DE102012008793A1 - High voltage battery for motor vehicle e.g. hybrid car, has load distributing element that is arranged as froth element in outer side and edge region of housing, and carrier element arranged on side portion of vehicle - Google Patents

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Abstract

The battery has a receiving space (20) for accommodating storage elements used for storing electrical energy. A load distributing element (30) is arranged as froth element in outer side (28) and edge region (26) of housing (18). A carrier element (10) is arranged on side portion (16) of motor vehicle. An independent claim is included for an arrangement of battery in motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie für einen Kraftwagen sowie die Anordnung einer solchen Batterie in einem Kraftwagen gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 5.The invention relates to a battery for a motor vehicle and the arrangement of such a battery in a motor vehicle according to the preambles of claims 1 and 5, respectively.

Insbesondere bei Hochvolt-Batterien, welche bei Hybrid- oder Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommen, ergibt sich im Serienfahrzeugbau von Kraftwagen die Forderung, deren Gehäuse im Falle einer Kollision zumindest weitestgehend vor Deformationen zu schützen.Particularly in the case of high-voltage batteries, which are used in hybrid or electric vehicles, the demand arises in the mass-produced vehicle industry to protect their housing in the event of a collision, at least as far as possible from deformation.

Aus diesem Grund ist aus der DE 10 2011 012 115 A1 bereits eine Anordnung einer Batterie mit Gehäuse an einem Kraftwagen als bekannt zu entnehmen, bei welcher eine Schutzeinrichtung vorgesehen ist, welche wenigstens zwei die Batterie zumindest bereichsweise in Fahrzeugquerrichtung nach außen hin überdeckende und in Fahrzeugquerrichtung hintereinander angeordnete Deformationsbereiche aufweist. Die Deformationsbereiche weisen bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung unterschiedliche Deformationssteifigkeiten auf.For this reason is from the DE 10 2011 012 115 A1 already to disclose an arrangement of a battery with housing on a motor vehicle, in which a protective device is provided, which has at least two the battery at least partially in the vehicle transverse direction outwardly overlapping and arranged in the vehicle transverse direction one behind the other deformation regions. The deformation areas have different deformation stiffnesses in case of accidental application of force.

Oftmals ist bei Hybrid- oder Elektrofahrzeugen der nötige Bauraum für derartige Schutzeinrichtungen nicht vorhanden. Dies kann beispielsweise auch durch Bremsleitungen und/oder elektrische Leitungen bedingt sein, welche im Nahbereich der Batterie verlaufen und das Anbringen derartiger Schutzelemente und Verstärkungen unmöglich macht.Often, in hybrid or electric vehicles, the necessary space for such protection devices does not exist. This can also be caused, for example, by brake lines and / or electrical lines which run in the vicinity of the battery and make the attachment of such protective elements and reinforcements impossible.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Batterie sowie eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen bei geringem Bauraumbedarf ein sehr guter Schutz der Batterie im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Fahrzeugs gegeben ist.It is therefore an object of the present invention to provide a battery and an arrangement of the type mentioned, by means of which a small amount of space required a very good protection of the battery is given in case of accidental application of force to the vehicle.

Diese Aufgabe wird durch eine Batterie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a battery having the features of claim 1 and by an arrangement having the features of claim 5. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Batterie der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher auch bei geringem Bauraumbedarf ein sehr guter Schutz der Batterie im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung; insbesondere bei einem Seitenaufprall bzw. bei einem sogenannten Pfahlaufprall, des Fahrzeugs gegeben ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass an einer Außenseite des Gehäuses wenigstens ein Lastverteilungselement angeordnet ist. Mittels des Lastverteilungselements können auf die Batterie insbesondere lokal wirkende unfallbedingte Kräfte aufgenommen und zumindest im Wesentlichen flächig in das Gehäuse eingeleitet und auf diesem verteilt werden. Insbesondere können hierdurch Kantenbereiche des üblicherweise kastenförmigen Gehäuses der Batterie von lokalen Unfallbelastungen entlastet und übermäßige Intrusionen vermieden werden. In diesem Zusammenhang hat es sich auch als besonders vorteilhaft gezeigt, das Lastverteilungselement im entsprechenden Kantenbereich anzuordnen. Die Anordnung des Lastverteilungselements an der Kante ist dabei insofern vorteilhaft, als insbesondere in dem Kantenbereich sehr hohe, lokale Lasten auf die Batterie wirken können.In order to provide a battery of the type mentioned, by means of which, even with low space requirements a very good protection of the battery in the event of an accidental force; is given in particular in a side impact or in a so-called pile impact, the vehicle, it is provided according to the invention that at least one load distribution element is arranged on an outer side of the housing. By means of the load distribution element can be added to the battery in particular locally acting accidental forces and introduced at least substantially flat in the housing and distributed on this. In particular, this edge areas of the usually box-shaped housing of the battery can be relieved of local accident burdens and excessive intrusions are avoided. In this context, it has also proven to be particularly advantageous to arrange the load distribution element in the corresponding edge region. The arrangement of the load distribution element on the edge is advantageous in that very high, local loads can act on the battery, in particular in the edge region.

Das Lastverteilungselement kann darüber hinaus – insbesondere bei der Montage der Batterie – als Montagehilfe und Führung/Abstützung dienen, die ein Anstoßen des Batteriegehäuses beispielsweise an ein angrenzendes Teil der Karosserie verhindert und dadurch eine Beschädigung einer Lackierung mit eventuell nachfolgenden Korrosionsschäden vermeidet.The load distribution element can also serve as an assembly aid and guide / support, in particular when mounting the battery, which prevents the battery housing from abutting, for example, against an adjacent part of the body, thereby avoiding damage to a paint finish with possibly subsequent corrosion damage.

Die vorstehend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batterie genannten Vorteile gelten in ebensolcher Weise für die Anordnung gemäß Anspruch 5.The advantages mentioned above in connection with the battery according to the invention apply in the same way to the arrangement according to claim 5.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing.

Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ausschnittsweise eine schematische Querschnittsansicht eines Personenkraftwagens im Bereich eines Seitenschwellers, bei welchem an einer Außenseite eines Gehäuses der Hochvolt-Batterie wenigstens ein Lastverteilungselement angeordnet ist, welches an ein dem Seitenschweller des Kraftwagens zugeordnetes Trägerelement angrenzt.Drawing in the single FIGURE is a fragmentary cross-sectional view of a passenger car in the region of a side sill, in which at least one load distribution element is arranged on an outer side of a housing of the high-voltage battery, which adjoins a carrier element associated with the side skirts of the motor vehicle.

Die Fig. zeigt in einer ausschnittsweisen Schnittansicht entlang einer in Fahrzeughochrichtung bzw. in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Schnittebene die Anordnung einer Hochvolt-Batterie 12 in einem Personenkraftwagen. Das Fahrzeug ist beispielsweise als Hybrid-Fahrzeug oder als Elektrofahrzeug ausgebildet und umfasst wenigstens einen Elektromotor, mittels welchem das Fahrzeug antreibbar ist. Zum Antreiben des Elektromotors ist der Elektromotor mit Energie aus der Batterie 12 versorgbar.The FIGURE shows in a sectional view along a section plane extending in the vehicle vertical direction or in the vehicle transverse direction, the arrangement of a high-voltage battery 12 in a passenger car. The vehicle is designed for example as a hybrid vehicle or as an electric vehicle and comprises at least one electric motor, by means of which the vehicle is drivable. To drive the electric motor is the electric motor with energy from the battery 12 supplied.

Die Batterie 12 ist vorliegend in einem Aufnahmebereich 14 unterhalb eines nicht erkennbaren Hauptbodens der Kraftwagenkarosserie angeordnet. Der Aufnahmebereich 14 ist in Fahrzeugquerrichtung zumindest bereichsweise von beidseitigen Seitenschwellern 16 der Karosserie des Fahrzeugs begrenzt. In der Fig. ist dabei lediglich einer der Seitenschweller 16 gezeigt.The battery 12 is present in a receiving area 14 arranged below an unrecognizable main floor of the motor vehicle body. The recording area 14 is in the vehicle transverse direction at least partially from side skirts on both sides 16 limited to the body of the vehicle. In the figure is only one of the side skirts 16 shown.

Die Batterie 12 umfasst ein Gehäuse 18, welches einen Aufnahmeraum 20 begrenzt, in welchem Speicherelemente zum Speichern der elektrischen Energie aufgenommen sind. Der Aufnahmeraum 20 ist dabei oberseitig durch einen ersten Wandungsbereich 22 und seitlich durch einen zweiten Wandungsbereich 24 des insgesamt etwa kastenförmigen Gehäuses 18 begrenzt. Die Wandungsbereiche 22, 24 sind unter Ausbildung eines Kantenbereichs 26 miteinander verbunden. Der Kantenbereich 26 ist vorliegend abgerundet ausgebildet und erstreckt sich zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung. The battery 12 includes a housing 18 which is a recording room 20 limited, are stored in which storage elements for storing the electrical energy. The recording room 20 is on the upper side by a first wall area 22 and laterally through a second wall area 24 of the total approximately box-shaped housing 18 limited. The wall areas 22 . 24 are under formation of an edge region 26 connected with each other. The edge area 26 is presently rounded and extends at least substantially in the vehicle longitudinal direction.

An einer Außenseite 28 des Gehäuses 18 ist im Kantenbereich 26 ein keilartiges Lastverteilungselement 30 angeordnet. Das Lastverteilungselement 30 kann sich dabei lediglich über eine Teillänge oder aber die vollständige Länge des Kantenbereichs 26 erstrecken. Mit der Auenseite 28 kann das Lastverteilungselement 30 verklebt oder dgl. gefügt sein.On an outside 28 of the housing 18 is in the edge area 26 a wedge-like load distribution element 30 arranged. The load distribution element 30 can be only about a partial length or the full length of the edge area 26 extend. With the outside 28 can the load distribution element 30 glued or the like. Be joined.

Das Lastverteilungselement 30 grenzt an ein dem Seitenschweller 16 des Kraftwagens zugeordnetes Trägerelement 10 an. Das Lastverteilungselement 30 liegt dabei – in Fahrzeughochrichtung betrachtet – in Überdeckung mit dem Trägerelement 10, welches sich seinerseits am eigentlichen Seitenschweller 16 abstützt. Dabei kann in verbautem Zustand ein Abstand zwischen dem Lastverteilungselement 30 und dem Trägerelement 10 gegeben sein, oder aber das Lastverteilungselement 30 stützt sich am Trägerelement 10 ab.The load distribution element 30 adjoins a side sill 16 the motor vehicle associated carrier element 10 at. The load distribution element 30 is considered - in vehicle vertical direction - in overlap with the carrier element 10 , which in turn at the actual side skirts 16 supported. In this case, in the installed state, a distance between the load distribution element 30 and the carrier element 10 be given, or the load distribution element 30 rests on the carrier element 10 from.

Kommt es beispielsweise infolge eines Seitenaufpralls, beispielsweise eines Pfahlanpralls, zu einer Intrusion im Bereich des Seitenschwellers 16, so dient das Lastverteilungselement 30 zum Aufnehmen von auf das Gehäuse 18 – insbesondere in deren oberen Bereich – wirkenden lokalen Lasten, welche über den Seitenschweller 16 und das Trägerelement 10 eingetragen werden. Das Trägerelement 10 kann also bei einer Intrusion auf Lastverteilungselement 30 aufprallen.If, for example, as a result of a side impact, such as a pile impact, an intrusion in the area of the side sill 16 , so the load distribution element serves 30 for picking up on the case 18 - In particular in the upper region - acting local loads, which over the side skirts 16 and the carrier element 10 be registered. The carrier element 10 So, in an intrusion on load distribution element 30 Bounce.

Wie der Fig. zu entnehmen ist, handelt es sich vorliegend um den in Fahrzeughochrichtung oberen Kantenbereich 26 des Gehäuses 18. Insbesondere der obere Kantenbereich 26 ist bei einem Seitenaufprall besonders von Beschädigungen und Intrusionen gefährdet, wobei das Lastverteilungselement 30 die Gefahr von derartigen Beschädigungen und Intrusionen vermeidet oder sehr gering hält.As can be seen from the figure, this is the upper edge region in the vehicle vertical direction 26 of the housing 18 , In particular, the upper edge region 26 is endangered in a side impact especially from damage and intrusions, wherein the load distribution element 30 avoids the danger of such damage and intrusions or keeps very low.

Das Lastverteilungselement 30 kann bei einem Montagevorgang der Batterie 12 am korrespondierenden Halteelement auch als Montagehilfe und als Führung verwendet werden, welche eine Kollision der Batterie 12 und insbesondere ihres Gehäuses 18 mit anderweitigen Komponenten des Fahrzeugs, beispielsweise mit dem Halteelement und/oder mit dem Seitenschweller 16, verhindert. So kann beispielsweise eine Beschädigung durch Kratzer an der Lackierung des Gehäuses 18 und eine daraus resultierende Korrosionsgefahr vermieden werden.The load distribution element 30 can during a mounting process of the battery 12 be used on the corresponding holding element as an assembly aid and as a guide, which is a collision of the battery 12 and in particular their housing 18 with other components of the vehicle, for example with the holding element and / or with the side skirts 16 , prevented. For example, damage caused by scratches on the paint of the housing 18 and a resulting risk of corrosion can be avoided.

Das Lastverteilungselement 30 kann als Schaumelement, insbesondere einem Strukturschaum, oder als Hohlkörperelement, in welchem ein Medium, insbesondere Luft, aufgenommen ist, ausgebildet sein. Hierdurch ist der Aufprall des Seitenschwellers 16 auf das Lastverteilungselement 30 effizient dämpfbar, wobei die unfallbedingten Lasten besonders vorteilhaft und flächig verteilt werden können.The load distribution element 30 may be formed as a foam element, in particular a structural foam, or as a hollow body element in which a medium, in particular air, is received. This is the impact of the side sill 16 on the load distribution element 30 efficiently attenuated, the accidental loads can be distributed particularly advantageous and area.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011012115 A1 [0003] DE 102011012115 A1 [0003]

Claims (5)

Batterie (12) für einen Kraftwagen, mit einem einen Aufnahmeraum (20) für Speicherelemente zum Speichern von elektrischer Energie begrenzenden Gehäuse (18), dadurch gekennzeichnet, dass an einer Außenseite (28) des Gehäuses (18) wenigstens ein Lastverteilungselement (30) angeordnet ist.Battery ( 12 ) for a motor vehicle, having a receiving space ( 20 ) for storage elements for storing electrical energy limiting housing ( 18 ), characterized in that on an outer side ( 28 ) of the housing ( 18 ) at least one load distribution element ( 30 ) is arranged. Batterie (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastverteilungselement (30) in einem Kantenbereich (26) des Gehäuses (18) angeordnet ist.Battery ( 12 ) according to claim 1, characterized in that the load distribution element ( 30 ) in an edge region ( 26 ) of the housing ( 18 ) is arranged. Batterie (12) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastverteilungselement (30) als Schaumelement, insbesondere einem Strukturschaum, ausgebildet ist.Battery ( 12 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the load distribution element ( 30 ) is formed as a foam element, in particular a structural foam. Batterie (12) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastverteilungselement (30) als Hohlkörperelement, in welchem ein Medium, insbesondere Luft, aufgenommen ist, ausgebildet ist.Battery ( 12 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the load distribution element ( 30 ) as a hollow body element, in which a medium, in particular air, is received, is formed. Anordnung (10) einer Batterie (12) in einem Kraftwagen, bei welcher die Batterie (12) ein einen Aufnahmeraum (20) für Speicherelemente zum Speichern von elektrischer Energie begrenzendes Gehäuse (18) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Außenseite (28) des Gehäuses (18) wenigstens ein Lastverteilungselement (30) angeordnet ist, an ein einem Seitenschwellers (16) des Kraftwagens zugeordnetes Trägerelement (10) angrenzt.Arrangement ( 10 ) of a battery ( 12 ) in a motor vehicle where the battery ( 12 ) a reception room ( 20 ) for storage elements for storing electrical energy limiting housing ( 18 ), characterized in that on an outer side ( 28 ) of the housing ( 18 ) at least one load distribution element ( 30 ) is arranged on a side sill ( 16 ) of the motor vehicle associated carrier element ( 10 ) adjoins.
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DE102011012115A1 (en) 2011-02-23 2011-11-17 Daimler Ag High volt battery arrangement for e.g. electrical passenger car, has protective device comprising deformation regions exhibiting deformation rigidities during force application caused by accident of motor vehicle

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