DE102012019087B4

DE102012019087B4 - Gehäuse für eine Traktionsbatterie für zumindest teilweise elektrisch betriebene Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102012019087B4
Application number: DE102012019087.5A
Authority: DE
Inventors: Stefan Reinsch; Ralph Schneider
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2020-12-03
Anticipated expiration: 2032-09-28
Also published as: DE102012019087A1

Abstract

Gehäuse für eine Traktionsbatterie, für zumindest teilweise elektrisch betriebene Kraftfahrzeuge, das zumindest zweiteilig mit einer Oberschale (2) und einer Unterschale (3) ausgeführt ist, die an deren aneinander angrenzenden Flanschen (2a, 3a) fest mittels einer Klebeverbindung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeverbindung (4) zwischen den Flanschen (2a, 3a) der Oberschale (2) und der Unterschale (3) eine durchgängig umlaufende Kleberaupe ist, und dass der Klebeverbindung (4) ein Schneidfaden (5) zugeordnet ist, mit dem durch Aufbringen einer Zugkraft (FZ) von außen die Klebeverbindung (4) durchtrennbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse für eine Traktionsbatterie für zumindest teilweise elektrisch betriebene Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Traktionsbatterien bzw. Hochvoltbatterien für elektrisch betriebene oder hybridbetriebene Kraftfahrzeuge sind in der Regel in abgeschlossenen Gehäusen, zum Beispiel aus Kunststoff angeordnet, die den in Kraftfahrzeugen auftretenden Beschleunigungen und Belastungen standhalten müssen, gegebenenfalls sogar unter Crashbedingungen. Unter anderem wurde auch bereits vorgeschlagen, bei Gehäusen mit zumindest einer Oberschale und einer Unterschale diese an deren Verbindungsflanschen mittels eines aushärtbaren Klebstoffes fest zu verbinden. Neben den Vorteilen einer relativ einfachen Verbindungstechnik mit hervorragenden Festigkeitseigenschaften stellt sich aber das Problem der Zugänglichkeit in einem Reparaturfall.
Eine gattungsgemäße Traktionsbatterie ist aus der DE 20 2010 004 637 U1 bekannt, dessen Batteriegehäuse zweiteilig mit einer Oberschale und einer Unterschale ausgeführt ist, die an deren aneinander grenzenden Flanschen fest miteinander verbunden sind. Die Flansche der Oberschale und der Unterschale können mittels einer nicht näher beschriebenen Klebeverbindung miteinander verbunden sein.
Aus der DE 14 28 224 C ist eine Klebeverbindung bekannt, bei der zwei Gehäuseteile unter Zwischenschaltung eines Streifens verbunden sind, der mit den Gehäuseteilen überlappt und mit diesen verklebt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gehäuse der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, deren Schalen sich mit einfachen Mitteln schnell und problemlos wieder trennen lassen.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte und besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Klebverbindung insbesondere eine durchgängig umlaufende Kleberaupe ist. Der Klebeverbindung ist ein Schneidfaden zugeordnet, mit dem durch Aufbringen einer Zugkraft von außen die Klebeverbindung durchtrennbar ist. Im Reparaturfall ist lediglich gegebenenfalls mittels eines Werkzeugs der Schneidfaden an seinem einen oder an beiden Enden aufzunehmen und zum Beispiel in einem Winkel von ca. 180° zur Längserstreckung des Schneidfadens nach außen zu ziehen, wobei dieser ähnlich einem Schneidmesser die Klebeverbindung durchtrennt. Soll das Gehäuse wieder geschlossen werden, so müsste nach dem Säubern der Klebeflächen und dem Aufbringen einer Kleberaupe aus Klebstoff wieder ein Schneidfaden zur neuerlichen Trennung der Klebeverbindung bei Bedarf verlegt werden.
Insbesondere kann der Schneidfaden an in die Flanschebene vorragenden Abstandsnoppen gegenüber dem Gehäuseinneren fixiert sein. Neben der einfacheren Positionierung können die Abstandsnoppen auch sicherstellen, dass sich der Schneidfaden beim Schneidvorgang bzw. beim Herausziehen aus der Klebeverbindung nicht nach innen einschnürt und gegebenenfalls im Gehäuse befindliche Batterieelemente (Zellen, Kabel, etc.) beschädigt. Alternativ oder zusätzlich könnte der Schneidfaden auch mit verklebt sein.
Bevorzugt kann der Schneidfaden bei der Montage an einer der Gehäuseschalen fixiert sein, wodurch eine schnelle und sichere Anordnung des Schneidfadens zum Beispiel parallel zur Kleberaupe ermöglicht ist. Entsprechend kann der Schneidfaden vor dem Verbinden der beiden Gehäuseschalen an einer der Gehäuseschalen vormontiert werden. Zudem können die Flansche an einander zugewandten Flanschflächen zumindest einen Abstandhalter, insbesondere Abstandsnoppen, aufweisen, die eine einwandfreie Materialstärke der Klebverbindung gewährleisten. In Doppelfunktion kann der Abstandhalter auch als Montagehilfe eingesetzt werden, an die der Schneidfaden vormontierbar ist.
Im Endmontagezustand kann der Schneidfaden mit Bezug auf die Klebeverbindung bevorzugt auf der Gehäuseinnenseite verlaufen. Hierzu kann der Abstandhalter und die Klebeverbindung zwischen den beiden Flanschflächen einen freien Ringspalt begrenzen, in dem der Schneidfaden angeordnet ist. Alternativ zum obigen Schneidfaden-Anordnung kann der Schneidfaden zumindest teilweise unmittelbar im Material der Klebeverbindung integriert sein.
Der Querschnitt des Schneidfadens kann bevorzugt rund und/oder kleiner als der zwischen den Flanschen gebildete Spalt sein. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass der Schneidfaden nicht mit beiden Flanschen verklebt oder zwischen diesen eingespannt wird.
Für eine einfache Bedienbarkeit kann der Schneidfaden zumindest ein von außen zugängliches Betätigungsmittel aufweisen, bei dessen Betätigung der Schneidfaden mit der Zugkraft beaufschlagbar ist. Das Betätigungsmittel kann eine durch das Material der Klebeverbindung nach außen geführte Schlaufe des Schneidfadens ist. Bevorzugt kann ein Sicherungselement, etwa ein Knebel, vorgesehen werden, der in der Schneidfaden-Schlaufe gehaltert ist. Mit dem Sicherungselement ist gewährleistet, dass sich die Schneidfaden-Schlaufe nicht unbeabsichtigt in das Gehäuseinnere verlagert.
Alternativ oder zusätzlich kann in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Schneidfaden an einem, mehreren oder allen Eckbereichen, insbesondere Außenecken des Gehäuses eine Schlaufe bildend aus den verklebten Flanschen nach außen herausgeführt sein. Durch Einführen des bereits erwähnten Knebels oder dergleichen wird sichergestellt, dass der Schneidfaden bei dessen Herausziehen aus der Klebeverbindung an den Ecken stabilisiert ist, also nicht nach innen eingeschnürt werden kann.
In vorteilhafter Weise können die Enden des Schneidfadens nach innen in das Gehäuse vorragend ausgebildet und durch Abnehmen eines separat befestigten, relativ kleinen Servicedeckels zugänglich sein. Der Servicedeckel kann zum Beispiel mittels weniger Schrauben und an gut zugänglicher Stelle an einer der Schalen des Gehäuses der Traktionsbatterie befestigt sein. Bei abgenommenen Servicedeckel können die Enden des Schneidfadens zum Beispiel mittels eines Dorns durch die benachbarte Klebeverbindungsstelle nach außen geführt und entsprechend Zugbeaufschlagt werden.
Der Schneidfaden kann zum Beispiel aus einem dünnen, flexiblen Stahlseil bestehen. Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, eine zugfeste Faser, insbesondere eine Aramidfaser zu verwenden.
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.
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 in raumbildlicher Darstellung ein Gehäuse für eine Traktionsbatterie für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge, das in eine Karosserie des Kraftfahrzeugs einbaubar ist und sich u.a. aus einer Oberschale und einer Unterschale zusammensetzt, die mittels einer umlaufenden Klebeverbindung fest miteinander verbunden sind, sowie mit einem an der Klebeverbindung angeordneten, umlaufenden Schneidfaden;
2 eine Ansicht von unten auf die Oberschale des Gehäuses mit vorfixiertem Schneidfaden; und
3 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt gemäß Linie III - III der 1 durch das Gehäuse und die Klebeverbindung mit Schneidfaden.

In der 1 ist ein Gehäuse 1 für eine Traktionsbatterie (Hochvoltbatterie) dargestellt, das sich in Hybridbauweise u.a. aus einer Oberschale 2 aus Kunststoff und einer Unterschale 3 aus Metall zusammensetzt und in der Draufsicht etwa rechteckförmig gestaltet ist.
Die beiden Schalen 2, 3 weisen umlaufende Flansche 2a, 3a auf (vergleiche 3), die mittels einer Klebeverbindung mit einer dazwischen angeordneten Kleberaupe 4 aus einem aushärtbaren Klebstoff fest miteinander verbunden sind.
Die im Gehäuse 1 angeordneten Batterieelemente (Zellen, Elektronikkomponenten, Leitungen, etc.) können bekannter Bauart sein und sind hier nicht dargestellt.
Innerhalb der Klebeverbindung bzw. der umlaufenden Kleberaupe 4 und etwa parallel dazu ist ein Schneidfaden 5 aus einer hochzugfesten Aramidfaser verlegt, der an zumindest örtlich vorgesehenen Abstandsnoppen 2b des Flansches 2a der Oberschale 2 vorfixiert ist.
Der Schneidfaden 5 (2) ist zudem umlaufend an dem Flansch 2a der Oberschale 2 derart verlegt, dass er an den Außeneckbereichen 10 der Oberschale 2 jeweils eine nach außen ragende Schlaufe 5a bildet.
Die Schlaufen 5a sind so ausgeführt, dass durch diese gegebenenfalls ein Knebel 6 (in gestrichelten Linien angedeutet) hindurchführbar ist, also quasi den Schneidfaden 5 an diesen Eckbereichen festlegt.
Ferner sind die Enden 5b des Schneidfadens 5 nach innen geführt, wobei in diesem Bereich in der Unterschale 3 (es kann gegebenenfalls auch die Oberschale 2 sein) ein relativ kleiner Servicedeckel 7 (in gestrichelten Linien angedeutet) mittels zum Beispiel mehrerer Schrauben befestigt ist.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird der Schneidfaden 5 bereits vor dem Verbinden der beiden Gehäuseschalen 2, 3 an einer der Gehäuseschalen 2, 3 vormontiert. Für eine betriebssichere Vormontage wird der Schneidfaden 5 an den Abstandsnoppen 2b fixiert. Diese sind an den einander zugewandten Flanschflächen 2c, 3c (3) angeformt und gewährleisten in der Zusammenbaulage eine ausreichende Schichtdicke der Klebeverbindung 4. Wie aus der 3 hervorgeht, ist der Schneidfaden 5 mit Bezug auf die Klebeverbindung 4 an der Gehäuseinnenseite verlegt. Der Schneidfaden 5 ist gemäß der 3 nicht unmittelbar in das Material der Klebverbindung 4 integriert, sondern vielmehr in einem freien Ringspalt 8 angeordnet, der von den Abstandsnoppen 2b und der Klebeverbindung 4 zwischen den beiden Flanschflächen 2c, 3c definiert ist.
Nach dem Vorfixieren des Schneidfadens 5 an dem Flansch 2a der Oberschale 2 und dem Aufbringen der Kleberaupe 4 werden die beiden Schalen 2, 3 aneinander gefügt und bilden nach dem Aushärten des Klebstoffs eine feste Verbindung mit wie dargestellt innen liegendem Schneidfaden 5.
Sollen gegebenenfalls aus Reparaturgründen die beiden Schalen 2, 3 getrennt werden müssen, so wird zunächst der Servicedeckel 7 entfernt. Sodann werden die Enden 5b des Schneidfadens 5 mittels eines nicht dargestellten Dorns durch die Klebeverbindung 4 hindurch nach außen geführt und können dann durch Aufbringen einer entsprechenden Zugkraft F_Z (3) die Kleberaupe 4 durchtrennen.
Die Zugkraft F_Z wird bevorzugt in einem Winkel von 180° oder mehr zur Längserstreckung des Schneidfadens 5 aufgebracht. Mittels durch die Schlaufen 5a hindurch gesteckten Knebel 6 wird dabei verhindert, dass gegebenenfalls der Schneidfaden 5 sich einschnürt und Batteriekomponenten schädigt oder ein gezieltes Trennen der Klebeverbindung 4 behindert. Die Knebel 6 werden beim Trennvorgang fortlaufend entfernt.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Gegebenenfalls können die Enden 5b des Schneidfadens 5 auch direkt nach außen verlegt werden, so dass der Servicedeckel 7 entfallen kann.
In einer alternativen Ausführung könnte eine der Schlaufen 5a als Zugangriffspunkt verwendet werden, dann müssten aber die Enden 5b des Schneidfadens 5 miteinander verbunden, zum Beispiel verknotet werden.
Anstelle einer Aramidfaser könnte auch ein anderes, hochzugfestes und flexibles Material für den Schneidfaden 5 verwendet sein. Der Schneidfaden 5 könnte gegebenenfalls zur Vorfixierung auch an einem der Flansche 2a oder 3a angeklebt sein.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Oberschale
2a: Flansch
2b: Abstandsnoppen
3: Unterschale
3a: Flansch
2c, 3c: Flanschflächen
4: Kleberaupe
5: Schneidfaden
5a: Schlaufen
5b: Enden
6: Knebel
7: Servicedeckel
8: Ringspalt
10: Außeneckbereiche des Gehäuses 1
F_Z: Zugkraft

Claims

Gehäuse für eine Traktionsbatterie, für zumindest teilweise elektrisch betriebene Kraftfahrzeuge, das zumindest zweiteilig mit einer Oberschale (2) und einer Unterschale (3) ausgeführt ist, die an deren aneinander angrenzenden Flanschen (2a, 3a) fest mittels einer Klebeverbindung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeverbindung (4) zwischen den Flanschen (2a, 3a) der Oberschale (2) und der Unterschale (3) eine durchgängig umlaufende Kleberaupe ist, und dass der Klebeverbindung (4) ein Schneidfaden (5) zugeordnet ist, mit dem durch Aufbringen einer Zugkraft (F_Z) von außen die Klebeverbindung (4) durchtrennbar ist.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidfaden (5) vor dem Verbinden der beiden Gehäuseschalen (2, 3) an einer der Gehäuseschalen (2, 3) vormontierbar ist.
Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (2a, 3a) an einander zugewandten Flanschflächen (2c, 3c) zumindest einen Abstandhalter (2b) aufweist, und dass der Schneidfaden (5) an dem Abstandhalter (2b) vormontierbar ist.
Gehäuse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidfaden (5) mit Bezug auf die Klebeverbindung (4) auf der Gehäuseinnenseite verläuft, und/oder dass der Schneidfaden (5) im Material der Klebeverbindung (4) integriert ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandhalter (2b) und die Klebeverbindung (4) zwischen den beiden Flanschflächen (2c, 3c) einen freien Ringspalt (8) begrenzen, in dem der Schneidfaden (5) angeordnet ist, und/oder dass der Querschnitt des Schneidfadens (5) rund ist und/oder kleiner als der zwischen den Flanschen (2a, 3a) gebildete Spalt (8), so dass der Schneidfaden (5) nicht gleichzeitig mit den beiden Flanschen (2a, 3a) verklebt oder zwischen diesen eingespannt ist.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidfaden (5) zumindest ein von außen zugängliches Betätigungsmittel (6) aufweist, bei dessen Betätigung der Schneidfaden (5) mit der Zugkraft (F_Z) beaufschlagbar ist.
Gehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel (6) eine durch das Material der Klebeverbindung (4) nach außen geführte Schlaufe (5a) des Schneidfadens (5) ist, und dass ein Sicherungselement in der Schneidfaden-Schlaufe (5a) gehaltert ist, der gewährleistet, dass sich die Schneidfaden-Schlaufe (5a) nicht unbeabsichtigt in das Gehäuseinnere verlagert.
Gehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel (6) an einem Eckbereich des Gehäuses (1) vorgesehen ist, und dass an jedem Eckbereich des Gehäuses (1) ein Betätigungsmittel (6) vorgesehen ist.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Ende des Schneidfadens (5) nach innen in das Gehäuse (1) vorragend ausgebildet ist, und durch Abnehmen eines separat befestigten Servicedeckels (7) zugänglich ist.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidfaden (5) durch eine zugfeste Aramidfaser gebildet ist.