DE102011107007A1

DE102011107007A1 - Anordnung einer Traktionsbatterie in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102011107007A1
Application number: DE201110107007
Authority: DE
Inventors: Ingo Busche; Dirk Jäschke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2011-07-09
Filing date: 2011-07-09
Publication date: 2013-01-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Traktionsbatterie (5) in einem Kraftfahrzeug, die sich aus mehreren Zellenverbunden (6) von Batteriezellen zusammensetzt, wobei die Zellenverbunde zumindest einerseits an Kühlplatten (7) anschließen und in einem am Kraftfahrzeug zu befestigenden Batteriekasten (1) aufgenommen sind. Erfindungsgemäß sind die mit Kühlmittel durchströmten Kühlplatten (7) über einen, zumindest ein geschlossenes Hohlprofil aufweisenden Rahmen (2; 2') an die Kühlmittelversorgung (9) angeschlossen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Anordnung einer Traktionsbatterie in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Anordnung zeigt beispielsweise die DE 198 28 252 A1 , bei der Zellenverbunde von Batteriezellen einer Traktionsbatterie (zum Beispiel eine Lithium-Ionen-Hochvoltbatterie) in einem Batteriekasten angeordnet sind und über aufrechtstehende Kühlplatten mit Kühlflüssigkeit gekühlt sind. Die Kühlmittelversorgung erfolgt über Kühlkanäle, die durch Zwischenwände und Außenwände des Batteriekastens gebildet sind.
Durch die DE 10 2008 059 964 A1 ist eine weitere Anordnung einer Traktionsbatterie bekannt, bei der eine Kühlplatte den Unterboden eines Zellenverbundes der Batteriezellen bildet, die separat an eine Kühlmittelversorgung angeschlossen ist. Ein spezieller Batteriekasten ist hier nicht dargestellt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, die für eine Serienfertigung von gegebenenfalls unterschiedlich motorisierten und/oder konzipierten Kraftfahrzeugen besonders geeignet ist und die fertigungstechnisch günstig produzierbar ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte und besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die mit Kühlmittel durchströmten Kühlplatten über einen geschlossene Hohlprofile aufweisenden Rahmen an die Kühlmittelversorgung angeschlossen sind. Ein derartiger Rahmen mit integrierten Kühlmittelkanälen bietet flexible und vielfache Gestaltungsmöglichkeiten zur Anpassung des Batteriekastens an gegebene Einbauverhältnisse, Batteriegrößen, Kühlmittelverteilung, etc. und kann konstruktiv einfach auch an unterschiedliche Fahrzeugtypen angepasst werden.
Insbesondere können die Kühlplatten in einen gemeinsamen, die Kühlplatten umschließenden Rahmen eingesetzt sein und unmittelbar den Unterboden des Batteriekastens bilden. Daraus resultiert eine fertigungstechnisch einfache, gewichtsgünstige Konstruktion, die zudem über die freiliegenden Abschnitte der Kühlplatten eine verbesserte Kühlwirkung ermöglicht.
Wenn des Weiteren die in der Draufsicht etwa rechteckförmigen Kühlplatten in dem gemeinsamen Rahmen in Längs- und/oder Querrichtung ausgerichtet sind, können die Umrisse des Batteriekastens vorteilhaft an gegebene Einbauverhältnisse angepasst werden; der Batteriekasten kann zum Beispiel in der Draufsicht betrachtet T-förmig, Doppel-T-förmig, etc. ausgeführt sein, so dass dazwischenliegend andere Fahrzeugaggregate wie Radführungselemente oder dergleichen vorgesehen sein können. Durch diese Gestaltung sind andererseits durch einen modularen Aufbau Gleichteile zum Beispiel an den Kühlplatten verwendbar.
Der Rahmen kann in besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung in Modulbauweise durch mehrere Längs- und Querholme gebildet sein, die fluiddicht fest miteinander verbunden sind. Insbesondere können die Längs- und Querholme über Steckverbindungen teleskopisch miteinander verbunden und gegebenenfalls verschweißt sein. Durch das Fügen der Längs- und Querholme über T-förmige und/oder eckförmige Verbindungselemente kann das Baukastenprinzip noch weiter optimiert werden, wobei die Verbindungselemente ebenfalls als Gleichteile hoher Stückzahl einsetzbar sind.
Bei mehreren, nebeneinander angeordneten Kühlplatten können zwischen diesen Tragstreben vorgesehen sein, die an dem umschließenden Rahmen befestigt sind und die die Kühlplatten zusätzlich tragen bzw. die Rahmenkonstruktion aussteifen. Die Tragstreben können bevorzugt in Längserstreckung der Kühlplatten ausgerichtet sein, wobei die Kühlplatten in Längsrichtung an den Tragstreben und/oder an Holmen des Rahmens an entsprechend ausgerichteten Überlappungsbereichen aufliegen. Dies hat den beachtlichen Vorteil, dass die Kühlplatten verspannungsfrei im Rahmen gehalten sind, auch bei unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der eingesetzten Materialien und hohen Temperaturunterschieden. Bevorzugt sind dazu die Zellenverbunde der Traktionsbatterie nur mit dem Rahmen und gegebenenfalls den Tragstreben verschraubt, während die Kühlplatten unverschraubt zwischen den Rahmenholmen und gegebenenfalls den Tragstreben abgestützt sind.
Die Kühlplatten können des Weiteren mit den Tragstreben und gegebenenfalls dem Rahmen eine ebene Auflagefläche für die Zellenverbunde der Traktionsbatterie bilden, was insbesondere bei einer Anordnung der Traktionsbatterie an einem ebenen Karosserie-Unterboden eine besonders gedrängte, wenig Bauraum erfordernde Ausbildung der Traktionsbatterie ermöglicht.
Bevorzugt können ferner die Kühlplatten aus Kühlkanäle aufweisenden Strangpressprofilen aus einer Leichtmetalllegierung und der Rahmen mit den Tragstreben aus Stahlblech gefertigt sein. Damit ist eine kostengünstige Konstruktion mit gewichtsgünstigen Kühlplatten und einem verwindungssteifen Rahmen geschaffen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann auf den Rahmen ein Zwischenrahmen aufgesetzt sein, der als Höhenausgleich für eine Abdeckung der Traktionsbatterie oder für ein anschließendes Karosseriebauteil des Kraftfahrzeuges dient. Der Zwischenrahmen zum Beispiel aus einer Leichtmetalllegierung oder aus Kunststoff erhöht die Flexibilität der Konstruktion bzw. der unterschiedlichen Gestaltbarkeit der Traktionsbatterie an unterschiedliche Einbauverhältnisse etc. Der Zwischenrahmen kann gegebenenfalls nur über Bolzenverbindungen auf den Rahmen aufgesteckt sein und ist somit besonders einfach montierbar.
Der Zwischenrahmen kann ferner über Abstandshalter einen Abschlussdeckel der Traktionsbatterie tragen oder aber es kann eine die Traktionsbatterie nach oben abschließende Folie am Zwischenrahmen befestigt sein. Als weitere Alternative kann der Zwischenrahmen geometrisch so ausgelegt sein, dass er an den karosserieseitigen Unterboden des Kraftfahrzeuges dicht anschließt. Der Abschlussdecken kann gegebenenfalls aber auch über Abstandshalter an die Zellverbunde seitlich abschließenden Spannplatten gehalten sein.
In weiterer, vorteilhafter Anpassung an gegebene Einbauverhältnisse von Kraftfahrzeugen kann der die Zellenverbunde aufnehmende Rahmen mit den Kühlplatten stufenförmig in mehrere, die Zellenverbunde der Traktionsbatterie tragende Ebenen untergliedert sein. Unter Berücksichtigung der Modulbauweise des Rahmens der Traktionsbatterie stellt dies nur einen marginalen Mehraufwand dar und ermöglicht zum Beispiel, dass unter dem höher liegenden Abschnitt der Traktionsbatterie Funktions- oder Aggregatteile des Kraftfahrzeuges verbaubar sind.
Des Weiteren können eine oder mehrere der Kühlplatten senkrecht zur Tragebene des Rahmens in den Rahmen eingesetzt sein, wobei die Zellenverbunde entsprechend ausgerichtet sind. Zur verspannungsfreien Aufnahme der Kühlplatten können ebenfalls aus Hohlprofilen zusammengesetzte Stützrahmen eingesetzt sein, die vorteilhaft an die Kühlmittelversorgung über den gemeinsamen Rahmen angeschlossen sind und die nur mit dem gemeinsamen Rahmen und den Zellenverbunden der Traktionsbatterie verschraubt sind, während die Kühlplatten wiederum über Überlappungsbereiche dazwischenliegend gehalten sind.
Schließlich können an den gemeinsamen Rahmen ein oder mehrere Befestigungswinkel oder Befestigungskonsolen zur Befestigung des Rahmens am Unterboden der Karosserie des Kraftfahrzeuges vorgesehen sein.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der beiliegenden, schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine in einem Batteriekasten mit gemeinsamen Rahmen, Zwischenrahmen und Abschlussdeckel angeordnete, flüssigkeitsgekühlte Traktionsbatterie im zusammengebauten Zustand;
2 den Batteriekasten mit Traktionsbatterie gemäß 1 in Explosionsdarstellung;
3 eine Draufsicht auf den Unterboden des Batteriekastens gemäß den 1 und 2, mit rechteckförmig ausgeführten Kühlplatten, dem umschließenden Rahmen und mehreren Tragstreben;
4 den gemeinsamen Rahmen des Batteriekastens nach 3 in Explosionsdarstellung der Längs- und Querholme, die über Steckverbindungen teleskopisch miteinander verbindbar sind;
5 ein Querholm des gemeinsamen Rahmens nach 4 mit Anschlüssen für die Kühlmittelversorgung der angrenzenden Kühlplatte;
6 ein Eckverbindungselement eines zur 4 alternativen Rahmens, der sich aus separaten Verbindungselementen und Längs- und Querholmen zusammensetzt;
7 eine Draufsicht auf einen Abschnitt des Unterbodens des Batteriekastens mit Darstellung der Befestigungspunkte der auf den Kühlplatten zu befestigenden Zellenverbunde der Traktionsbatterie;
8 einen Schnitt gemäß Linie VIII-VIII der 7 durch zwei einander benachbarte Kühlplatten und eine Tragstrebe des Unterbodens;
9 eine raumbildliche Ansicht des gemeinsamen Rahmens und eines über Steckverbindungen aufgesetzten, die Zellverbunde der Traktionsbatterie einschließenden Zwischenrahmens;
10a einen vereinfachten Schnitt gemäß Linie X-X der 9 durch den Zwischenrahmen mit aufsetzbarem Abschlussdeckel;
10b eine Schnittansicht gemäß Linie X-X der 9 durch einen alternativen Zwischenrahmen mit Einhängevorrichtung für eine Abdeckfolie;
10c eine Schnittansicht gemäß Linie X-X der 9, bei der alternativ der Zwischenrahmen so ausgeführt ist, dass er eng anliegend an einen Unterboden eines Kraftfahrzeuges angepasst ist;
12 in raumbildlicher Darstellung ein alternativer Batteriekasten mit stufenförmiger Ausführung des gemeinsamen Rahmens und mit in unterschiedlicher Höhe positionierten Kühlplatten für die Zellenverbunde und teils senkrecht angeordneten Kühlplatten; und
13 einen der Stützrahmen gemäß 12 in Einzeldarstellung.
In der 1 ist mit 1 ein kompletter, in ein Kraftfahrzeug an dessen Unterboden (nicht dargestellt) anbaubarer Batteriekasten bezeichnet, der von außen betrachtet einen unteren, gemeinsamen Rahmen 2, einen Zwischenrahmen 3 und einen oberen Abschlussdeckel 4 aufweist. Der Abschlussdeckel 4 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur mit seinen Konturlinien angedeutet. In der 1 sind daher auch die eigentlich vom Abschlussdeckel 4 überdeckten Bereiche sichtbar.
Der Batteriekasten 1 ist in der Draufsicht wie ersichtlich etwa doppel-T-förmig aufgebaut und in nicht dargestellter Weise über in dem Abschlussdeckel 4 angeordnete, elektrische Leiterplatten an das elektrische Bordnetz des Kraftfahrzeuges und über Kühlmittel-Zulaufleitungen und -Ablaufleitungen an ein Batteriekühlsystem angeschlossen. Der Abschlussdeckel 4 ist bevorzugt aus Kunststoff hergestellt.
Die 2 zeigt den Batteriekasten 1 in Explosionsdarstellung mit der integrierten Traktionsbatterie 5, die sich aus einer Vielzahl von aneinander gereihten, blockförmigen Zellenverbunden 6 mit gestapelten Batteriezellen zusammensetzt und zum Beispiel eine bekannte Lithium-Ionen-Hochvoltbatterie bildet. Die Zellenverbunde 6 weisen an ihren Stirnseiten Spannplatten 6a auf, die die Batteriezellen zusammenspannen.
Unterhalb der Zellenverbunde 6 sind in der Draufsicht gesehen (vergleiche 3) Kühlplatten 7 rechteckförmiger Gestalt angeordnet, die teilweise unmittelbar von dem gemeinsamen Rahmen 2 umschlossen und teilweise durch Tragstreben 8 zusätzlich abgestützt sind und die einen ebenen Unterboden für die Traktionsbatterie 5 bilden. Die Kühlplatten 7 mit integrierten Kühlkanälen 7b (8) sind aus Leichtmetall im Strangpressverfahren gefertigt.
Die Tragstreben 8 können aus Stahlblech oder Leichtmetall ausgeführt sein und sind fest mit dem gemeinsamen, äußeren Rahmen 2 verbunden.
Der Rahmen 2 (4) ist modular aus Stahl-Hohlprofilen bzw. Längs- und Querholmen 2a, 2b fest und fluiddicht zusammengesetzt, wobei die Holme 2a, 2b an das Kühlsystem des Kraftfahrzeuges angeschlossen sind und Gleichteile gegebenenfalls unterschiedlicher Länge bilden. Die Längs- und Querholme 2a, 2b sind, wie in den vergrößerten Ausschnitten der 4 dargestellt, an den Eck-Verbindungsstellen mit Rohrstutzen 2c versehen, über die sie teleskopisch ineinander steckbar und zum Beispiel durch Schweißen, Löten, etc. fest miteinander verbunden.
Alternativ zur Ausführung des Rahmens 2 gemäß den 4 und 5 können die Rohrstutzen 2c an separate Verbindungselemente 2e (6) angeformt sein, die entweder als Eckverbindungen (wie dargestellt) oder als T-förmige Verbindungen (gestrichelt angedeutet) ausgeführt sind und damit das Baukastenprinzip des Rahmens 2 weiter optimieren.
Nach dem Zusammenfügen des Rahmens 2 bildet dieser neben seiner Tragfunktion eine durchgehende, durch die Hohlprofile 2a, 2b gebildete Kühlmittelführung, die mit den Pfeilen 9 nur angedeutet dargestellt ist, und die sich strömungstechnisch durch die Kühlplatten 7 erstreckt.
An den gemeinsamen Rahmen 2 bzw. an dessen Längs- und Querholme 2a, 2b sind zu den Kühlplatten 7 abragende Laschen 2d angeformt, auf die die Kühlplatten 7 mit ebenfalls seitlichen Laschen 7a in Überlappungsbereichen aufgelegt sind und die in der Ebene des Unterbodens 7, 8 formschlüssig mit entsprechenden Dehnungsspalten (nicht eingezeichnet) vom Rahmen 2 eingefasst sind.
Korrespondierende Laschen 8a zur Abstützung der Kühlplatten 7 sind auch an den Tragstreben 8 ausgeführt (vergleiche 8).
Im Anschlussbereich der Kühlplatten 7 an die Kühlmittelführung im Rahmen 2 sind Leitungsstutzen 10 (5, anhand des einen Querholms 2b) in die Längsholme 2a und in die Querholme 2b eingeschweißt, die fluiddicht zum Beispiel durch Labyrinthabdichtung mit den Kühlkanälen 7b (8) in den Kühlplatten 7 kommunizieren, so dass diese gleichmäßig mit Kühlmedium jeweils vom einen Längsholm 2a zum anderen Längsholm 2a oder bei direkt vom Rahmen 2 umschlossenen Kühlplatten 7 von Querholm 2b zu Querholm 2b durchströmt werden.
Dazu können gegebenenfalls in den Holmen 2a, 2b des Rahmens 2 strömungsleitende Wände (nicht dargestellt) vorgesehen sein, die eine gezielte Durchströmung der Kühlplatten 7 sicherstellen.
Die auf den durch die Kühlplatten 7 und die Tragstreben 8 gebildeten Unterboden aufgesetzten Zellenverbunde 6 sind mittels Schrauben (nicht ersichtlich) befestigt, wobei die eingezeichneten Befestigungspunkte 11 (vergleiche 7) jeweils außerhalb der Überlappungsbereiche (Laschen 2d, 7a, 8a) mit den Kühlplatten 7 liegen, diese also nicht fest verschraubt sind und unterschiedliche Wärmedehnungen ausgleichen können. Vor dem Aufsetzen und Montieren der Zellenverbunde 6 wird der Unterboden mit einer wärmeleitenden, elektrisch isolierenden Beschichtung versehen. Dies kann durch Auftragen einer Lackierung oder durch Anbringung geeigneter Isoliermatten, etc. bewerkstelligt werden.
Die 9 zeigt den Unterboden des Batteriekastens 1 mit dem gemeinsamen Rahmen 2 und dem auf diesen aufgesetzten Zwischenrahmen 3, der wie dargestellt ebenfalls einstückig ist, der aber auch mehrteilig ausgeführt sein kann. Der Zwischenrahmen 3 kann wiederum aus Stahl-Hohlprofilteilen, aus Kunststoff oder aus Leichtmetall hergestellt sein.
Der Zwischenrahmen 3 ist wie die 1 und zum Beispiel 5 zeigt, auf eine Vielzahl von Steckbolzen 2f aufgesteckt, die an dem Rahmen 2 umlaufend und nach oben abragend befestigt sind und die in korrespondierende Bohrungen des Zwischenrahmens 3 eingreifen.
Der Zwischenrahmen 3 ist gemäß 10a so ausgeführt, dass auf diesen der Abschlussdeckel 4 mit seinen nach unten ragenden Umfangswänden aufsteckbar oder aufschraubbar ist. Dazu sind in den Zwischenrahmen 3 zum Beispiel Gewindebohrungen 3a eingearbeitet, in die korrespondierende Befestigungsschrauben für den Abschlussdeckel 4 einschraubbar sind.
Gemäß 10b sind an dem Zwischenrahmen 3 umlaufende Vertiefungen 3b angeordnet, in die eine mit verdickten Randbereichen versehene Folie 12 einhängbar ist, die anstelle des Abschlussdeckels 4 die Traktionsbatterie 5 mit den Zellenverbunden 6 entsprechend umhüllt und abdeckt.
Die 10c schließlich zeigt nur andeutungsweise die in der Höhe unterschiedliche Ausführung des Zwischenrahmens 3 dergestalt, dass dieser an den Unterboden 13 der Karosserie des Kraftfahrzeuges relativ dicht anschließt bzw. entsprechend an diesen angepasst ist.
Abweichend zu der beschriebenen Befestigungsart kann der Abschlussdeckel 5 mit seiner Basiswand auch über Abstandshalter 20 (2) an den seitlichen Spannplatten 6a der Zellenverbunde 6 der Traktionsbatterie 5 befestigt bzw. auf diese aufgesteckt sein.
Die 12 und 13 zeigen einen alternativen Batteriekasten 14, der jedoch nur soweit dargestellt und beschrieben ist, als er sich von den 1 bis 10 im Wesentlichen unterscheidet. Funktionell gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Gemäß 12 ist der gemeinsame Rahmen 2' nicht nur aus Längs- und Querholmen 2a, 2b, sondern zusätzlich auch durch Vertikalholme 2g gebildet und derart gestuft ausgeführt, dass die hintere Aufnahme bei 15 für die Zellenverbunde 6 höher positioniert ist als die vorderen Aufnahmen für die Kühlplatten 7. Die Vertikalholme 2g wirken neben deren Tragfunktion ebenfalls als Kühlmittelführung zur Kühlung der Traktionsbatterie 5 bzw. deren Zellenverbunde 6.
Die mittlere, tiefer liegende Aufnahme bei 16 für die Zellenverbunde 6 der Traktionsbatterie 5 ist des Weiteren so ausgeführt, dass die Kühlplatten 7 stehend angeordnet sind. Dazu sind die Kühlplatten 7 jeweils in einem Stützrahmen 17 (13) eingelegt, der auch die Befestigungspunkte 11 zur Befestigung der dann um 90 Grad gedrehten Zellenverbunde 6 aufweist und der sich ebenfalls aus Kühlmedium leitenden Hohlprofilen aus Stahl oder Leichtmetall zusammensetzt.
Wie mit den Pfeilen 9 angedeutet, werden die Stützrahmen 17 und über diese die eingelegten, über Leitungsstutzen 10 angeschlossenen Kühlplatten 7 mit Kühlmedium versorgt.
Die Kühlplatten 7 mit den Stützrahmen 17 werden wie 1 zeigt an den Längsstreben 2a des Rahmens 2' entsprechend befestigt und mit Kühlmedium beaufschlagt.
Die beschriebene, stehende Anordnung der Kühlplatten 7 mit Stützrahmen 17 ist auch an der Aufnahme bei 15 für die hinteren Zellenverbunde 6 angewendet, wobei hier die Stützrahmen 17 in die Querholme 2b eingesetzt, also längsverlaufend angeordnet sind.
An den Rahmen 2' bzw. an dessen Längsholme 2a (und gegebenenfalls Querholme 2b) sind mehrere Befestigungswinkel 18 und/oder Befestigungskonsolen 19 angeschweißt, die zur Befestigung des Batteriekastens 1 mit Traktionsbatterie 5 und gegebenenfalls Abschlussdeckel 4 am Unterboden 13 der Karosserie des Kraftfahrzeuges dienen, zum Beispiel mittels nicht dargestellter Schraubverbindungen.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So können auch andere als die beschriebenen Materialien und deren Herstellungsverfahren verwendet sein. Auch sind Modifikationen zwischen den beschriebenen Ausführungsbeispielen ohne weiteres möglich. Der beschriebene Zwischenrahmen kann gegebenenfalls auch entfallen und der Abschlussdeckel direkt auf den Rahmen 2 aufgesetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Batteriekasten
2: Gemeinsamer Rahmen
2a: Längsholme
2b: Querholme
2c: Rohrstutzen
2d: Laschen
2e: Verbindungselemente
2f: Steckbolzen
2g: Vertikalholme
3: Zwischenrahmen
3a: Gewindebohrungen
3b: Vertiefungen
4: Abschlussdeckel
5: Traktionsbatterie
6: Zellenverbunde
6a: Spannplatten
7: Kühlplatten
7a: Laschen
7b: Kühlkanäle
8: Tragstreben
8a: Laschen
9: Pfeile als Kühlmittelführung
10: Leitungsstutzen
11: Befestigungspunkte
12: Abdeckfolie
13: Unterboden Karosserie
14: Batteriekasten
15: Hintere Aufnahme
16: Mittlere Aufnahme
17: Stützrahmen
18: Befestigungswinkel
19: Befestigungskonsolen
20: Abstandshalter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19828252 A1 [0002]
DE 102008059964 A1 [0003]

Claims

Anordnung einer Traktionsbatterie (5) in einem Kraftfahrzeug, die sich aus mehreren Zellenverbunden (6) von Batteriezellen zusammensetzt, wobei die Zellenverbunde zumindest einerseits an Kühlplatten (7) anschließen und in einem am Kraftfahrzeug zu befestigenden Batteriekasten (1) aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Kühlmittel durchströmten Kühlplatten (7) über einen, zumindest ein geschlossenes Hohlprofil aufweisenden Rahmen (2; 2') an die Kühlmittelversorgung (9) angeschlossen sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlplatten (7) in einen gemeinsamen, die Kühlplatten (7) umschließenden Rahmen (2) eingesetzt sind und unmittelbar den Unterboden des Batteriekastens (1; 14) bilden.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Draufsicht etwa rechteckförmigen Kühlplatten (7) in dem gemeinsamen Rahmen (2) in Längs- und/oder Querrichtung ausgerichtet sind.
Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) in Modulbauweise durch mehrere Längs- und Querholme (2a, 2b) gebildet ist, die fluiddicht fest miteinander verbunden sind.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längs- und Querholme (1a, 1b) über Steckverbindungen (2c) teleskopisch miteinander verbunden sind.
Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längs- und Querholme (2a, 2b) über T-förmige und/oder eckförmige Verbindungselemente (2e) zusammengefügt sind.
Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einander benachbarten Kühlplatten (7) Tragstreben (8) vorgesehen sind, die an dem umschließenden Rahmen (2) befestigt sind und die die Kühlplatten (7) zusätzlich tragen.
Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstreben (8) in Längserstreckung der Kühlplatten (7) ausgerichtet sind und dass die Kühlplatten (7) in Längsrichtung an den Tragstreben (8) und/oder an Längsholmen (2a) des Rahmens (2) an entsprechend ausgerichteten Überlappungsbereichen (2d, 7a, 8a) aufliegen.
Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellenverbunde (6) der Traktionsbatterie (5) nur mit dem Rahmen (2) und gegebenenfalls den Tragstreben (8) verschraubt sind und dass die Kühlplatten (7) unverschraubt zwischen den Rahmenholmen (2a, 2b) und gegebenenfalls den Tragstreben (8) abgestützt sind.
Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlplatten (7) mit den Tragstreben (8) eine ebene Auflagefläche für die Zellenverbunde (6) der Traktionsbatterie (5) bilden.
Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlplatten (7) aus Kühlkanäle (7b) aufweisenden Strangpressprofilen aus einer Leichtmetalllegierung und der Rahmen (2) mit den Tragstreben (8) aus Stahl gefertigt ist.
Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Rahmen (2) ein Zwischenrahmen (3) aufgesetzt ist, der als Höhenausgleich für eine Abdeckung (4) der Traktionsbatterie (5) oder für ein anschließendes Karosseriebauteil (13) des Kraftfahrzeuges dient.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenrahmen (3) über Bolzenverbindungen (2f) auf den Rahmen (2) aufgesteckt ist.
Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenrahmen (3) und/oder seitliche Spannplatten (6a) der Zellenverbunde (6) über Abstandshalter (20) einen Abschlussdeckel (4) der Traktionsbatterie (5) tragen.
Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Zwischenrahmen (3) eine die Traktionsbatterie (5) nach oben abschließende Folie (12) befestigbar ist.
Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenrahmen (3) geometrisch so ausgelegt ist, dass er an den karosserieseitigen Unterboden (13) des Kraftfahrzeuges dicht anschließt.
Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die Zellenverbunde (6) aufnehmende Rahmen (2') mit den Kühlplatten (7) stufenförmig in mehrere, die Zellenverbunde (6) der Traktionsbatterie (5) tragende Aufnahmen (15, 16) untergliedert ist.
Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der Kühlplatten (7) senkrecht zur Tragebene des Rahmens (2') in den Rahmen (2') eingesetzt sind, wobei die Zellenverbunde (6) entsprechend um 90 Grad gedreht ausgerichtet sind.
Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlplatten (7) in ebenfalls aus Hohlprofilen zusammengesetzte Stützrahmen (17) eingesetzt sind, die an die Kühlmittelversorgung über den gemeinsamen Rahmen (2') angeschlossen sind.
Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrahmen (17) nur mit dem gemeinsamen Rahmen (2') und den Zellenverbunden (6) der Traktionsbatterie (5) verschraubt sind und die Kühlplatten (7) über Überlappungsbereiche (7a) dazwischenliegend gehalten sind.
Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den gemeinsamen Rahmen (2') ein oder mehrere Befestigungswinkel (18) oder Befestigungskonsolen (19) zur Befestigung des Rahmens (2') am Unterboden (13) der Karosserie des Kraftfahrzeuges vorgesehen sind.