DE102012019922B4 - Battery arrangement in a vehicle - Google Patents

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Abstract

Batterieanordnung in einem Fahrzeug, mit einer Traktionsbatterie (7) mit einem Batteriegehäuse (9), in dem crashsensible Batteriezellen (23) und zumindest ein in Fahrzeugquerrichtung (y) verlaufender Crashquerträger (25) angeordnet sind, mit dem im Seitencrashfall die eingeleitete Aufprallkraft (FA) zur crashabgewandten Fahrzeugseite unter Überbrückung der Batteriezellen (23) übertragbar ist, wobei das Batteriegehäuse (9) außenseitig ein Kraftübertragungselement (29) aufweist, das in Flucht zum Crashquerträger (25) um einen Querversatz (Δy) von einer Außenwand (27) des Batteriegehäuses (9) vorragt, dadurch gekennzeichnet, dass an das Kraftübertragungselement (29) in der Fahrzeugquerrichtung (y) nach außen ein Karosserieteil, und zwar ein Fahrzeuglängsträger (7) anschließt, und dass das Karosserieteil im Seitencrash gegen das Kraftübertragungselement (29) des Batteriegehäuses (9) verlagerbar ist.

Figure DE102012019922B4_0000
Battery arrangement in a vehicle, with a traction battery (7) with a battery housing (9) in which crash-sensitive battery cells (23) and at least one crash cross member (25) running in the transverse direction (y) of the vehicle are arranged, with which in the event of a side crash the impact force (F A ) can be transferred to the side of the vehicle facing away from the crash by bridging the battery cells (23), the battery housing (9) having a force transmission element (29) on the outside, which is aligned with the crash cross member (25) by a transverse offset (Δy) from an outer wall (27) of the Battery housing (9) protrudes, characterized in that a body part, namely a vehicle side member (7), adjoins the force transmission element (29) outwards in the vehicle transverse direction (y), and in that the body part strikes the force transmission element (29) of the battery housing in a side crash (9) is relocatable.
Figure DE102012019922B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterieanordnung in einem Fahrzeug mit Elektroantrieb nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a battery arrangement in a vehicle with an electric drive according to the preamble of patent claim 1.

Die Traktionsbatterie eines Elektro-Fahrzeuges kann ein weitgehend bauteilsteif ausgebildetes Batteriegehäuse mit darin angeordneten crashsensiblen Batteriezellen aufweisen. Diese müssen im Seitencrashfall aus Sicherheitsgründen weitgehend deformationsfrei verbleiben.The traction battery of an electric vehicle can have a battery housing that is designed to be largely component-rigid with crash-sensitive battery cells arranged therein. In the event of a side crash, these must remain largely free of deformation for safety reasons.

Aus der DE 10 2009 035 492 A1 ist eine beispielhafte Batterieanordnung bekannt. Diese weist innenseitig in der Fahrzeugquerrichtung verlaufende Crashquerträger auf. Bei einem Seitencrashfall kann somit das Batteriegehäuse weitgehend deformationsfrei verbleiben, da die Crashquerträger einen Kräftepfad bereitstellen, mit denen die eingeleitete Aufprallenergie auf die crashabgewandte Fahrzeugseite weitergeleitet und dort abgebaut werden kann. Auf diese Weise wird unter Überbrückung der Batteriezellen die Aufprallenergie zur crashabgewandten Seite des Fahrzeuges geleitet.From the DE 10 2009 035 492 A1 an exemplary battery arrangement is known. This has crash cross members running in the transverse direction of the vehicle on the inside. In the event of a side crash, the battery housing can thus remain largely free of deformation, since the crash crossmembers provide a force path with which the introduced impact energy can be passed on to the side of the vehicle facing away from the crash and can be dissipated there. In this way, by bridging the battery cells, the impact energy is directed to the side of the vehicle averted from the crash.

Im Zusammenbauzustand kann sich die zum Beispiel unterhalb einer Rücksitzanordnung befindliche Traktionsbatterie an beiden Fahrzeugseiten bis unmittelbar an die seitlichen Längsträger der Fahrzeugkarosserie erstrecken. In diesem Fall kann das Batteriegehäuse in der Fahrzeugquerrichtung nach außen um einen freien Deformationsweg vom jeweiligen Längsträger beabstandet sein. Im Seitencrashfall kann daher der Längsträger unter Aufbrauch des Deformationsweges in Anlage mit dem Batteriegehäuse gedrückt werden, wodurch mit Hilfe des Crashquerträgers eine Kraftübertragung auf den auf der crashabgewandten Seite angeordneten Längsträger erfolgt.In the assembled state, the traction battery located, for example, below a rear seat arrangement can extend on both sides of the vehicle right up to the lateral side members of the vehicle body. In this case, the battery housing can be spaced outwards in the vehicle transverse direction by a free deformation path from the respective side member. In the event of a side crash, the longitudinal member can therefore be pressed into contact with the battery housing, using up the deformation path, as a result of which the crash cross member is used to transmit force to the longitudinal member arranged on the side facing away from the crash.

Problematisch ist es jedoch, wenn im Seitencrashfall der Kraftangriff nicht in Fahrzeugquerrichtung fluchtend zum Crashquerträger erfolgt, sondern vielmehr in der Fahrzeuglängsrichtung versetzt zum Crashquerträger erfolgt. In diesem Fall kann sich eine nur unzureichende Kraftübertragung zur crashabgewandten Seite ergeben, wodurch aufgrund der nicht in den Crashquerträger eingeleiteten Aufprallenergie die Gefahr einer Intrusion von Karosserieteilen in das Batteriegehäuse besteht.However, it is problematic if, in the event of a side crash, the application of force does not take place in the transverse direction of the vehicle in alignment with the crash crossmember, but rather offset in the vehicle longitudinal direction with respect to the crash crossmember. In this case, there may be insufficient power transmission to the side facing away from the crash, which means that there is a risk of body parts intruding into the battery housing due to the impact energy not being introduced into the crash crossmember.

Aus der US 5 501 289 A ist eine gattungsgemäße Batterieanordnung bekannt. Die DE 10 2010 045 997 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einer crashsicheren Batterie-Box im Mitteltunnel. Aus der WO 2013/007515 A1 ist eine Bodenstruktur für ein Fahrzeug bekannt. Die DE 10 2010 050 826 A1 offenbart eine Anordnung mit zumindest einer Traktionsbatterie. Aus der DE 10 2009 006 990 A1 ist ein Karosserieaufbau mit einem Hohlraum bekannt.From the U.S. 5,501,289 A a generic battery arrangement is known. The DE 10 2010 045 997 A1 discloses a motor vehicle with a crash-proof battery box in the center tunnel. From the WO 2013/007515 A1 a floor structure for a vehicle is known. The DE 10 2010 050 826 A1 discloses an arrangement with at least one traction battery. From the DE 10 2009 006 990 A1 a body structure with a cavity is known.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Batterieanordnung in einem Fahrzeug bereitzustellen, bei der im Seitencrashfall eine ausreichend große Energieabsorptionsfähigkeit gewährleistet ist.The object of the invention is to provide a battery arrangement in a vehicle in which a sufficiently high energy absorption capacity is ensured in the event of a side crash.

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 developments of the invention are disclosed in the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem Sachverhalt, dass im Seitencrashfall bei einem Kraftangriff, der um einen Längsversatz zum Crashquerträger versetzt ist, die Kraftübertragung zur crashabgewandten Fahrzeugseite unzureichend sein kann. Vor diesem Hintergrund weist das erfindungsgemäße Batteriegehäuse außenseitig zusätzlich ein Kraftübertragungselement auf, das in Flucht zum Crashquerträger um einen Querversatz von einer Außenwand des Batteriegehäuses in der Fahrzeugquerrichtung nach außen vorragt. Erfindungsgemäß ist somit dem Batteriegehäuse in der Fahrzeugquerrichtung nach außen das Kraftübertragungselement vorgelagert. Das Kraftübertragungselement kann somit im Seitencrashfall, noch bevor der crashzugewandte Fahrzeuglängsträger den bereitgestellten Deformationsweg aufgebraucht hat, kraftübertragend in Kontakt mit dem sich deformierenden Fahrzeuglängsträger kommen. Im Vergleich zum Stand der Technik wird somit im Seitencrashfall zu einem früheren Zeitpunkt ein in der Fahrzeugquerrichtung verlaufender Lastpfad bereitgestellt, und zwar bestehend aus dem crashzugewandten Fahrzeuglängsträger, dem Kraftübertragungselement sowie dem im Batteriegehäuse verlaufenden Crashquerträger. Auf diese Weise wird eine ausreichend große Kraftübertragung im Seitencrashfall gewährleistet, ohne dass es aufgrund nicht übergeleiteter Aufprallenergie zu einer Intrusion an der crashzugewandten Seite des Batteriegehäuses kommt.The invention is based on the fact that, in the event of a side crash, the power transmission to the side of the vehicle facing away from the crash can be insufficient if a force is applied that is offset by a longitudinal offset relative to the crash cross member. Against this background, the battery housing according to the invention also has a force transmission element on the outside, which protrudes outwards in alignment with the crash cross member by a transverse offset from an outer wall of the battery housing in the vehicle transverse direction. According to the invention, the force transmission element is thus arranged in front of the battery housing outwards in the transverse direction of the vehicle. In the event of a side crash, the force-transmitting element can thus come into force-transmitting contact with the deforming vehicle longitudinal member before the vehicle longitudinal member facing the crash has used up the deformation path provided. In comparison to the prior art, a load path running in the transverse direction of the vehicle is thus provided at an earlier point in time in the event of a side crash, consisting of the longitudinal vehicle member facing the crash, the force transmission element and the crash cross member running in the battery housing. In this way, a sufficiently large power transmission is ensured in the event of a side crash, without intrusion occurring on the side of the battery housing facing the crash due to the impact energy not being transferred.

Bevorzugt kann das Kraftübertragungselement ein im Seitencrashfall bauteilsteifer Prallbock sein, der zumindest weitgehend deformationsfrei die Aufprallenergie zum Crashquerträger überleiten kann. Der Prallbock kann besonders bevorzugt aus einem Vollmaterial, insbesondere Kunststoff hergestellt sein. Zudem kann das Kraftübertragungselement als separates Bauteil zum Beispiel über eine Klebeverbindung außenseitig auf das Batteriegehäuse aufgeklebt werden.The force-transmitting element can preferably be an impact block that is component-rigid in the event of a side crash and can transfer the impact energy to the crash cross member, at least largely without deformation. The impact block can particularly preferably be made from a solid material, in particular plastic. In addition, the power transmission element can be glued to the outside of the battery housing as a separate component, for example via an adhesive connection.

Alternativ dazu kann das Kraftübertragungselement auch materialeinheitlich und/oder einstückig am Batteriegehäuse angeformt sein. In diesem Fall ist das Kraftübertragungselement ein seitlich in Fahrzeugquerrichtung nach außen ragender Materialvorsprung sein, und zwar mit im Vergleich zur Materialstärke der Gehäusewandung erhöhter Materialstärke.As an alternative to this, the force-transmitting element can also be formed from the same material and/or in one piece on the battery housing. In this case, the force-transmitting element is a material protruding laterally outwards in the transverse direction of the vehicle be jump, with compared to the material thickness of the housing wall increased material thickness.

Das Batteriegehäuse kann bevorzugt zweiteilig aus einer Oberschale und einer Unterschale gefertigt sein. Die Ober- und Unterschalen können an ihren zugewandten Rändern jeweils umlaufende Flansche aufweisen, die zum Beispiel über eine Schraub- und/oder Klebeverbindung miteinander verbunden sind. Zumindest die Oberschale des Batteriegehäuse kann aus einem Kunststoff gefertigt sein. In diesem Fall kann die Oberschale fertigungstechnisch mit dem Kraftübertragungselement in einem gemeinsamen Herstellungsprozess gefertigt werden.The battery housing can preferably be made in two parts from an upper shell and a lower shell. The upper and lower shells can each have peripheral flanges on their facing edges, which are connected to one another, for example, via a screw connection and/or adhesive connection. At least the upper shell of the battery housing can be made of a plastic. In this case, the upper shell can be manufactured with the force transmission element in a common manufacturing process.

In der Einbaulage der Batterieanordnung schließt das Kraftübertragungselement erfindungsgemäß in der Fahrzeugquerrichtung nach außen an ein Karosserieteil, und zwar an einen Fahrzeuglängsträger, an. Erfindungsgemäß ist das Karosserieteil im Seitencrash gegen das Kraftübertragungselement des Batteriegehäuses verlagerbar. Im Normalbetrieb kann der Fahrzeuglängsträger um einen freien Deformationsweg von dem Batteriegehäuse beabstandet sein. In einem Seitencrashfall kann sich der Fahrzeuglängsträger unter Aufbrauch des Deformationsweges bis in Anlage mit dem Batteriegehäuse verformen. Noch vor dem Aufbrauch dieses Deformationsweges kommt der Fahrzeuglängsträger jedoch mit dem, dem Batteriegehäuse vorgelagerten Kraftübertragungselement in Kontakt, wodurch bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt nach dem Seitencrash eine zuverlässige Überleitung der Aufprallenergie zur crashabgewandten Seite des Fahrzeuges erfolgen. Bevorzugt ist das Kraftübertragungselement beidseitig des Fahrzeuges sowie spiegelbildlich zu einer Mittellängsachse des Fahrzeuges angeordnet, wodurch auch bei der crashabgewandten Fahrzeugseite eine zuverlässige Übertragung der Aufprallenergie gewährleistet ist.In the installation position of the battery arrangement, the power transmission element according to the invention connects outwards in the vehicle transverse direction to a body part, specifically to a vehicle side member. According to the invention, the body part can be displaced against the force transmission element of the battery housing in a side crash. In normal operation, the vehicle side member can be spaced apart from the battery housing by a free deformation path. In the event of a side crash, the longitudinal member of the vehicle can deform, using up the deformation path, until it comes into contact with the battery housing. However, even before this deformation path is used up, the vehicle side member comes into contact with the force transmission element in front of the battery housing, which means that the impact energy is reliably transferred to the side of the vehicle averted from the crash at a very early point in time after the side crash. The force transmission element is preferably arranged on both sides of the vehicle and in a mirror-inverted manner with respect to a central longitudinal axis of the vehicle, as a result of which reliable transmission of the impact energy is ensured even on the side of the vehicle facing away from the crash.

Zusätzlich zum Crashquerträger können auf dem Boden des Batteriegehäuses in der Fahrzeugquerrichtung verlaufende Querschienen, insbesondere aus Metall, angeordnet sein, die zusammen mit dem Crashquerträger eine Versteifungsstruktur bilden können. Die Querschienen können in einer Doppelfunktion auch als Halter eingesetzt werden, auf denen die Batteriezellen befestigt werden können.In addition to the crash cross member, cross rails, in particular made of metal, which run in the vehicle transverse direction can be arranged on the floor of the battery housing, which can form a stiffening structure together with the crash cross member. The cross rails can also be used in a dual function as holders on which the battery cells can be attached.

Im Seitencrashfall ist eine einwandfreie Krafteinleitung in die Querschienen unter Überbrückung der Batteriezellen von großer Bedeutung. Vor diesem Hintergrund können sich die Querschienen mit ihren stirnseitigen Enden bis unmittelbar an die Seitenwand des Batteriegehäuses erstrecken. Die stirnseitigen Enden der Querschienen können zudem bauteilsteife Knotenelemente aufweisen, mit deren Hilfe im Seitencrashfall eine im Wesentlichen deformationsfreie Krafteinleitung in die Querschienen gewährleistet ist. Das jeweilige Knotenelement kann mit einer im Vergleich zur Querschiene vergrößerten Kontaktfläche in Anlage mit der Gehäuse-Innenwandung sein. Besonders bevorzugt kann das Knotenelement im Inneneckbereich sowohl in Anlage mit dem Gehäuse-Boden als auch mit der Gehäuse-Seitenwand gebracht sein.In the event of a side crash, flawless force transmission into the cross rails while bridging the battery cells is of great importance. Against this background, the front ends of the transverse rails can extend directly to the side wall of the battery housing. The front ends of the cross rails can also have component-rigid node elements, with the help of which an essentially deformation-free introduction of force into the cross rails is ensured in the event of a side crash. The respective node element can be in contact with the inner wall of the housing with an enlarged contact area compared to the transverse rail. In a particularly preferred manner, the node element in the inner corner area can be brought into contact both with the housing floor and with the housing side wall.

Der Crashquerträger kann zudem innerhalb des Batteriegehäuses kraftschlüssig über ein Halteelement mit zumindest einer der Querschienen verbunden sein. Auf diese Weise kann im Seitencrashfall die Aufprallenergie über zwei Lastpfade, nämlich einen vom Crashquerträger bereitgestellten Lastpfad und einem von der Querschiene bereitgestellten Lastpfad zur crashabgewandten Seite übertragen werden.The crash crossmember can also be non-positively connected to at least one of the cross rails within the battery housing via a retaining element. In this way, in the event of a side crash, the impact energy can be transmitted via two load paths, namely a load path provided by the crash cross member and a load path provided by the cross rail to the side facing away from the crash.

Wie bereits oben erwähnt, ist es im Hinblick auf die Anbindung des Kraftübertragungselementes sowie aus Gewichtsgründen von Vorteil, wenn zumindest die Oberschale des Batteriegehäuses aus Kunststoffmaterial hergestellt ist. In diesem Fall können sich jedoch Störungen der Leistungselektronik der Traktionsbatterie sowie weiterer elektrischer im Fahrzeug aufgrund elektromagnetischer Effekte ergeben. Um eine elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) herzustellen, ist es daher von Vorteil, wenn das Batteriegehäuse, etwa seine Oberschale, zumindest zweilagig aus einer Kunststofflage und einer Metalllage ausgeführt ist, die die Elektromagnetische Verträglichkeit gewährleistet. Die Metalllage der Oberschale kann über ein Kontaktelement elektrisch leitend mit der Metall-Unterschale verbunden sein. Beispielhaft kann das Kontaktelement eine außenseitig auf die Oberschale und die Unterschale geschraubte Metall-Klammer sein. Alternativ dazu kann gegebenenfalls auch der zur Verbindung der Ober- und Unterschale verwendete Kleber elektrisch leitend ausgeführt sein.As already mentioned above, it is advantageous with regard to the connection of the power transmission element and for reasons of weight if at least the upper shell of the battery housing is made of plastic material. In this case, however, the power electronics of the traction battery and other electrical systems in the vehicle can malfunction due to electromagnetic effects. In order to establish electromagnetic compatibility (EMC), it is therefore advantageous if the battery housing, for example its upper shell, is made of at least two layers of a plastic layer and a metal layer, which ensures electromagnetic compatibility. The metal layer of the upper shell can be electrically conductively connected to the metal lower shell via a contact element. For example, the contact element can be a metal clip screwed onto the outside of the upper shell and the lower shell. As an alternative to this, the adhesive used to connect the upper and lower shells can also be designed to be electrically conductive.

Speziell bei Verwendung einer Klebverbindung zwischen den einander zugewandten Flanschen der Ober- und Unterschale des Batteriegehäuses erfolgt eine nahezu hermetische Abdichtung der Batterie-Innenseite gegenüber Staub, Schmutz und Feuchtigkeit sowie eine Gasdichtigkeit. Vor diesem Hintergrund ist es von Vorteil, wenn im Batteriegehäuse, insbesondere in der Kunststoff-Oberschale, eine Sollbruchstelle, etwa in Form einer Berstscheibe, vorgesehen ist, die bei einem unzulässigen Überdruck im Gehäuseinneren aufbricht.Especially when using an adhesive connection between the mutually facing flanges of the upper and lower shell of the battery housing, the inside of the battery is almost hermetically sealed against dust, dirt and moisture and is gas-tight. Against this background, it is advantageous if a predetermined breaking point, for example in the form of a bursting disc, is provided in the battery housing, in particular in the plastic upper shell, which breaks open in the event of an impermissible overpressure inside the housing.

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 developments of the invention explained above and/or reproduced in the subclaims can - except, for example, in the cases more clearly dependencies or incompatible alternatives - can be used individually or in any combination.

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

Es zeigen:

  • 1 in einer perspektivischen Prinzipdarstellung den Unterbau eines Kraftfahrzeuges, in dem sich die Batterieanordnung zwischen den beiden seitlichen Fahrzeuglängsträgern erstreckt;
  • 2 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene I-I aus der 1;
  • 3 eine weitere Ansicht zur Veranschaulichung der Versteifungsstruktur des Fahrzeugs;
  • 4 und 5 jeweils Ansichten zur Veranschaulichung eines Crashverlaufes bei einem Seitencrash;
  • 6 und 7 jeweils Detailansichten des Batteriegehäuses.
Show it:
  • 1 in a perspective schematic representation of the substructure of a motor vehicle, in which the battery arrangement extends between the two lateral vehicle longitudinal beams;
  • 2 a sectional view along the cutting plane II from the 1 ;
  • 3 another view to illustrate the stiffening structure of the vehicle;
  • 4 and 5 each view to illustrate a crash course in a side crash;
  • 6 and 7 detailed views of the battery housing.

In der 1 ist in einer Prinzipdarstellung der Unterbau eines Fahrzeuges grob vereinfacht dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind lediglich die Bauteile angedeutet, die zum Verständnis der Erfindung erforderlich sind. So ist in der 1 ein, den Fahrzeuginnenraum bodenseitig begrenzendes Fahrzeug-Bodenblech 1 gezeigt, das in der 1 im rechtseitigen Heckbereich des Fahrzeuges unterhalb einer nicht angedeuteten Rücksitzbank stufenartig nach oben verlagert ist. Dadurch ergibt sich auf der, der Fahrbahn zugewandten Unterseite des Bodenbleches 1 ein Stauraum, in dem eine Traktionsbatterie 5 angeordnet ist. Die Traktionsbatterie 5 erstreckt sich in der 1 in der Fahrzeugquerrichtung y bis unmittelbar an die beiden seitlichen Fahrzeuglängsträger 7, die unterhalb des Bodenbleches 1 in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen. Die Traktionsbatterie 7 ist gemäß der 1 ausgehend von der Fahrzeug-Heckseite in der Fahrzeuglängsrichtung x bis in den Frontbereich des Fahrzeuges langgestreckt.In the 1 is shown in a schematic representation of the substructure of a vehicle in a roughly simplified manner. For reasons of clarity, only the components that are necessary for understanding the invention are indicated. So is in the 1 a, the vehicle interior on the bottom side delimiting vehicle floor panel 1 shown in the 1 in the right-hand rear area of the vehicle below a non-indicated rear seat bench is gradually shifted upwards. This results in a storage space on the underside of the floor panel 1 facing the road, in which a traction battery 5 is arranged. The traction battery 5 extends in the 1 in the vehicle transverse direction y right up to the two lateral vehicle longitudinal beams 7, which run below the floor panel 1 in the vehicle longitudinal direction. The traction battery 7 is according to the 1 extending from the rear of the vehicle in the vehicle longitudinal direction x to the front of the vehicle.

In der 2 ist die im Fahrzeug eingebaute Batterieanordnung in einer Schnittdarstellung gezeigt. Demzufolge weist die Traktionsbatterie 5 ein Batteriegehäuse 9, bestehend aus einer Oberschale 11 und einer Unterschale 13 auf. Die Ober- und Unterschale 11, 13 weisen an ihren einander zugewandten Rändern nach außen abragende, umlaufende Flansche 15 auf, die über einen Kleber 17 miteinander verbunden sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Oberschale 11 aus einem Kunststoffmaterial gefertigt, während die Unterschale 13 aus einem Metallblech geformt ist. Gemäß der 2 sind innerhalb des Batteriegehäuses 9 am Gehäuseboden 19 Querschienen 21 angeschweißt. Die Querschienen 21 dienen insbesondere zur Halterung von crashsensiblen Batteriezellen 23, wie sie in der 2 gestrichelt angedeutet sind. Zudem verläuft innerhalb des Batteriegehäuses 9 mit Abstand Δh zum Gehäuseboden 19 ein Crashquerträger 25, der sich, mit geringfügigem Fügespalt Δf (4) beabstandet, bis zur Seitenwand 27 der Oberschale 11 des Batteriegehäuses 9 erstreckt. Im weiteren Verlauf in der Fahrzeugquerrichtung y nach außen ist an der Seitenwand 27 der Oberschale 11 des Batteriegehäuses außenseitig ein Kunststoff-Prallbock 29 angeklebt. Der Kunststoff-Prallbock 29 dient im Seitencrashfall als ein Kraftübertragungselement und ist im dargestellten Querschnitt in etwa L-förmig und ragt um einen Querversatz Δy (2) von der Seitenwand 27 der Oberschale 11 des Batteriegehäuses 9 vor. An den Prallbock 29 schließt sich im weiteren Verlauf in der Fahrzeugquerrichtung y nach außen der Fahrzeuglängsträger 7 an, der in der 2 als ein rechtwinkliges Hohlprofilteil gezeigt ist. Zwischen dem Prallbock 29 und dem Fahrzeuglängsträger 7 ist ebenfalls ein Fügespalt Δf (4) vorgesehen.In the 2 the battery assembly installed in the vehicle is shown in a sectional view. Accordingly, the traction battery 5 has a battery housing 9 consisting of an upper shell 11 and a lower shell 13 . The upper and lower shells 11, 13 have outwardly protruding peripheral flanges 15 on their mutually facing edges, which are connected to one another by an adhesive 17. In the present exemplary embodiment, the upper shell 11 is made from a plastic material, while the lower shell 13 is formed from sheet metal. According to the 2 19 cross rails 21 are welded within the battery housing 9 on the housing floor. The cross rails 21 are used in particular to hold crash-sensitive battery cells 23, as shown in FIG 2 are indicated by dashed lines. In addition, a crash cross member 25 runs inside the battery housing 9 at a distance Δh from the housing base 19, which, with a slight joining gap Δf ( 4 ) spaced apart, up to the side wall 27 of the upper shell 11 of the battery housing 9 extends. As it continues outward in the vehicle transverse direction y, a plastic impact block 29 is glued to the outside of the side wall 27 of the upper shell 11 of the battery housing. The plastic impact block 29 serves as a force transmission element in the event of a side crash and is approximately L-shaped in the cross section shown and protrudes by a transverse offset Δy ( 2 ) from the side wall 27 of the upper shell 11 of the battery housing 9. The vehicle side member 7 adjoins the impact block 29 in the further course in the vehicle transverse direction y to the outside 2 shown as a rectangular hollow section. There is also a joint gap Δf ( 4 ) intended.

Gemäß der 2 ist seitlich an der Unterschale 13 eine Haltekonsole 31 befestigt. Das Batteriegehäuse 9 ist über diese Haltekonsole 31 mit der Unterseite des Fahrzeuglängsträgers 7 verschraubt.According to the 2 a holding bracket 31 is fastened to the side of the lower shell 13 . The battery housing 9 is screwed to the underside of the vehicle side member 7 via this retaining bracket 31 .

Wie in der 2 oder 4 weiter gezeigt ist, ist der Fahrzeuglängsträger 7 in etwa auf Höhe der Oberschale 11 des Batteriegehäuses 9 angeordnet und über einen freien Deformationsspalt Δd (4) von dem Batteriegehäuse 9, das heißt von der Seitenwand 27 der Batteriegehäuse-Oberschale 11, beabstandet.Like in the 2 or 4 is further shown, the vehicle side member 7 is arranged approximately at the level of the upper shell 11 of the battery housing 9 and has a free deformation gap Δd ( 4 ) from the battery housing 9, that is, from the side wall 27 of the battery housing upper shell 11, spaced.

Der Crashquerträger 25 ist gemäß der 2 um einen Höhenversatz Δh vom Gehäuseboden 19 beabstandet und über einen Halter 33 kraftübertragend an der Querschiene 21 befestigt. Die Querschiene 21 ist mit ihrem stirnseitigen Ende 35 wiederum bis unmittelbar an die vom Gehäuseboden 19 hochgezogene Seitenwand 37 geführt. Wie aus der 2 hervorgeht, ist das stirnseitige Ende 35 der Querschiene 21 durch ein in etwa keilförmig gebildetes Knotenelement realisiert, das im Gehäuse-Inneneckbereich sowohl mit der Seitenwand 37 als auch dem Gehäuse-Boden 19 kraftschlüssig verbunden ist, um im Crashfall eine zuverlässige, im Wesentlichen deformationsfreie Krafteinleitung zu erreichen.The crash cross member 25 is according to 2 by a height offset Δh from the housing base 19 and fastened to the transverse rail 21 in a force-transmitting manner via a holder 33 . The front end 35 of the transverse rail 21 is in turn guided directly up to the side wall 37 raised from the housing base 19 . How from the 2 As can be seen, the front end 35 of the cross rail 21 is realized by an approximately wedge-shaped node element, which is non-positively connected in the housing inner corner area to both the side wall 37 and the housing base 19 in order to ensure a reliable, essentially deformation-free introduction of force in the event of a crash to reach.

Nachfolgend ist anhand der 4 und 5 ein Crashverlauf bei einem Seitencrash dargestellt, bei dem eine Aufprallkraft FA auf den crashzugewandten Fahrzeuglängsträger 7 einwirkt. Dieser wird unter Abbau von Deformationsenergie deformiert und unter Aufbrauch des freien Deformationsweges Δd in Richtung auf die Seitenwand 27 der Oberschale 11 gedrückt. Bereits unmittelbar nach dem Seitencrash, das heißt noch weit vor Aufbrauch des freien Deformationsweges Δd gerät der sich deformierende Fahrzeuglängsträger 7 in kraftübertragendem Kontakt mit dem bauteilsteif aus Vollmaterial ausgeführten Prallbock 29, der in der Fahrzeugquerrichtung y fluchtend mit dem Crashquerträger 25 des Batteriegehäuses 9 ausgerichtet ist. Der Prallbock 29 wird unter geringfügiger Deformation der Oberschale 11 in Anlage mit der Stirnseite des Crashquerträgers 25 gedrückt, wodurch sich der in der 5 gezeigte Lastpfad I ergibt. Mit dem Halter 33 wird ein weiterer Lastpfad II bereitgestellt, über den teilweise Aufprallenergie in die Querschiene 21 eingeleitet und bis zur crashabgewandten Seite des Fahrzeuges übertragen werden kann.The following is based on the 4 and 5 a crash course is shown in a side crash, in which an impact force F A acts on the vehicle side member 7 facing the crash. This is deformed under degradation of deformation energy and using up the free deformation path Δd in the direction of the side wall 27 of the Upper shell 11 pressed. Immediately after the side crash, i.e. long before the free deformation path Δd is used up, the deforming vehicle side member 7 comes into force-transmitting contact with the rigid impact block 29, which is made of solid material and is aligned in the vehicle transverse direction y with the crash cross member 25 of the battery housing 9. The impact block 29 is pressed under slight deformation of the upper shell 11 in contact with the end face of the crash cross member 25, whereby the in the 5 shown load path I results. The holder 33 provides a further load path II, via which some of the impact energy can be introduced into the transverse rail 21 and transmitted to the side of the vehicle facing away from the crash.

Der Prallbock 29 ist gemäß der 1 in einer außenseitigen Einbuchtung 30 der Oberschale 11 angeordnet und außenseitig oben auf den Flansch 15 der Oberschale 11 aufgesetzt.The bumper 29 is according to the 1 arranged in an outside indentation 30 of the upper shell 11 and placed on top of the flange 15 of the upper shell 11 on the outside.

In der 6 und 7 ist der Materialaufbau der Oberschale 11 des Batteriegehäuses 9 gezeigt. Demzufolge ist aus Gründen der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) die Oberschale zweilagig mit einer tragenden Kunststofflage 39 sowie einer außenseitigen Metallfolie 41 aufgebaut. Gemäß der 6 und 7 ist ein Kontaktelement 43 bereitgestellt, das die Metallfolie 41 der Oberschale 11 elektrisch leitend mit der Metall-Unterschale 13 verbindet. Das Kontaktelement 43 übergreift hierzu in der 7 bügelartig die miteinander verbundenen Flansche 15 der Ober- und Unterschale 11, 13. Alternativ wird in der 6 die elektrisch leitende Verbindung mittels einer Schraubverbindung bereitgestellt.In the 6 and 7 the material structure of the upper shell 11 of the battery housing 9 is shown. Accordingly, for reasons of electromagnetic compatibility (EMC), the upper shell is constructed in two layers with a supporting plastic layer 39 and a metal foil 41 on the outside. According to the 6 and 7 a contact element 43 is provided, which electrically conductively connects the metal foil 41 of the upper shell 11 to the metal lower shell 13 . The contact element 43 overlaps this in the 7 bow-like the interconnected flanges 15 of the upper and lower shell 11, 13. Alternatively, in the 6 provided the electrically conductive connection by means of a screw connection.

Zudem ist gemäß der 1 in der Oberschale 11 eine Berstscheibe 45 vorgesehen, die über eine Materialschwächung 47 in der Oberschale 11 integriert ist. Bei einem unzulässigen Überdruck innerhalb des Batteriegehäuses 9 kann die Berstscheibe 45 zur Druckentlastung aufbrechen.In addition, according to 1 A bursting disc 45 is provided in the upper shell 11 and is integrated in the upper shell 11 via a material weakening 47 . In the event of an impermissible excess pressure inside the battery housing 9, the bursting disc 45 can break open to relieve the pressure.

Claims (10)

Batterieanordnung in einem Fahrzeug, mit einer Traktionsbatterie (7) mit einem Batteriegehäuse (9), in dem crashsensible Batteriezellen (23) und zumindest ein in Fahrzeugquerrichtung (y) verlaufender Crashquerträger (25) angeordnet sind, mit dem im Seitencrashfall die eingeleitete Aufprallkraft (FA) zur crashabgewandten Fahrzeugseite unter Überbrückung der Batteriezellen (23) übertragbar ist, wobei das Batteriegehäuse (9) außenseitig ein Kraftübertragungselement (29) aufweist, das in Flucht zum Crashquerträger (25) um einen Querversatz (Δy) von einer Außenwand (27) des Batteriegehäuses (9) vorragt, dadurch gekennzeichnet, dass an das Kraftübertragungselement (29) in der Fahrzeugquerrichtung (y) nach außen ein Karosserieteil, und zwar ein Fahrzeuglängsträger (7) anschließt, und dass das Karosserieteil im Seitencrash gegen das Kraftübertragungselement (29) des Batteriegehäuses (9) verlagerbar ist.Battery arrangement in a vehicle, with a traction battery (7) with a battery housing (9) in which crash-sensitive battery cells (23) and at least one crash cross member (25) running in the transverse direction (y) of the vehicle are arranged, with which in the event of a side crash the impact force (F A ) can be transferred to the side of the vehicle facing away from the crash by bridging the battery cells (23), the battery housing (9) having a force transmission element (29) on the outside, which is aligned with the crash cross member (25) by a transverse offset (Δy) from an outer wall (27) of the Battery housing (9) protrudes, characterized in that a body part, namely a vehicle side member (7), adjoins the force transmission element (29) outwards in the vehicle transverse direction (y), and in that the body part strikes the force transmission element (29) of the battery housing in a side crash (9) is relocatable. Batterieanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (29) materialeinheitlich und/oder einstückig am Batteriegehäuse (9) angeformt ist, oder als separates Bauteil mit dem Batteriegehäuse (9) verbunden ist.Battery arrangement according to claim 1 , characterized in that the force transmission element (29) is formed from the same material and/or in one piece on the battery housing (9), or is connected to the battery housing (9) as a separate component. Batterieanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (29) ein im Seitencrashfall bauteilsteifer Prallbock ist.Battery arrangement according to claim 1 or 2 , characterized in that the force transmission element (29) is a structurally rigid impact block in the event of a side crash. Batterieanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (29) beidseitig sowie spiegelbildlich zu einer Mittellängsachse des Fahrzeugs angeordnet ist.Battery arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the force-transmitting element (29) is arranged on both sides and as a mirror image of a central longitudinal axis of the vehicle. Batterieanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Boden (19) des Batteriegehäuses (9) in Fahrzeugquerrichtung (y) verlaufende Querschienen (21) angeordnet sind, auf denen die Batteriezellen (23) befestigbar sind, und dass die Querschienen (21) mit ihren stirnseitigen Enden (35) bis zur Seitenwand (37) des Batteriegehäuses (9) verlängert sind.Battery arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that transverse rails (21) running in the vehicle transverse direction (y) are arranged on the floor (19) of the battery housing (9), on which the battery cells (23) can be fastened, and in that the transverse rails ( 21) are extended with their front ends (35) up to the side wall (37) of the battery housing (9). Batterieanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die stirnseitigen Enden (35) der Querschienen (21) bauteilsteife Knotenelemente aufweisen, mit denen im Seitencrashfall eine deformationsfreie Krafteinleitung in die Querschienen (21) gewährleistet ist, und dass das Knotenelement mit einer im Vergleich zur Querschiene (21) vergrößerten Kontaktfläche in Anlage mit der Gehäuse-Innenwandung ist.Battery arrangement according to claim 5 , characterized in that the front ends (35) of the cross rails (21) have component-rigid node elements with which a deformation-free introduction of force into the cross rails (21) is guaranteed in the event of a side crash, and that the node element has an enlarged compared to the cross rail (21). Contact surface is in contact with the inner wall of the housing. Batterieanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Crashquerträger über ein Haltelement (33) mit zumindest einer Querschiene (21) verbunden ist.Battery arrangement according to claim 5 or 6 , characterized in that the crash cross member is connected to at least one cross rail (21) via a retaining element (33). Batterieanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse (9) eine Unterschale (13) und eine auf die Unterschale (13) aufgesetzte Oberschale (11) aufweist, die über eine Flanschverbindung (15) miteinander verbunden sind, wobei die Unterschale (13) aus einem Metallblech gebildet ist und die Oberschale (11) aus einem Kunststoff gebildet ist.Battery arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the battery housing (9) has a lower shell (13) and an upper shell (11) placed on the lower shell (13), which are connected to one another via a flange connection (15), the lower shell (13) is formed from a metal sheet and the upper shell (11) is formed from a plastic. Batterieanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberschale (11) des Batteriegehäuses (9) zumindest zweilagig aus einer Kunststofflage (39) und einer Metalllage (41) ausgeführt ist, und dass die Metalllage (41) über ein Kontaktelement (43) elektrisch leitend mit der Metall-Unterschale (13) verbunden ist.Battery arrangement according to claim 8 , characterized in that the upper shell (11) of the battery housing (9) is designed in at least two layers from a plastic layer (39) and a metal layer (41), and in that the metal layer (41) is electrically conductive via a contact element (43) with the metal - Lower shell (13) is connected. Batterieanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberschale (11) und die Unterschale (13) über eine Klebverbindung miteinander verbunden sind, und/oder dass im Batteriegehäuse (9) eine Sollbruchstelle (47) vorgesehen ist, die bei Überdruck im Inneren des Batteriegehäuses (9) zur Druckentlastung aufbricht.Battery arrangement according to claim 8 or 9 , characterized in that the upper shell (11) and the lower shell (13) are connected to one another by means of an adhesive connection and/or that a predetermined breaking point (47) is provided in the battery housing (9) which, in the event of excess pressure inside the battery housing (9), to relieve pressure.
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