DE102011119540A1 - Battery arrangement for electrically operated vehicle, has traction battery remaining movement decoupled from transverse displacement of cage-like carrier structures, and fastened unchanged stationary at vehicle-body shell - Google Patents

Battery arrangement for electrically operated vehicle, has traction battery remaining movement decoupled from transverse displacement of cage-like carrier structures, and fastened unchanged stationary at vehicle-body shell Download PDF

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Abstract

The arrangement has a traction battery firmly fastened at a vehicle-body shell. Cage-like carrier structures (27) are displaced relative to the traction battery in a vehicle transverse direction by guide units (23) e.g. bearing bushing, during side crash. The guide units are arranged between the carrier structures and the traction battery. The traction battery remains movement decoupled from a transverse displacement of the carrier structures, and is fastened unchanged stationary at the vehicle-body shell. The carrier structures are provided with lateral crash plates.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterieanordnung in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a battery assembly in a vehicle according to the preamble of claim 1.

Einem elektrisch betriebenen Fahrzeug kann ein Fahrzeug-Rohbau zugrundegelegt sein, der ursprünglich für verbrennerspezifische Elemente eines herkömmlichen Antriebes ausgelegt ist. In diesem Fall kann der in der Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Mitteltunnel als ein fahrzeugbodenseitig offener Aufnahmeraum für die bauraumintensive Traktionsbatterie verwendet werden. Zur Vergrößerung des Aufnahmeraums kann der Mitteltunnel mit seitlichen Ausbuchtungen erweitert sein, die sich in der Fahrzeugquerrichtung unterhalb der Fahrzeugsitze sowie unterhalb der Rücksitzbank erstrecken. Die seitlichen Ausbuchtungen stellen zusätzlichen Aufnahmeraum für die Traktionsbatterie bereit. Im Bereich dieser Ausbuchtungen ist die Traktionsbatterie bis unmittelbar an die seitlichen Fahrzeug-Längsträger herangeführt. Entsprechend crashempfindlich ist daher die Traktionsbatterie speziell im Bereich dieser Ausbuchtungen bei einer Seitenkollision.An electrically powered vehicle may be based on a vehicle shell, which was originally designed for burner-specific elements of a conventional drive. In this case, the running in the vehicle longitudinal direction center tunnel can be used as a vehicle floor side open receiving space for the space-consuming traction battery. To enlarge the receiving space of the center tunnel may be widened with lateral bulges extending in the vehicle transverse direction below the vehicle seats and below the rear seat. The lateral bulges provide additional storage space for the traction battery. In the area of these bulges, the traction battery is brought up to the side of the vehicle side members. Therefore, the traction battery is particularly susceptible to crashes, especially in the area of these bulges in the event of a side collision.

Zum Schutz vor einer solchen Seitenkollision kann die Traktionsbatterie einer solchen bekannten Batterieanordnung eine bauteilsteife, käfigartige Trägerstruktur mit Längs- und Querstreben aufweisen. Die Trägerstruktur der Traktionsbatterie ist dabei in steifer Anbindung mit den Fahrzeug-Längsträgern. Die bauteilsteife Trägerstruktur stellt somit im Seitenkollisionsfall einen Querkraft-Lastpfad bereit, der unter Überbrückung der crashempfindlichen Speicherzellen der Traktionsbatterie die Aufprallenergie vom crashzugewandten Längsträger in der Fahrzeugquerrichtung zum crashabgewandten Längsträger leitet.To protect against such a side collision, the traction battery of such a known battery assembly may have a component-rigid, cage-like support structure with longitudinal and transverse struts. The support structure of the traction battery is in rigid connection with the vehicle side members. The component-rigid support structure thus provides a lateral force load path in the side collision case, which, while bridging the crash-sensitive storage cells of the traction battery, directs the impact energy from the crash-facing side member in the vehicle transverse direction to the side member facing away from the crash.

Im weiteren Kollisionsverlauf kann aufgrund der fortschreitenden Deformation des crashzugewandten Längsträgers die daran fest angebundene Trägerstruktur ebenfalls querverlagert werden, und zwar unter Mitnahme der mit der Trägerstruktur bewegungsgekoppelten Traktionsbatterie. Dies führt speziell bei der oben dargelegten Traktionsbatterie-Geometrie dazu, dass am Übergang zwischen dem Mitteltunnel und den seitlich in Querrichtung abragenden Ausbuchtungen die Traktionsbatterie auf Scherung beansprucht wird, wodurch die Traktionsbatterie im schlimmsten Fall beschädigt werden kann.In the further course of the collision, due to the progressive deformation of the crash-facing longitudinal member, the support structure fixedly connected thereto can also be transversely displaced, namely with the traction battery motion-coupled to the support structure. Specifically, with the traction battery geometry set forth above, this results in the traction battery being sheared at the transition between the center tunnel and the laterally projecting bulges, which can damage the traction battery in the worst case.

Aus der DE 10 2010 012 111 A1 ist eine Batterieanordnung bekannt, bei der die Traktionsbatterie über Verbindungsbauteile an den seitlichen Fahrzeug-Längsträgern fixiert ist. Eine aus einer Seitenkollision resultierende Kollisionskraft wird vom crashzugewandten Längsträger über die Traktionsbatterie auf den crashabgewandten Längsträger übertragen. Aus der DE 10 2010 012 109 A1 ist eine weitere Batterieanordnung bekannt, die bei einem Seitenaufprall verschwenkbar und/oder verschiebbar ist.From the DE 10 2010 012 111 A1 a battery assembly is known in which the traction battery is fixed via connecting components on the lateral vehicle side members. A collision force resulting from a side collision is transmitted from the crash-facing side member via the traction battery to the side member facing away from the crash. From the DE 10 2010 012 109 A1 Another battery arrangement is known, which is pivotable and / or displaceable in a side impact.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Batterieanordnung in einem Fahrzeug bereitzustellen, bei der im Falle einer Seitenkollision die Crashsicherheit der Traktionsbatterie in einfacher Weise erhöht ist.The object of the invention is to provide a battery assembly in a vehicle in which the crash safety of the traction battery is increased in a simple manner in the event of a side collision.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is solved by the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the subclaims.

Die Erfindung beruht auf dem Sachverhalt, dass bei einer sich in der Fahrzeuglängsrichtung langgestreckten Traktionsbatterie speziell der Batterie-Abschnitt auf Höhe der Seitenkollision nicht nur einem erhöhten Deformations-Risiko ausgesetzt ist, sondern vielmehr auch dem Risiko einer Querverlagerung in Richtung auf den crashabgewandten Fahrzeug-Längsträger ausgesetzt ist. Demgegenüber sind die vom Kollisions-Ort entfernten Traktionsbatterie-Abschnitte einer solchen Querverlagerung nur in geringerem Ausmaß unterworfen. Die so zwangsläufig in der Traktionsbatterie erzeugten Scherkräfte können im ungünstigen Fall zu einer Beschädigung der Traktionsbatterie führen. Vor diesem Hintergrund ist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ein Führungsmittel vorgesehen, mit dem die zum Schutz der Traktionsbatterie vorgesehene Trägerstruktur nicht mehr in steifer Anbindung mit der Traktionsbatterie ist, sondern vielmehr bei einer Seitenkollision leichtgängig relativ zur Traktionsbatterie in der Fahrzeugquerrichtung verlagerbar ist. Auf diese Weise wird die Traktionsbatterie nicht nur vor Deformation geschützt, sondern auch vor einer Querverlagerung. Die Traktionsbatterie verbleibt vielmehr bewegungsentkoppelt von der Querverlagerung unverändert ortsfest am Fahrzeug-Rohbau angebunden. Im Unterschied zum Stand der Technik ist die Trägerstruktur – zumindest im Crashfall – anbindungsfrei gegenüber der Fahrzeugstruktur, das heißt ohne steife Anbindung am Fahrzeug-Längsträger oder an der Fahrzeug-Karosserie. Erfindungsgemäß hängt vielmehr die Trägerstruktur derart lose verschiebbar an der Traktionsbatterie, dass die Trägerstruktur im Kollisionsfall relativ zur Traktionsbatterie querverschiebbar ist.The invention is based on the fact that in a traction battery elongated in the vehicle longitudinal direction, the battery section at the level of the side collision is exposed not only to an increased risk of deformation, but also to the risk of transverse displacement in the direction of the vehicle longitudinal member facing away from the crash is exposed. In contrast, the traction battery sections removed from the collision location are subject to such a transverse displacement only to a lesser extent. The shear forces thus inevitably generated in the traction battery can lead to damage of the traction battery in the worst case. Against this background, according to the characterizing part of claim 1, a guide means is provided, with which the protection of the traction battery provided support structure is no longer in rigid connection with the traction battery, but rather in a side collision smoothly relative to the traction battery in the vehicle transverse direction is displaced. In this way, the traction battery is protected not only from deformation, but also from a transverse displacement. The traction battery remains rather decoupled immobile from the transverse displacement unchanged stationary tied to the vehicle body. In contrast to the prior art, the support structure - at least in the event of a crash - connection with respect to the vehicle structure, that is, without rigid connection to the vehicle side member or on the vehicle body. Rather, according to the invention, the carrier structure hangs loosely on the traction battery in such a way that, in the event of a collision, the carrier structure is transversely displaceable relative to the traction battery.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das hierzu erforderliche Führungsmittel zwischen der Trägerstruktur und der Traktionsbatterie angeordnet. Das Führungsmittel kann beispielhaft zumindest eine, bevorzugt mehrere an der Traktionsbatterie angebundene, hülsenförmige Lagerbuchsen aufweisen, in denen die Trägerstruktur querverlagerbar geführt ist. Die Traktionsbatterie ist im Unterschied zur querverschiebbaren Trägerstruktur, beispielsweise über Schraubverbindungen oder Schweißverbindungen, in steifer Anbindung mit dem Fahrzeug-Rohbau.In a preferred embodiment, the guide means required for this purpose is arranged between the carrier structure and the traction battery. The guide means may comprise, by way of example, at least one, preferably a plurality of sleeve-shaped bearing bushings connected to the traction battery, in which the carrier structure is guided so as to be transversely displaceable. The traction battery is in contrast to the transversely displaceable support structure, For example, via screw or welded joints, in rigid connection with the vehicle body.

Für eine zuverlässige, unfallbedingte Querverlagerung der Trägerstruktur relativ zur Traktionsbatterie ist es von Vorteil, wenn erst bei Erreichen einer vordefinierten, auf die Trägerstruktur wirkenden Grenz-Querkraft eine Querverlagerung zugelassen wird. Vor diesem Hintergrund kann das Führungsmittel eine Formschwelle aufweisen, insbesondere eine Punktschweißverbindung, eine Reibverbindung, eine Rastverbindung oder eine Formschlussverbindung. Die Formschwelle gibt bei Erreichen der Grenz-Querkraft die Querverlagerung der Trägerstruktur frei, verbindet ansonsten jedoch die Trägerstruktur steif mit der Traktionsbatterie. Dadurch ist gewährleistet, dass die Trägerstruktur im normalen Fahrbetrieb nicht querverlagerbar ist und erst im Seitenkollisionsfall eine Relativbewegung der Trägerstruktur gegenüber der Traktionsbatterie erfolgt.For a reliable, accidental transverse displacement of the support structure relative to the traction battery, it is advantageous if only when reaching a predefined, acting on the support structure limiting transverse force a transverse displacement is allowed. Against this background, the guide means may have a forming threshold, in particular a spot welding connection, a friction connection, a latching connection or a form-locking connection. The forming threshold releases the transverse displacement of the support structure upon reaching the limit lateral force, but otherwise stiffly connects the support structure to the traction battery. This ensures that the support structure is not querverlagerbar in normal driving and only in the side collision case, a relative movement of the support structure against the traction battery.

Bevorzugt ist es, wenn die Traktionsbatterie zusammen mit ihrer Trägerstruktur im Wesentlichen den gesamten verfügbaren Bauraum zwischen den beiden seitlichen Fahrzeug-Längsträgern einnimmt. Die Trägerstruktur kann dabei bevorzugt zwischen den beiden Fahrzeug-Längsträgern käfigartig mit Quer- und Längsstreben aufgebaut sein. Die Querstreben der Trägerstruktur können dabei im Führungsmittel querverlagerbar geführt sein.It is preferred if the traction battery together with its support structure occupies substantially all of the available space between the two lateral vehicle side members. The support structure may preferably be constructed in a cage-like manner with transverse and longitudinal struts between the two vehicle side members. The cross struts of the support structure can be guided querverlagerbar in the guide means.

In einer besonderen Ausführungsform kann die Traktionsbatterie und die Trägerstruktur außerhalb des Fahrzeug-Rohbaus zu einer Vormontageeinheit zusammengebaut werden. Die Vormontageeinheit kann dann in einem weiteren Fertigungsschritt in einen, unterseitig am Fahrzeugboden gebildeten Aufnahmeraum eingesetzt werden. Das Einsetzen der Vormontageeinheit in den Aufnahmeraum erfolgt unter Aufrechterhaltung eines Montagefreigangs. Der Montagefreigang kann die Montagetoleranzen beim Einbau der Vormontageeinheit aufnehmen. Entsprechend ist in der Zusammenbaulage die Trägerstruktur in der Fahrzeugquerrichtung über den oben genannten Montagefreigang von der seitlich anschließenden Fahrzeugstruktur, das heißt von den Fahrzeug-Längsträgern, beabstandet. Die Trägerstruktur kann somit über den Montagefreigang frei querverlagert werden, was eine leichtgängige Relativbewegung der Trägerstruktur unterstützt.In a particular embodiment, the traction battery and the support structure outside the vehicle body shell can be assembled into a pre-assembly unit. The pre-assembly unit can then be used in a further production step in a receiving space formed on the underside of the vehicle floor. The insertion of the pre-assembly in the receiving space is done while maintaining a Montagefreigangs. The mounting clearance can accommodate the mounting tolerances when installing the pre-assembly. Accordingly, in the assembly position, the support structure in the vehicle transverse direction is spaced apart from the laterally adjoining vehicle structure, that is to say from the vehicle side members, via the above-mentioned assembly release. The support structure can thus be freely transversely displaced over the mounting clearance, which supports a smooth relative movement of the support structure.

Im Falle einer oben beschriebenen käfigartigen Ausbildung der Trägerstruktur können die seitlichen Enden der Querstreben der Trägerstruktur über den Montagefreigang von den Fahrzeug-Längsträgern beabstandet sein. Zudem kann die Trägerstruktur seitliche Crashplatten aufweisen. Diese sind in der Konstruktionslage über den vorgenannten Montagefreigang (d. h. über einen freien Deformationsweg) von der seitlichen Fahrzeugstruktur beabstandet sind. Mit Hilfe der Crashplatten wird eine einwandfreie Kraftübertragung von den sich deformierenden Fahrzeug-Längsträgern in die Trägerstruktur erreicht. Beispielhaft können die Querstreben der Trägerstruktur mit ihren Enden an die seitlichen Crashplatten anschließen.In the case of a cage-like design of the support structure described above, the lateral ends of the transverse struts of the support structure may be spaced from the vehicle side members via the assembly release. In addition, the support structure may have lateral crash plates. These are spaced apart from the lateral vehicle structure in the design position via the aforementioned assembly clearance (i.e., via a free deformation path). With the help of the crash plates a perfect power transmission is achieved by the deforming vehicle side members in the support structure. By way of example, the transverse struts of the support structure can be connected with their ends to the lateral crash plates.

Bei einem beispielhaften Crashverlauf prallt ein Pfahl gegen eine Fahrzeugseite. Der Pfahl schiebt den crashzugewandten Fahrzeug-Längsträger unter Abbau der Aufprallenergie über den Montagefreigang bis in Anlage mit der zugewandten Crashplatte. Zugleich erfolgt auch eine Deformation des crashzugewandten Längsträgers bis maximal auf ein Blockmaß. Im weiteren Crashverlauf wird die Trägerstruktur – relativ zur ortsfest am Fahrzeug-Rohbau angebundenen Traktionsbatterie – über den Montagefreigang bis in Anlage mit dem crashabgewandten Fahrzeug-Längsträger gedrückt. Dadurch ergibt sich ein Querkraft-Lastpfad, bei dem die Aufprallenergie unter Überbrückung der Traktionsbatterie auf den crashabgewandten Fahrzeug-Längsträger geleitet wird.In an exemplary crash course, a pile collides against a vehicle side. The post pushes the crash-facing vehicle side member while reducing the impact energy on the mounting clearance up into abutment with the facing crash plate. At the same time, a deformation of the crash-facing longitudinal member takes place up to a maximum block size. In the further course of the crash, the support structure is pressed relative to the traction battery, which is fixedly connected to the vehicle shell, via the assembly release until it comes into contact with the vehicle longitudinal member away from the crash. This results in a transverse force load path, in which the impact energy is passed under bridging the traction battery on the crash longitudinal vehicle longitudinal beam away.

Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.The advantageous embodiments and / or further developments of the invention explained above and / or reproduced in the subclaims can be used individually or else in any desired combination with one another, except, for example, in the case of clear dependencies or incompatible alternatives.

Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention and its advantageous embodiments and further developments and advantages thereof are explained in more detail below with reference to drawings.

Es zeigen:Show it:

1 eine stark vereinfachte Übersichtsskizze eines Fahrzeugbodens eines elektrisch betriebenen Fahrzeuges in perspektivischer Ansicht; 1 a greatly simplified outline sketch of a vehicle floor of an electrically powered vehicle in a perspective view;

2 eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Schnittebene I-I aus der 1; 2 an enlarged sectional view along the section plane II of the 1 ;

3 eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Schnittebene II-II aus der 1; sowie 3 an enlarged sectional view along the section plane II-II of the 1 ; such as

4 und 5 jeweils Ansichten entsprechend der 3, die den Crashverlauf bei einer Seitenkollision veranschaulichen. 4 and 5 each views according to the 3 , which illustrate the crash course in a side collision.

In der 1 ist anhand einer grob schematischen Übersichtsskizze der Fahrzeugboden 1 eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs in perspektivischer Darstellung gezeigt. Der Fahrzeugboden 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit sowie der Erläuterung der wesentlichen Aspekte der Erfindung nur stark vereinfacht dargestellt. Zusätzliche, zum Verständnis der Erfindung nicht erforderliche Fahrzeug-Elemente sind dagegen weggelassen. So weist der Fahrzeugboden 1 einen in der Fahrzeuglängsrichtung x verlaufenden, in den Fahrzeuginnenraum 2 ragenden Mitteltunnel 3 auf. Der Mitteltunnel 3 definiert einen in der Fahrzeuglängsrichtung x langgestreckten Aufnahmeraum 5 für die Traktionsbatterie 7. Der schmale Mitteltunnel 3 ist gemäß der 1 mit Ausbuchtungen 9 in der Fahrzeugquerrichtung y seitlich ausgeweitet. Die Ausbuchtungen 9 erstrecken sich mit Bezug auf die Längsmittelebene des Fahrzeuges spiegelsymmetrisch unterhalb von, in der 1 gestrichelt angedeuteten Fahrzeugsitzen 10 beziehungsweise unterhalb einer Rückbank 11. Der Fahrzeugboden 1 geht seitlich außen in nur angedeutete Fahrzeug-Längsträger 12 über, die sich in an sich bekannter Weise über im Wesentlichen die gesamte Fahrzeuglänge erstrecken.In the 1 is based on a rough schematic sketch of the vehicle floor 1 an electrically driven vehicle shown in perspective view. The vehicle floor 1 is shown for the sake of clarity and the explanation of the essential aspects of the invention only greatly simplified. Additional, to Understanding the invention not required vehicle elements, however, are omitted. This is how the vehicle floor points 1 a running in the vehicle longitudinal direction x, in the vehicle interior 2 projecting center tunnel 3 on. The center tunnel 3 defines an elongated receiving space in the vehicle longitudinal direction x 5 for the traction battery 7 , The narrow center tunnel 3 is according to the 1 with bulges 9 in the vehicle transverse direction y laterally expanded. The bulges 9 extend with respect to the longitudinal median plane of the vehicle mirror-symmetrically below, in the 1 Dashed lines indicated vehicle seats 10 or below a backseat 11 , The vehicle floor 1 goes laterally outside in only indicated vehicle side members 12 over, which extend in a conventional manner over substantially the entire vehicle length.

Mit Bezug auf die 2 und 3 ist nachfolgend die Anordnung der Traktionsbatterie 7 unterhalb des Fahrzeugbodens 1 näher veranschaulicht. Demzufolge bildet die in der 2 gezeigte, unterhalb der Rücksitzbank 11 verlaufende Ausbuchtung 9 unterseitig den Aufnahmeraum 5 für die Traktionsbatterie 7. Die Traktionsbatterie 7 besteht in an sich bekannter Weise durch nicht näher gezeigte Batteriezellen 6, die in einem Batteriekasten 13 angeordnet sind. Der Batteriekasten 13 weist schalenförmige Unter- und Oberteile 15, 17 auf, wobei in der 2 das schalenförmige Unterteil 15 des Batteriekastens 13 einen randseitig abragenden Verbindungsflansch 19 aufweist, der am Fahrzeugboden 1 verschraubt ist und dadurch die gesamte Traktionsbatterie 7 nach unten überdeckt. Der Verbindungsflansch 19 des Unterteiles 17 ist über eine Schraubverbindung 20 am Fahrzeugboden 1 montiert. Zusätzlich sind zur Aussteifung des Batteriekastens 13 in Fahrzeugquerrichtung y verlaufende Hohlprofilelemente 23 (2) vorgesehen, die Teil eine Versteifungsstruktur des Batteriekastens 13 sind. Innerhalb der Hohlprofilelemente 23 des Batteriekastens 13 sind Querstreben 25 angeordnet. Die Querstreben 25 sind Bestandteil einer käfigartigen Trägerstruktur 27, die im Seitencrashfall gegenüber der ortfest an den Fahrzeug-Rohbau montierten Traktionsbatterie 7 der Trägerstruktur 27. Die käfigartige Trägerstruktur 27 ist in etwa kastenförmig ausgeführt mit den in der 2 dargestellten Querstreben 25 sowie mit nicht gezeigten Längsstreben. Die Trägerstruktur 27 ist anbindungsfrei, das heißt ohne steife Anbindung an der Fahrzeugkarosserie gelagert und hängt lediglich lose in der Traktionsbatterie 7 ein.With reference to the 2 and 3 below is the arrangement of the traction battery 7 below the vehicle floor 1 illustrated in more detail. Accordingly, the forms in the 2 shown below the rear seat 11 extending bulge 9 on the underside of the recording room 5 for the traction battery 7 , The traction battery 7 consists in a conventional manner by battery cells not shown in detail 6 in a battery box 13 are arranged. The battery box 13 has cupped lower and upper parts 15 . 17 on, in the 2 the bowl-shaped lower part 15 of the battery box 13 a peripheral flange projecting flange 19 which is on the vehicle floor 1 is bolted and thereby the entire traction battery 7 covered down. The connecting flange 19 of the lower part 17 is via a screw connection 20 on the vehicle floor 1 assembled. In addition, to stiffen the battery box 13 in the vehicle transverse direction y extending hollow profile elements 23 ( 2 ), the part of a stiffening structure of the battery box 13 are. Within the hollow profile elements 23 of the battery box 13 are cross struts 25 arranged. The cross struts 25 are part of a cage-like support structure 27 in the side crash case against the stationary mounted on the vehicle body traction battery 7 the support structure 27 , The cage-like support structure 27 is approximately box-shaped with the in the 2 illustrated cross struts 25 as well as with longitudinal struts, not shown. The support structure 27 is connection-free, that is stored without rigid connection to the vehicle body and only hangs loose in the traction battery 7 one.

Wie aus der 3 weiter hervorgeht, laufen die Querstreben 23 der Trägerstruktur 27 an ihren seitlichen Enden in Crashplatten 29 zusammen. Die Crashplatten 29 der kastenförmigen Trägerstruktur 27 sind in der, in der 3 gezeigten Konstruktionslage über einen Montagefreigang m von den seitlich anschließenden Längsträgern 12 beabstandet.Like from the 3 further, the cross struts run 23 the support structure 27 at their lateral ends in crash plates 29 together. The crash plates 29 the box-shaped support structure 27 are in, in the 3 shown construction position on a mounting clearance m of the laterally adjacent side rails 12 spaced.

In der 3 sind die fest mit dem Batteriekasten 13 verbundenen Führungsmittel 23 nicht als durchgängige Hohlprofilelemente ausgeführt, sondern anstelle dessen als eine Mehrzahl von Lagerbuchsen, die jeweils am Unterteil 15 und am Oberteil 17 des Batteriekastens 13 vorgesehen sind. Ansonsten ist der Aufbau und die Einbaulage der kastenförmigen Trägerstruktur 27 identisch mit der 2. Wie in der 2 ist auch in der 3 der Batteriekasten 13 an seiner Unterschale 15 steif an einer bodenseitigen, karosseriefesten Abdeckung 31 karosseriefest angebunden. Hierzu ist in der 3 der Batteriekasten 13 angebunden. Die bodenseitige Abdeckung 31 ist wiederum karosseriefest am Fahrzeugboden 1 montiert.In the 3 they are stuck to the battery box 13 associated guidance means 23 not designed as a continuous hollow profile elements, but instead as a plurality of bushings, each on the lower part 15 and at the top 17 of the battery box 13 are provided. Otherwise, the structure and the installation position of the box-shaped support structure 27 identical to the 2 , Like in the 2 is also in the 3 the battery box 13 on his lower shell 15 stiff on a base-side, body-mounted cover 31 attached to the body. This is in the 3 the battery box 13 tethered. The bottom cover 31 is in turn body-mounted on the vehicle floor 1 assembled.

Nachfolgend ist anhand der 4 und 5 ein Crashverlauf bei einer Seitenkollision mit einem Pfahl 33 veranschaulicht. So wird zunächst der Pfahl 33 mit einer Querkraft F gegen einen der Längsträger 12 gedrückt. Dieser crashzugewandte Längsträger 12 wird unter Abbau der Aufprallenergie sowohl zusammengedrückt als auch unter Überwindung des Montagefreigangs m bis zur zugewandten Crashplatte 29 der Trägerstruktur 27 durchgebogen (4). Anschließend schiebt der sich weiter deformierende crashzugewandte Längsträger 12 die kastenförmige Trägerstruktur 27 mit ihrer crashabgewandten Crashplatte 29 gegen den crashabgewandten Längsträger 12, wodurch ein Querkraft-Lastpfad entsteht. Über den Querkraft-Lastpfad werden unter Überbrückung des Batteriekastens 7 Kollisionskräfte vom Kollisionsort in der Querrichtung y bis zum crashabgewandten Längsträger 12 geleitet. Im Gegensatz zur Querverlagerung der kastenförmigen Trägerstruktur 27 bleibt die Traktionsbatterie 7 davon bewegungsentkoppelt sowie unverändert ortsfest am Fahrzeug-Rohbau angebunden. Entsprechend kann auch im kritischen Bereich der Traktionsbatterie 7 am Übergang vom Mitteltunnel 3 zu den seitlichen Ausbuchtungen 9 die Entstehung von Scherkräften verhindert werden.The following is based on the 4 and 5 a crash course in a side collision with a pile 33 illustrated. So first is the stake 33 with a transverse force F against one of the longitudinal members 12 pressed. This crash-facing side member 12 is both compressed by reducing the impact energy as well as overcoming the Montagefreigangs m up to the facing crash plate 29 the support structure 27 bent ( 4 ). Subsequently, the further deforming crash-facing side member pushes 12 the box-shaped support structure 27 with her crash-facing crash plate 29 against the side facing away from the crash 12 , which creates a lateral force load path. About the lateral force load path are bridged the battery box 7 Collision forces from the collision location in the transverse direction y to the crash-facing side member 12 directed. In contrast to the transverse displacement of the box-shaped support structure 27 remains the traction battery 7 of which decoupled motion and fixed fixed to the vehicle body shell. Accordingly, even in the critical area of the traction battery 7 at the transition from the central tunnel 3 to the lateral bulges 9 the formation of shear forces are prevented.

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Claims (10)

Batterieanordnung in einem Fahrzeug, mit einer Traktionsbatterie (7), die am Fahrzeug-Rohbau fest angebunden ist, und einer bauteilsteifen Trägerstruktur (27) zum Schutz der Traktionsbatterie (7) vor einer unfallbedingten Deformation, dadurch gekennzeichnet, dass ein Führungsmittel (23) vorgesehen ist, mit dem die Trägerstruktur (27) im Seitencrashfall gegenüber der Traktionsbatterie (7) in der Fahrzeugquerrichtung (y) verlagerbar ist, während die Traktionsbatterie (7) bewegungsentkoppelt von der Querverlagerung unverändert ortsfest am Fahrzeug-Rohbau verbleibt.Battery assembly in a vehicle, with a traction battery ( 7 ), which is firmly connected to the vehicle body shell, and a component-rigid support structure ( 27 ) to protect the traction battery ( 7 ) before an accidental deformation, characterized in that a guide means ( 23 ) is provided, with which the support structure ( 27 ) in the side crash case opposite the traction battery ( 7 ) is displaceable in the vehicle transverse direction (y), while the traction battery ( 7 ) Movement decoupled from the transverse displacement remains unchanged fixed to the vehicle shell. Batterieanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsmittel (23) zwischen der Trägerstruktur (27) und der Traktionsbatterie (7) angeordnet ist, und/oder das Führungsmittel (23) zumindest eine an der Traktionsbatterie (7) fest angebundene Lagerbuchse ist, in der die Trägerstruktur (27) querverlagerbar geführt ist.Battery arrangement according to claim 1, characterized in that the guide means ( 23 ) between the support structure ( 27 ) and the traction battery ( 7 ) is arranged, and / or the guide means ( 23 ) at least one on the traction battery ( 7 ) is firmly connected bearing bush, in which the support structure ( 27 ) is guided querverlagerbar. Batterieanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsmittel (23) eine Formschwelle aufweist, insbesondere eine Punktschweißverbindung oder dergleichen, die erst bei Erreichen einer vordefinierten Grenz-Querkraft eine Querverlagerung der Trägerstruktur (27) zulässt.Battery arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the guide means ( 23 ) has a forming threshold, in particular a spot-welded joint or the like, which only upon reaching a predefined limit transverse force, a transverse displacement of the support structure ( 27 ) allows. Batterieanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktionsbatterie (7) zusammen mit der Trägerstruktur (27) zwischen den beiden seitlichen Fahrzeug-Längsträgern (12) angeordnet ist.Battery arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the traction battery ( 7 ) together with the support structure ( 27 ) between the two lateral vehicle side members ( 12 ) is arranged. Batterieanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (27) käfigartig mit Quer- und Längsstreben aufgebaut ist, von denen zumindest eine Querstrebe (25) der Trägerstruktur (27) im Führungsmittel (23) querverlagerbar geführt ist.Battery arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the support structure ( 27 ) is constructed like a cage with transverse and longitudinal struts, of which at least one transverse strut ( 25 ) of the support structure ( 27 ) in the guide means ( 23 ) is guided querverlagerbar. Batterieanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur, insbesondere die seitlichen Enden der Querstrebe (25), in der Fahrzeugquerrichtung (y) über einen Freigang (m) von der Fahrzeugstruktur, insbesondere von den Fahrzeug-Längsträgern (12) beabstandet ist.Battery arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the support structure, in particular the lateral ends of the cross strut ( 25 ), in the vehicle transverse direction (y) via a clearance (m) of the vehicle structure, in particular of the vehicle side members ( 12 ) is spaced. Batterieanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (27) seitliche Crashplatten (29) aufweist, die in einer Konstruktionslage in der Querrichtung (y) über einen Freigang (m) von der Fahrzeugstruktur, insbesondere den Fahrzeug-Längsträgern (12), beabstandet sind, wobei insbesondere bei einer crashbedingten Querverlagerung die Crashplatte (29) der Trägerstruktur (27) in Anlage mit der crashabgeandten Fahrzeugstruktur bringbar ist.Battery arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the support structure ( 27 ) side crash plates ( 29 ) in a construction position in the transverse direction (y) via a clearance (m) of the vehicle structure, in particular the vehicle side members ( 12 ) are spaced apart, wherein in particular in a crash-induced transverse displacement, the crash plate ( 29 ) of the support structure ( 27 ) Can be brought into contact with the crash abgeandten vehicle structure. Batterieanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsmittel (23) ein ortsfest an dem Fahrzeug-Rohbau oder an der Traktionsbatterie (7) angebundenes Hohlprofilelement ist, etwa ein in der Querrichtung (y) langgestreckter Hohlträger, in dem die Querstrebe (25) teleskopartig verschiebbar geführt ist.Battery arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the guide means ( 23 ) fixed to the vehicle shell or to the traction battery ( 7 ) tethered hollow profile element is, for example, in the transverse direction (y) elongated hollow beam, in which the cross strut ( 25 ) is guided telescopically displaceable. Batterieanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktionsbatterie (7) aus Speicherzellen (6) aufgebaut ist, die von einem Batteriekasten (13) umschlossen sind, und dass insbesondere die Trägerstruktur (27) innerhalb und/oder außerhalb des Batteriekastens (13) angeordnet sind.Battery arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the traction battery ( 7 ) from memory cells ( 6 ), which consists of a battery box ( 13 ) and in particular that the support structure ( 27 ) inside and / or outside the battery box ( 13 ) are arranged. Batterieanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktionsbatterie (7) und die Trägerstruktur (27) eine außerhalb des Fahrzeugs montierbare Vormontageeinheit bilden, die unter Aufrechterhaltung eines Montagefreigangs (m) von außen in einen unterseitig am Fahrzeugboden (1) gebildeten Aufnahmeraum (5) einsetzbar ist, welcher Freigang (m) insbesondere Montagetoleranzen beim Einsetzen der Vormontageeinheit aufnimmt.Battery arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the traction battery ( 7 ) and the support structure ( 27 ) form a pre-assembly unit which can be mounted outside the vehicle and which, while maintaining an assembly clearance (m), can be moved from the outside into a lower side on the vehicle floor ( 1 ) receiving space ( 5 ), which clearance (m) in particular accommodates assembly tolerances when inserting the pre-assembly unit.
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