehörige Auswertelektronik häufig in die Fahrzeugbatterie integriert wurden mit der Folge, dass beim Austausch bzw. bei der Verschrottung der Fahrzeugbatterie auch diese Komponenten mit entsorgt wurden. Beim Batterieaustausch musste deshalb die Ersatzbatterie entsprechend kostenaufwendig mit diesen Komponenten ausgerüstete sein.
Unter diesem Aspekt sieht die WO 2006/005313 A1 eine Trennung dahingehend vor, dass nur noch die unbedingt in Batterienähe anzuordnenden Komponenten (wie z.B. Sensoren zur Elektrolytdichte-Messung) in die Batterie integriert sind, während die übrigen Komponenten in einem Deckel eines Wärmeisolationskastens für die Batterie angeordnet sind. Der Deckel weist Polanschlüsse auf, die zu den Polanschlüssen der innen liegenden Batterie passen und so ineinander greifen, dass beim im Wesentlichen vertikalen Aufsetzen des Deckels eine mechanisch und elektrisch ausreichend sichere Verbindung entsteht.
Die WO 2006/005313 A1 adressiert dagegen nicht die Problematik der Benutzerfreundlichkeit, der leichten Zugänglichkeit der Batterie und insbesondere der optimalen Nutzung des vorhandenen Motorraumes zur Unterbringung von Fahrzeugkomponenten.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Batterieträgeranordnung anzugeben, mit der oberhalb der Batterie befindlicher Bauraum innerhalb des Motorraums optimal genutzt wird, ohne dass damit eine Beeinträchtigung etwaiger Montage/Demontagearbeiten oder Wartungsarbeiten an der Batterie oder des Benutzerkomforts verbunden sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Batterieträgeranordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Bauteil auf der Außenseite des Komponententrägers angeordnet ist, so dass es sich in der betriebsgemäßen Position in einen Bauraum oberhalb des Komponententrägers erstreckt.
In der Geschlossen-Stellung bedeckt der Komponententräger vorteilhafterweise die Batterie und schließt die bevorzugt als Aufnahmeschale oder Wärmeisolationskasten ausgebildete Batteriehalterung oberseitig ab. Dabei sind bevorzugt die Batteriepole von dem Komponententräger bedeckt und damit vor Außeneinflüssen geschützt. Zur Kontaktierung der Batterie können durch entsprechende Ausnehmungen in dem Komponententräger führende Anschlusskabel vorgesehen sein.
Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Batterieträgeranordnung sind verschiedene Vorteile verbunden und zusätzliche, weitere Vorzüge erzielbar. Ein erster wesentlicher Vorteil besteht darin, dass der Bauraumbedarf für elektronische oder elektrische Bauteile oder Komponenten durch die Nutzung des Motorraumes oberhalb der Batterie befriedigt werden kann. Dabei kann das Bauteil auch teilweise oder ganz in den Komponententräger eingebettet oder von diesem umgeben sein.
In vorteilhafter Weise ist für den Nutzer bzw. das Wartungspotential eine Batteriewartung und/oder ein Batterieaustausch dadurch leicht möglich, dass die Batterie einfach zugänglich bleibt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Komponententräger bei der Fahrzeugfertigung vorab mit den entsprechenden Bauteilen bestückt und beschaltet werden kann.
Eine für die Handhabung des Komponententrägers besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht ein Scharnier vor, das eine Schwenkbewegung des Komponententrägers relativ zu der Halterung aus der Geschlossen-Stellung in eine Offen-Stellung bewirkt, in der die Batterie einsetzbar oder entnehmbar ist.
Das Verschwenken des Komponententrägers zwischen der die Batterie abdeckenden Geschlossen-Stellung und der für Wartungszwecke einzunehmenden Offen-Stellung ist durch das Scharnierelement in einfacher Weise realisiert Dabei ist besonders vorteilhaft, dass die Verschwenkbewegung entlang einer durch das Scharnier und die Dimensionierung der beteiligten Elemente vorbestimmten Bewegungsbahn erfolgt. Der für die Schwenkbewegung erforderliche Bewegungsraum ist damit vorbestimmt und kann konstruktiv von Bewegungshindernissen freigehalten werden. Damit ist eine Beschädigung des Komponententrägers bzw. der von ihm aufgenommenen Bauteile – und zwar unabhängig von der Erfahrung und Geschicklichkeit des Kunden und/oder des Wartungspersonals – gewährleistet. Das Verschwenken gewährleistet, dass die Verbindung und die Orientierung des Komponententrägers relativ zur Halterung der Batterie auch in der Offen-Stellung beibehalten werden kann. Dies birgt den besonderen Vorteil, dass bei der anschließenden (erneuten) Montage bzw. der Zurückführung des Komponententrägers in die betriebsgemäße Position Verwechslungen der elektrischen Verbindungen oder Anschlüsse ausgeschlossen sind. Denn während eine falsche Montage der zur Batteriezustandsüberwachung gemäß der WO 2006/005313 A1 vorgesehenen Komponenten ungünstigstenfalls zu einer fehlerhaften oder zum Ausfall der Batterieüberwachung führen kann, könnte eine Beschädigung oder falsche Kontaktierung anderer Bauteile – wie beispielsweise Motorsteuergeräte – zu ganz erheblichen Störungen und Folgeschäden führen.
Eine für die Fahrzeugmontage besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Batterieträgeranordnung sieht vor, dass das Scharnier ein komponententrägerseitiges Verbindungsteil aufweist, das mit einem korrespondierenden halterungsseitigen Verbindungsteil kooperiert. Das halterungsseitige Verbindungsteil kann besonders bevorzugt an der Seite vorgesehen sein, wo auch die Kontaktierung der Bauelemente vorgesehen ist.
Besonders bevorzugt ist das halterungsseitige Verbindungsteil ein Einsteckteil, das in eine oder mehrere Tasche(n) eingesteckt wird. Nach dem Batterieeinbau wird sodann der Komponententräger in die Geschlossen-Stellung verschwenkt.
Um besonders hohe Anforderungen hinsichtlich der Steifigkeit und Dauerfestigkeit zu erfüllen, können die das Scharnierelement bildenden Elemente an belastungskritischen Bereichen Versteifungsrippen aufweisen. Dem gemäß sind nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung die Verbindungsteile mit entsprechenden Versteifungsrippen versehen.
Besonders bevorzugt und servicefreundlich ist es, wenn nach einer bevorzugten Fortbildung der Erfindung das Bauteil mittels mitverschwenkender Steckverbinder elektrisch mit außerhalb angeordneten Komponenten kontaktiert ist. Die Steckverbindungen müssen dann nicht gelöst werden, um die Batterie zugänglich zu machen.
Im Hinblick auf die zuvor beschriebene, durch die Erfindung sichergestellte Wartungsfreundlichkeit und Immunität gegen Montagefehler kann bei der Erfindung besonders vorteilhaft das Bauteil ein (Motor-)Steuergerät sein oder ein Steuergerät umfassen.
Um den Komponententräger in der betriebsgemäßen Position (Geschlossen-Stellung) zuverlässig an der Halterung zu befestigen, ist nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Komponententräger mit einem – an sich bekannten und handelsüblichen – Schnellverschluss in der Geschlossen-Stellung fixiert ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele weiter erläutert, durch die neben den Vorteilen einer einfachen Montage der Komponenten im Fertigungsprozess, einer besonders kostengünstigen Befestigung, optimierten Kabelsatzlängen und insbesondere einer einfachen Montage/Demontage der Batterie weitere Vorteile ersichtlich werden.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Batterieträgeranordnung nach vollständiger Montage in „Geschlossen-Stellung",
2 einen Komponententräger,
3 eine Halterung für eine Batterie,
4 ein an einem Komponententräger vormontiertes Steuergerät und
5A und 5B eine Batterieträgeranordnung mit in die „Offen-Stellung" verschwenktem Komponententräger.
Zur besseren Übersicht zeigt 1 die wesentlichen Bestandteile einer erfindungsgemäßen Batterieträgeranordnung.
Eine Halterung 1, die nachfolgend allgemein auch als Batterieträger bezeichnet wird und die im Kunststoffspritzguss hergestellt ist, hat andeutungsweise erkennbare Montagefüße 2 zur Befestigung an einem nicht dargestellten Fahrzeugchassis. Mit dem Batterieträger 1 ist in nachfolgend noch detailliert erläuterter Weise ein Komponententräger 3 über ein Scharnierelement 4 verbunden, das eine Dreh- oder Schwenkachse 5 aufweist und definiert, die im Wesentlichen parallel zu der Seitenkante 6 der in 1 vorderen Längsseite 8 des Batterieträgers 1 verläuft.
Auf der in Einbaulage im Wesentlichen nach oben weisenden und damit eine Außenseite der Anordnung bildenden Außenseite 9 des Komponententrägers 3 ist ein elektronisches Bauteil 10 mit einem Bauteilgehäuse 11 mittels Schraub- oder Nietverbindungen 12 montiert.
Die Anordnung des Bauteils 10 auf der Außenseite nutzt den oberhalb der Außenseite 9 des Komponententrägers verfügbaren Bauraum 13 höchsteffektiv. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Batterieträgeranordnung kann nämlich der sonst üblicherweise zu Zwecken des Zugangs zur Batterie freizuhaltende Bereich genutzt werden, Durch die nachfolgend noch erläuterte Verschwenkbarkeit des Komponententrägers bleibt die Zugänglichkeit unbeeinträchtigt und die Wartung der Batterie besonders komfortabel.
2 zeigt separat den Komponententräger 3 mit Befestigungspunkten 20 für die im Zusammenhang mit 1 bereits angesprochene Befestigung der Baueinheit 10 auf der Außenseite 9, d.h. der Oberseite 22 des Komponententrägers. Der Komponententräger weist quer verlaufende Versteifungsrippen 24 auf, die die Oberseite 22 mechanisch versteifen.
An dem Komponententräger 3 ist ein mechanisches Verbindungsteil 26 vorgesehen, das im Ausführungsbeispiel aus vier Einstecklaschen 28 besteht, die von einem gemeinsamen Anschlusssteg 29 ausgehen. Der Komponententräger ist bevorzugt ebenfalls im Spritzgussverfahren erzeugt. Zwischen dem Steg 29 und der vorderen Längsseite 30 verlaufen mehrere Versteifungsrippen 32, die dem Verbindungsteil 26 die notwendige mechanische Steifigkeit verleihen. Andeutungsweise ist eine Ausnehmung 33 erkennbar, durch die Anschlusskabel zur Fahrzeugbatterie geführt werden können.
3 zeigt den Komponententräger 3 auf den durch die schon im Zusammenhang mit 1 erwähnten Schraub- oder Nietverbindungen 12 das Bauteil 10 vormontiert ist. Das Bauteil ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Steuergerät 34 beispielsweise für eine Motorsteuerung, das hinsichtlich seiner Kontaktierung montagefehlerimmun ausgestaltet sein soll. Dazu weist das Bauteil 10 zwei Steckverbinder 35, 36 auf, an die nicht dargestellte Anschlussleitungen fest und dauerhaft angeschlossen sind.
4 zeigt separat den Batterieträger 1, an dessen Längsseite 8 Einstecktaschen 40 als Verbindungsteil 41 erkennbar sind. In diese sind die korrespondierenden Einstecklaschen 28 (vergleiche 2) des komponententrägerseitigen Verbindungsteils 26 einsteckbar; diese bilden so das Scharnier 4 (1), das eine Schließ- und Aufklappbewegung des Komponententrägers um etwas mehr als 90° in Bezug auf den Batterieträger 1 erlaubt. An dem Batterieträger 1 ist außerdem an der anderen Längsseite eine Ausnehmung 42 erkennbar, die mit einem an dem Komponententräger (vergleiche hierzu 5A und 5B) ausgebildeten Schnellverschluss kooperiert. Im Bereich der von den Taschen 40 gebildeten batterieseitigen Verbindungsteil 41 sind ebenfalls Versteifungsrippen 44 vorgesehen. Diese verleihen der Längsseite (Frontwand) 8 im Scharnierbereich eine ausreichende mechanische Festigkeit.
5A zeigt eine erfindungsgemäße Batterieträgeranordnung mit der Halterung (Batterieträger) 1 und dem Komponententräger 3 mit montiertem Bauteil 10 im geöffneten Zustand (nachfolgend: Offen-Stellung) 50. Ein in die Steckverbinder 35, 36 eingeführtes (nicht dargestelltes) Steckverbindungselement mit anschließendem Kabel könnte in der Offen-Stellung 50 ohne weiteres angesteckt bleiben. An dem Komponententräger ist andeutungsweise ein so genannter Schnellverschluss 52 erkennbar, der in der Geschlossen-Stellung 55 – wie sie in 1 dargestellt ist – mit der Ausnehmung 42 (4) zusammenwirkt und dafür sorgt, dass der Komponententräger als Deckel den Batterieträger zuverlässig überdeckt oder verschließt.
In 5B ist die Offen-Stellung 50 gezeigt, in der nun bereits eine Batterie 58 in den Batterieträger 1 eingesetzt ist.

1: Halterung (Batterieträger)
2: Montagefüße
3: Komponententräger
4: Scharnierelement
5: Schwenkachse
6: Seitenkante
8: Längsseite
9: Außenseite
10: Bauteil
11: Bauteilgehäuse
12: Schraub- oder Nietverbindungen
13: Bauraum
20: Befestigungspunkte
22: Oberseite
24: Versteifungsrippen
26: Verbindungsteil
28: Einstecklaschen
29: Anschlusssteg
30: Längsseite
32: Versteifungsrippen
33: Ausnehmung
35: Steckverbinder
36: Steckverbinder
40: Einstecktaschen
41: Verbindungsteil
42: Ausnehmung
43: Verbindungsteil
44: Versteifungsrippen
50: Offen-Stellung
52: Schnellverschluss
55: Geschlossen-Stellung
58: Batterie

Claims

Batterieträgeranordnung mit einer Halterung (1) für eine Fahrzeugbatterie (58) und mit einem Komponententräger (3), der mindestens ein elektrisches und/oder elektronisches Bauteil (10) trägt und der in betriebsgemäßer Position in einer Geschlossen-Stellung (55) den Batterieträger (3) überdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) auf der der Batterie gegenüberliegenden Außenseite (9) des Komponententrägers (3) angeordnet, so dass es sich in der betriebsgemäßen Position in einen Bauraum (13) oberhalb des Komponententrägers (3) erstreckt.
Batterieträgeranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Scharnier (4), das eine Schwenkbewegung des Komponententrägers (3) relativ zu der Halterung (1) aus der Geschlossen-Stellung (55) in eine Offen-Stellung (50) bewirkt, in der die Batterie (58) einsetzbar oder entnehmbar ist.
Batterieträgeranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnier (4) ein komponententrägerseitiges Verbindungsteil (26) aufweist, das mit einem korrespondierenden halterungsseitigen Verbindungsteil (41) kooperiert.
Batterieträgeranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das komponententrägerseitige Verbindungsteil (26) ein Einsteckteil (28) ist, das in eine oder mehrere Tasche(n) (40) eingesteckt ist.
Batterieträgeranordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsteile (26; 41) Versteifungsrippen (24; 44) aufweisen.
Batterieträgeranordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) mittels mitverschwenkender Steckverbinder (35, 36) elektrisch kontaktiert ist.
Batterieträgeranordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) ein Steuergerät umfasst.
Batterieträgeranordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Komponententräger (3) mit einem Schnellverschluss (52) in der Geschlossen-Stellung (55) fixiert ist.