DE102012100977B3

DE102012100977B3 - Energiespeichergefäß für ein Kraftfahrzeug mit Elektro- oder Hybridantrieb

Info

Publication number: DE102012100977B3
Application number: DE201210100977
Authority: DE
Inventors: Markus Kettler; Ulrich Lütke-Bexten
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2012-02-07
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2013-07-18
Anticipated expiration: 2032-02-08
Also published as: CN103241112A; CN103241112B

Abstract

Energiespeichergefäß (1) für ein Kraftfahrzeug, welches eine Bodenplatte (2), einen aus mehreren Seitenwänden (4, 5, 6) gebildeten Rahmen (3) und eine Abdeckung umfasst, wobei die Bodenplatte (2) und der Rahmen (3) zusammen einen Nutzraum (V, V') bilden zur Aufnahme wenigstens eines Energiespeichers, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Bodenplatte (2) aus mehreren länglichen Profilelementen (10) gebildet ist, welche in Längsrichtung einen konstanten Querschnitt aufweisen, wobei die Profilelemente (10) formschlüssig miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Energiespeichergefäß für ein Kraftfahrzeug mit Hybrid- oder Elektroantrieb, umfassend eine Bodenplatte, einen aus mehreren Seitenwänden gebildeten Rahmen und eine Abdeckung, wobei Bodenplatte und Rahmen zusammen einen Nutzraum bilden zur Aufnahme wenigstens eines Energiespeichers. Die Erfindung betrifft weiterhin ein solches Kraftfahrzeug mit Hybrid- oder Elektroantrieb.
Kraftfahrzeuge mit Elektoantrieb benötigen zur Aufnahme der erforderlichen Energiespeicher so genannte Trays. Das sind große, kastenförmige Aluminium-Aufnahmeträger mit Abdeckung. Als Energiespeicher sind aus heutiger Sicht insbesondere Lithium-Ionen-Zellen, Lithium-Polymer-Zellen und Lithium-Metallhybrid-Zellen zu nennen.
Die Energiespeichergefäße werden bevorzugt, unter anderem aufgrund von Steifigkeits- und Leichtbauanforderungen, aus Aluminiumstrangpressprofilen gefertigt. Diese Profilelemente werden üblicherweise durch MIG- und/oder Rührreibschweissen gefügt. Dabei kann neben den Festigkeits-, Steifigkeits- und Crashanforderungen eine Anforderung auch die Gewährleistung der Dichtheit und/oder die Temperierung des Energiespeichers sein.
Die DE 10 2008 014 829 A1 beschreibt ein Aufnahme zur sicheren Aufnahme eines Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug. Das Energiespeichergefäß ist teilweise aus Aluminium-Profilen ausgebildet und dafür vorgesehen, bei einem Unfall den Energiespeicher weitestgehend vor Schaden zu bewahren. Gleichzeitig dient die Abdeckung des Energiespeichergefäßes zur Aufnahme und hängenden Befestigung in den Unterboden des Fahrzeugs. Wenigstens die Abdeckung kann dabei dreiteilig aus zwei L-Hohlprofilen und einem dazwischen eingelegten weiteren Hohlprofil ausgebildet sein. Diese sollen miteinander verschweißt sein. Die Abdeckung des Energiespeichergefäßes wiederum soll über Schraubverbindungen mit dem Unterboden reversibel verbunden sein. Als Energiespeicher ist ein Hochvoltspeicher für ein Hybridfahrzeug vorgesehen, so dass sich relativ kompakte Abmessungen des Energiespeichergefäß im Vergleich zu einem reinen batteriebetriebenen Elektrofahrzeug ergeben. Mit dem vorgeschlagenen Verschweißen der Profilemenente können sich Undichtigkeiten und Verzug der Profilelemente ergeben. Dieses wiederum kann zu Toleranzproblemen bei den unter Umständen zahlreich erforderlichen Batterieanbindungspunkten sowie auch bei den Fahrzeug-Befestigungspunkten führen. Zudem ist bei der Montage ein erhöhter Zeit- und Vorrichtungsaufwand für die Positionierung der Profilelemente zueinander erforderlich.
Die DE 10 2007 063 186 A1 betrifft einen Energiespeicher aus mehreren Zellen für ein Kraftfahrzeug, wobei die Zellen über eine Halterung miteinander verbunden und die Halterung formschlüssig in einem Energiespeichergefäß angeordnet werden kann. Dazu werden Führungnuten im Energiespeichergefäß vorgesehen, wodurch eine einfache Einbringung der Zellen über deren Halterung in das Energiespeichergefäß erlaubt wird. Das Energiespeichergefäß selbst kann dabei als Strangpressprofil insbesondere aus Aluminium oder als Gussteil ausgebildet sein. Nachteilig ist es dabei, dass von einem derartigen Energiespeichergefäß keinerlei Schutzfunktion bei einem Unfall zu erwarten ist, da die Wände des Energiespeichergefäßes flach ausgeführt sind und wenig Biegesteifigkeit bieten. Zudem wird die Abmessung des Energiespeichergefäßes insbesondere bei Ausführung als Strangpressprofil stark beschränkt, wenn mit herkömmlichen günstigen Strangpressanlagen gearbeitet werden soll.
Die DE 10 2008 029 200 A1 offenbart ein Kraftfahzeug mit einer den Unterboden ausgebildeten Hohlkammerplatte, wobei in einige der Hohlkammern kleine, längliche Energiespeicher aus Strangpressprofilen einsteckbar sind. Nachteilig ist der hohe Montage- und Kopplungsaufwand mit einhergehendem energetischen Verlust sowie das schlechte Thermomanagement der einzelnen Energiespeicher.
Die WO 2011 061 571 A1 schlägt ein Energiespeichergefäß für ein Kraftfahrzeug vor, mit einer Bodenplatte und einer Abdeckung aus mehreren länglichen Profilelementen, welche in Längsrichtung einen konstanten Querschnitt aufweisen, sowie einen Rahmen mit außen daran anliegenden Deformationselementen, wobei die Bodenplatte, die Abdeckung und der Rahmen zusammen einen Nutzraum bilden zur Aufnahme eines Energiespeichers. Die Profilelemente sind miteinander verschweißt. Der Rahmen soll mit der Abdeckung oder der Bodenplatte vernietet oder punktverschweißt sein.
Die japanische Patentschrift JP 08 058 617 A beschreibt ein Fahrzeug mit einer Bodengruppe aus mehreren Extrusionsprofilen, wobei zwei benachbarte Profile formschlüssig verbindbar sind und in ihrem Innenraum jeweils ein Energiespeicher aufnehmen können. Dabei wird vorgeschlagen, den Energiespeicher auf speziellen Aufnahmen zu fixieren und im fixierten Zustand in den Innenraum einzuführen. Diese Gestaltung erlaubt allerdings nicht den Einsatz großvolumiger Energiespeichermodule oder -systeme aus einer Vielzahl mechanisch und elektrisch verbundener Batteriezellen. Zudem müssen die Batterien separat jeweils noch gekapselt und vor Umwelteinflüssen geschützt werden.
Ausgehend vom vorbenannten Stand der Technik soll ein Energiespeichergefäß zur vor Umwelteinflüssen geschützten Aufnahme großvolumiger Energiespeichermodule für ein Kraftfahrzeug weiterentwickelt werden im Hinblick auf eine einfache Herstellung unter Beibehaltung der Leichtbauweise.
Außerdem stellt sich die Aufgabe, ein Kraftfahrzeug mit Elektro- oder Hybridantrieb zu schaffen, bei welche eine einfache und materialsparende Integration des Energiespeichergefäßes möglich ist.
Der erste Teil der Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der untergeordneten Ansprüche.
Der kraftfahrzeugbezogene Teil der Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 16 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Energiespeichergefäß für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches eine Bodenplatte, einen aus mehreren Seitenwänden gebildeten Rahmen und eine Abdeckung umfasst, wobei die Bodenplatte und der Rahmen zusammen einen Nutzraum bilden zur Aufnahme wenigstens eines Energiespeichers, wobei die Bodenplatte aus mehreren länglichen Profilelementen gebildet ist, welche in Längsrichtung einen konstanten Querschnitt aufweisen, wobei die Profilelemente formschlüssig miteinander verbunden sind. Gekennzeichnet ist das Energiespeichergefäß dadurch, dass wenigstens eine Seitenwand mit der Bodenplatte formschlüssig verbindbar ist, wobei wenigstens ein Profilelement derart gestaltet ist, dass sowohl eine formschlüssige Verbindung zu einem benachbarten Profilelement der Bodenplatte oder der Abdeckung als auch gleichzeitig eine Verbindung zu einem benachbarten Profilelement einer Seitenwand herstellbar ist.
Dadurch wird die Möglichkeit eröffnet, aus einfachen Profilelementen durch Zuschnitt auf eine vordefinierte Länge und anschließendes formschlüssiges Verbinden die Bodenplatte auszugestalten.
Jedes längliche Profilelement besitzt eine Länge, Breite und Höhe, wobei im Rahmen der Erfindung unter der Längsrichtung eines Profilelementes dessen Ausrichtung entlang seiner Länge zu verstehen ist. Gleichzeitig ist die Querrichtung des Profilelementes dessen Ausrichtung entlang seiner Breite und die Höhenrichtung ist die Ausrichtung des Profilelementes entlang seiner Höhe. Querrichtung, Höhenrichtung und Längsrichtung stehen senkrecht aufeinander und spannen ein X-Y-Z-Koordinatensystem auf. In einer Weiterführung der Erfindung ist auch der Rahmen aus mehreren länglichen Profilelementen gebildet, welche in Längsrichtung im Wesentlichen einen konstanten Querschnitt aufweisen, wobei die Profilelemente zumindest abschnittsweise formschlüssig miteinander verbunden sind. Dabei weisen die Profilelemente sowohl der Bodenplatte als auch des Rahmens mehrere Außenwände auf, die eine Hohlkammer umschließen. Zusätzlich können zur Versteifung ein oder mehrere Innenwände ausgebildet sein, so dass sich mehrere durch die Innenwand abgetrennte Hohlkammern ergeben.
Die Profilelemente weisen zwei Längsseiten in Längsrichtung der Profilelemente auf, welche parallel zur aufgespannten Y-Z-Ebene verlaufen und die wesentliche Kontaktfläche für die formschlüssige Verbindung darstellen. Des Weiteren weisen die Profilelemente zwei Außenseiten in Längsrichtung auf, welche parallel zu einer aufgespannten X-Z-Ebene verlaufen und in Richtung des Nutzraumes bzw. vom Nutzraum weg ausgerichtet sind. An den stirnseitigen Enden der Profilelemente spannen Stirnseiten eine X-Y-Ebene auf.
Vorteilhafterweise weist das Energiespeichergefäß mehrere Profilelemente mit einer Nut auf der Längsseite des Profilelements auf, wobei die Nut wenigstens über einen Großteil einer ihrer Außenwände angeordnet ist. Bevorzugt verläuft die Nut durchgängig entlang einer Außenwand. Gleichzeitig weist das Energiespeichergefäß dabei mehrere Profilelemente mit einem Fortsatz auf seiner Stirnseite auf, welcher wenigstens über einem Großteil einer Außenwand in Längsrichtung dieses Profilelements angeordnet ist. Bevorzugt verläuft auch der Fortsatz durchgängig entlang einer Außenwand, so dass sich in vorteilhafter Weise eine Verbindung nach dem Nut-Feder-Prinzip ergibt.
Durch das Zusammenspiel zwischen Nut und Fortsatz zweier benachbarter Profilelemente wird ein Formschluss hergestellt, welcher gleichzeitig eine einfache, positionssichere Montage der Profilelemente der Bodenplatte bzw. der Profilelemente der Seitenwände an der Bodenplatte erlaubt und eine verbesserte Steifigkeit des gesamten Energiespeichergefäßes sicherstellt.
Erfindungsgemäß ist dabei eine Seitenwand des Energiespeichergefäßes mit der Bodenplatte formschlüssig verbunden. Wenigstens ein Profilelement des Energiespeichergefäßes ist derart gestaltet, dass sowohl eine formschlüssige Verbindung zu einem benachbarten Profilelement der Bodenplatte oder der Abdeckung als auch gleichzeitig eine formschlüssige Verbindung zu einem benachbarten Profilelement einer Seitenwand herstellbar ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass ein Fortsatz auf der Stirnseite des Profilelementes der Bodenplatte in eine korrespondierend ausgebildete Nut auf der Außenseite des benachbarten Profilelements einer Seitenwand eingreift. Alternative greift ein Fortsatz am Profilelement der Seitenwand in eine korrespondierend ausgebildete Nut an der Stirnseite des benachbarten Profilelements der Bodenplatte.
Bevorzugt weist wenigstens ein Teil der Profilelemente des erfindungsgemäßen Energiespeichergefäßes wenigstens zwei Nuten auf verschiedenen Außenseiten in Längsrichtung des Profilelements auf, wobei durch eine derartige Gestaltung insbesondere eine Eckverbindung ermöglicht wird, zugleich aber durch die zusätzliche Nut auch eine weitere Versteifung und damit erhöhtes Biege- und Torsionsmodul. Es lassen sich so beispielsweise formschlüssige Verbindungen zwischen den außen liegenden Profilelementen der Bodenplatte und den unteren Profilelementen der Seitenwände bzw. des Rahmens herstellen. Wenn Profilelemente mit recheckförmigen Querschnitt verwendet werden, die zwei Nuten an benachbarten Außenwänden aufweisen, oder aber eine Nut und einen Fortsatz an benachbarten Außenwänden aufweisen, lassen sich Bodenplatte und Seitenwände lotrecht zueinander anordnen.
Alternativ oder ergänzend weist wenigstens ein Teil der Profilelemente des erfindungsgemäßen Energiespeichergefäßes zwei Nuten und einen Fortsatz oder zwei Fortsätze und eine Nut auf verschiedenen Außenseiten in Längsrichtung des Profilelements auf. Somit sind die Profilelemente von drei Seiten formschlüssig mit weiteren Profilelementen koppelbar. Beispielsweise kann so eine Trennwand innerhalb des Energiespeichers realisiert sein. Auch ist es möglich, aus einem derartigen Profilelement eine Seitenwand mit Koppelmöglichkeit sowohl für die Bodenplatte als auch für eine auf der Seitenwand positionierbare Abdeckung bereitzustellen.
Alternativ oder ergänzend dazu kann auch vorgesehen werden, ein Energiespeichergefäß mit wenigsten einem Profilelement auszustatten, welches drei Nuten an verschiedenen Außenwänden in Längsrichtung des Profilelements aufweist. Dieses Profilelement ist von drei Seiten formschlüssig mit weiteren Profilelementen koppelbar, so dass beispielsweise eine Trennwand innerhalb des Energiespeichers realisierbar ist. Auch eine aus einem derartigen Profilelement gebildete Seitenwand mit Koppelmöglichkeit sowohl für die Bodenplatte als auch für eine darüber positionierbare Abdeckung ist vorstellbar.
In einer Weiterbildung der Erfindung bestehen sowohl der Grundkörper als auch wenigstens zwei Seitenwände jeweils aus mehreren Profilelementen, wobei die Profilelemente jeweils miteinander formschlüssig verbindbar sind. Ein besonderer Vorteil entsteht dadurch, dass mit nur einer Art von Profilelementen für diese Seitenwände und die Bodenplatte wesentliche Bereiche des Energiespeichergefäßes herstellbar sind, was insbesondere durch die Verwendung von Profilelementen mit zwei Nuten und einem Fortsatz bzw. zwei Fortsätzen und einer Nut zum tragen kommt.
Im Hinblick auf eine möglichst schnelle und einfache Montage der Profilelemente ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Profilelemente der Seitenwände und/oder der Bodenplatte durch eine axiale Relativbewegung in Profilelementlängsrichtung wenigstens abschnittsweise formschlüssig miteinander verbindbar sind. Bevorzugt verlaufen sowohl Nut als auch Fortsatz durchgängig an einer jeweiligen Außenwand des Profilelementes und sind vollständig formschlüssig miteinander verbunden. Damit wird bereits eine hohe Eigenstabilität erreicht, welche insbesondere durch eine Klebeverbindung noch ergänzt sein kann. In dieser Ausführungsform dient der Fortsatz des Profilelementes dazu, in die korrespondierend ausgeformte Nut des benachbarten Profilelementes passgenau positioniert zu sein und die Freiheitsgrade der Verbindung in X-Richtung und Y-Richtung, das heißt in ihrer Höhenrichtung und Querrichtung einzuschränken. In der Praxis ist mit anderen Worten der Fortsatz in die Nut durch eine Relativbewegung beider Profile in Z-Richtung eingeschoben.
Vorteilhaft kann dabei vorgesehen sein, dass die zwei miteinander formschlüssig verbundenen Profilelemente im Kontaktbereich ein Spiel von nicht mehr als 1,0 mm und nicht weniger als 0,1 mm, bevorzugt 0,4 mm aufweisen. Das erleichtert gegenüber einem engeren Spiel das Einschieben des Fortsatzes in die Nut mit akzeptablem Reibungswiderstand und stellt gleichzeitig kein Problem im Hinblick auf Fertigungstoleranzen für derartige Profilelemente dar.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt die formschlüssige Verbindung der Profilelemente einer Seitenwand und/oder der Bodenplatte wenigstens abschnittsweise durch eine Schwenkbewegung in Profilelementquerrichtung.
Dabei ist vorgesehen, zwei benachbarte Profilelemente derart formschlüssig miteinander zu verbinden, dass diese nach Inkontaktbringen in ihrer Endposition selbstsichernd derart festgelegt sind, dass die verbundenen Profilelemente in X-Richtung und in Y-Richtung fixiert sind. Gleichzeitig ergeben sich Vorteile bei der Montage durch eine noch schnellere Verbindung der Profilelemente untereinander sowie bei der Kombination mit einer zusätzlichen Klebeverbindung. Besonders der Kleberauftrag im Bereich des Fortsatzes oder im Bereich der Nut der Profilelemente gestaltet sich denkbar einfach und kann auch automatisiert sein. Zusätzlich sorgt die Relativbewegung in Querrichtung der Profilelemente beim Verbinden für eine gute Verteilung des Klebers, insbesondere bei Auftrag des Klebers in Form einer Raupe. Die Oberfläche kann einseitig oder auch zweiseitig mit Kleber beaufschlagt und benetzt sein. Zur Vorbehandlung der Oberfläche vor dem Kleberauftrag kann vorgesehen sein, die Profilelemente zu Reinigen, zum Beispiel mittels Tauchvorbehandlung.
Die Profilelemente der Seitenwand weisen zwei Stirnseiten in Längsrichtung auf, welche parallel zu einer aufgespannten Y-Z-Ebene verlaufen, und zwei Außenseiten in Längsrichtung, welche parallel zu einer aufgespannten X-Z-Ebene verlaufen. Außerdem weisen die Profilelemente Endabschnitte auf, die parallel zur aufgespannten X-Y-Ebene der Profilelemente verlaufen.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, die Seitenwände auf ihrer Stirnseite formschlüssig miteinander zu verbinden, so dass sich ein geschlossener Rahmen ergibt, der entweder auf der Bodenplatte oder auf einer weiteren, darunter liegenden Ebene des Rahmens aufsetzbar ist. Dies geschieht bevorzugt durch Zusammenstecken der Profilelemente der Seitenwände. Besonders bevorzugt ist ein unbearbeiteter Endabschnitt eines Profilelementes in den bearbeiteten Endabschnitt des anderen Profilelementes der Seitenwand einsteckbar.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass alle Profilelemente des Rahmens in ihrem Endabschnitt formschlüssig durch eine Relativbewegung in Rahmenhochrichtung miteinander verbindbar sind. Dazu weisen diese Profilelemente Fortsätze bzw. Nuten an ihren Endabschnitten auf, welche in X-Richtung ineinanderschiebbar sind.
Das Energiespeichergefäß besitzt bevorzugt Profilelemente aus einem Leichtbauwerkstoff, insbesondere aus einer stranggepressten Aluminium- oder einer Magnesiumknetlegierung.
Im Falle von Aluminium sind besonders bevorzugt Legierungen der 5.000er, 6.000er und 7.000er Gruppe nach EN 573-3/4 einsetzbar.
In vorteilhafter Weiterführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Profilelemente des Energiespeichergefäßes zusätzlich wenigstens abschnittsweise stoffschlüssig verbunden sind, insbesondere durch Kleben. Die ermöglicht eine hervorragende dynamische Dauerfestigkeit über die Lebensdauer des Energiespeichers bzw. des Kraftfahrzeugs und kann gleichzeitig eine Abdichtungsfunktion gegenüber der Umgebungsatmosphäre erfüllen.
Dies schützt den Energiespeicher vor Nässe und Staub. Durch den Verzicht auf ein thermisches Fügeverfahren, wie zum Beispiel dem MIG- oder Rührreibschweißen, kann zugleich verhindert werden, dass die Profilelemente und des Energiespeichergefäß insgesamt aufgrund von intensiven, lokalen Wärmeeinfluss verziehen. Damit entstehen auch keine Toleranzproblemen bei den zahlreich erforderlichen Anbindungspunkten für den oder die Energiespeicher sowie auch bei der Befestigung am Fahrzeug. Zudem lässt sich so die Fertigungszeit eines derartigen Energiespeichergefäßes verkürzen.
Im Rahmen der Erfindung kann auch vorgesehen werden, zusätzlich zur Klebeverbindung oder alternativ dazu die Profilelemente der Bodenplatte und der Seitenwände bzw. der Abdeckung durch lokal sehr kurze Schweißnähte zu fügen.
Auf eine durchgehende oder nur kurz unterbrochene Schweißnaht kann aufgrund der hohen Eigenstabilität durch die erfindungsgemäß realisierte formschlüssige Profilverbindung verzichtet werden, während eventuelle Dichtheitsanforderungen durch einen durchgehenden Kleberauftrag ohne schädliche Hitzeeinwirkung gleichwertig möglich ist. Als kurze Schweißnaht ist in diesem Zusammenhang eine Länge von wenigen Zentimetern oder weniger als 20% der Gesamtlänge eines Profilelementes zu verstehen.
Besonders bevorzugt findet jedoch keinerlei Schweißoperation bei der Verbindung der Profilelemente der Bodenplatte und/oder der Seitenwände und/oder der Abdeckung statt.
Das erfindungsgemäße Energiespeichergefäß wird zur Abdichtung und/oder zur Stabilisierung mittels einer Abdeckung verschlossen. Diese kann nach Einbringen eines Energiespeichers auf die Seitenwände bzw. den Rahmens positioniert werden.
Besonders bevorzugt ist es dabei, die Abdeckung und die Bodenplatte des Energiespeichergefäßes mit den Seitenwänden bzw. mit dem Rahmen derart zu verbinden, dass ein Lufteintrag aus der Umgebung in den Nutzraum unterbleibt. Dies kann ebenfalls mittels einer einfachen Klebeschicht im Zwischenraum geschehen, die durch einen Kleberauftrag vor Verbindung der Abdeckung mit dem Rahmen erfolgt. Dabei kann der Kleber im Kontaktbereich entweder an der Abdeckung und/oder an am Rahmen erfolgen.
Die Abdeckung kann dabei in einer Ausführungsform einteilig ausgebildet sein, insbesondere als Pressteil, wobei die Abdeckung die oberen Stirnseiten der Seitenwände bzw. des Rahmens dabei flächig kontaktiert. Dabei kann vorgesehen werden, dass die Abdeckung derart im Kontaktbereich zum Rahmen gestaltet ist, dass sich ein zusätzlicher Formschluss zwischen den oberen Stirnseiten der Seitenwände und der Abdeckung selbst ergibt. Das kann beispielsweise durch eine umlaufende nach oben gerichtete Nut in der Abdeckung und einen umlaufenden nach oben gerichteten Fortsatz im Rahmen ebenso erfolgen wie durch die umgekehrte Konstellation aus einer umlaufenden, nach unten gerichtete Nut in der Abdeckung und umlaufende Nuten in den oberen Stirnseiten des Rahmens. Die Nut in der Abdeckung lässt sich bei einem Pressteil einfach mittels Prägestempel im Presswerkzeug während des Umformens herstellen, und ist im Wesentlichen korrespondierend zum Fortsatz im Kontaktbereich der Stirnseite der Seitenwand ausgebildet. So ist es möglich, dass die Nut der Abdeckung in Richtung Seitenwand ausgerichtet ist und in die korrespondierende Nut der Seitenwand einführbar ist. Auch ist es vorstellbar, dass die Nut der Abdeckung von der Seitenwand weg ausgerichtet ist und ein Fortsatz an der Stirnseite der Seitenwand in diese Nut eingreift.
Für den Fall, dass die Nuten bzw. Fortsätze der Seitenwände und der Abdeckung besonders schmal ausgebildet sind, erfolgt lediglich ein linienförmiger Kontakt zwischen der Abdeckung und den oberen Stirnseiten der Seitenwände bzw. des Rahmens. Bei besonders schmaler Gestaltung der Seitenwände kann es aber auch möglich sein, die Nut im Abdeckung entsprechend der Breite der Stirnseite der Seitenwand auszubilden, so dass diese im Wesentlichen vollständig mit der Abdeckung formschlüssig verbindbar ist.
Natürlich kann auch vorgesehen werden, dass der formschlüssige Kontakt zwischen Abdeckung und Rahmen nur punktuell besteht, wobei dazu die Abdeckung mehrere nach unten gerichtete Nuten aufweist, welche in korrespondierend gestaltete aber bevorzugt durchgängig umlaufende Nuten auf den oberen Stirnseiten der Seitenwände einführbar sind.
Damit wird erreicht, dass die Presskraft beim Ausformen der punktuellen Nut geringer ausfallen kann und die lokale Prägung optional auch außerhalb des großen Presswerkzeugs nachträglich erfolgen kann. Unter punktuellem Kontakt ist im Rahmen der Erfindung auch eine längliche, über nur einen geringen Teilbereich der Länge bzw. Breite der Abdeckung, insbesondere über wenige Zentimeter verlaufende Nut zu verstehen.
Die Abdeckung besitzt bevorzugt mehrere nach unten gerichtete Nuten, die wenigstens zwei unterschiedliche Längsausrichtungen aufweisen. Das hat den Vorteil, dass eine Verdrehsicherung und damit eine zusätzliche Stabilisierung erreichbar sind.
Die Abdeckung des Energiespeichergefäßes kann in einer weiteren Ausführungsform ebenfalls wie die Bodenplatte aus einer Mehrzahl von Profilelementen gebildet werden, welche bevorzugt im Querschnitt identisch ausgeführt und formschlüssig miteinander verbunden sind. Die Kontaktbereiche zum Rahmen können dabei in ihrer äußeren Form abweichend zu den anderen Profilelementen der Abdeckung gestaltet sein.
Natürlich kann auch vorgesehen sein, die Abdeckung als Leichtbauteil in einer Sandwichstruktur mit Metallschaum oder in einer Wabenstruktur auszuführen.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch vorstellbar, dass der Rahmen aus mehreren Ebenen von Seitenwänden gebildet wird, um eine bestimmte Höhe bzw. ein bestimmtes Nutzvolumen bei Verwendung relativ niedriger Profilelemente erreichen zu können. Niedrige bzw. schmale Profilelemente lasen sich ganz besonders günstig in Standardfertigungsanlagen, insbesondere in für den Fenster- und Fassadenbau üblichen Strangpressanlagen, realisieren. Dazu kann vorgesehen werden, die Profilelemente einer Seitenwand auf ihrer oberen bzw. unteren Stirnseite formschlüssig miteinander zu verbinden, so dass sich mehrere übereinander angeordnete Ebenen von Profilelementen ergeben, welche im verbundenen Zustand bereits eine gute Eigenstabilität besitzen.
In einer vorteilhaften Weiterführung der Erfindung sind in wenigstens einer der Seitenwände und/oder der Bodenplatte und/oder der Abdeckung Fenster zur Durchführung von Anschlussleitungen oder Klimatisierungsleitungen vorgesehen. Diese Fenster können als Löcher oder Aussparungen ausgeführt sein. Zwischen den Leitungen und dem Energiespeichergefäß sind bevorzugt elastische, reibungsarme Mittel zum Kantenschutz der Leitungen vorhanden, oder die Leitungen selbst sind im Bereich der Aussparung oder Löcher bewegungsfrei festgelegt, beispielsweise verschraubt.
Zur wenigstens temporären Fixierung des Energiespeichers auf der Bodenplatte und damit auch im Energiespeichergefäß selbst sind in einer Weiterführung der Erfindung Befestigungsmittel vorgesehen, die eine sichere Verbindung ermöglichen. Bevorzugt kommen dazu Gewindehülsen auf einigen der Profilelemente der Bodenplatte oder Einpressmuttern innerhalb einiger der Profilelemente der Bodenplatte zum Einsatz, in welche entsprechende Befestigungsschrauben des Energiespeichers eingreifen können. Diese Befestigungsmittel sind insbesondere ringförmig umlaufend zum Energiespeicher positioniert und erlauben damit eine gleichmäßige Flächenlastverteilung auf der Bodenplatte.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit Hybrid- oder Elektroantrieb, welches ein erfindungsgemäßes Energiespeichergefäß umfasst, das zwischen einem Zwischenboden und einem Unterboden des Kraftfahrzeugs unterhalb der Fahrgastzelle angeordnet ist. Die Abdeckung des Energiespeichergefäßes wird dabei durch einen Teil des Zwischenbodens gebildet. Die Grundplatte des Energiespeichergefäßes kann vollflächig oder bereichsweise vom Unterboden des Fahrzeugs abgedeckt werden. Zudem kann es sich als vorteilhaft erweisen, den Energiespeicher am Fahrzeug zusätzlich über Halteelemente, insbesondere trägerförmige Halteelemente, am Fahrzeug zu fixieren.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Abdeckung durch einen Teil eines Zwischenbodens des Kraftfahrzeugs gebildet wird. Das Verschließen des Energiespeichergefäßes erfolgt dabei durch die Positionierung der beladenen Bodenplatte mit Rahmen von unten an eine derartige Abdeckung heran und durch eine anschließende Fixierung.
Mit anderen Worten lässt sich das Energiespeichergefäß für ein Fahrzeug so herstellen, dass die Bodenplatte aus Profilelementen bereitgestellt wird, der Energiespeicher auf der Bodenplatte fixiert wird, der Rahmen durch eine Verbindung aller Seitenwände mit der Bodenplatte hergestellt wird und anschließend dem Kraftfahrzeug derart zugeführt wird, dass der Rahmen mit seiner oberen Stirnseite mit einem Zwischenboden des Fahrzeugs in Kontakt tritt, wobei wenigstens ein Abschnitt des Zwischenbodens die Abdeckung bildet.
Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsformen und Details der Erfindung anhand von schematischen Figuren näher erläutert, wobei für gleiche oder ähnliche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet wurden.
1a und 1b: zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Energiespeichers perspektivisch mit Diagonalschnitt
2: dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichergefäßes perspektivisch;
3: vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichergefäßes perspektivisch;
4a bis 4c: Querschnitt des Randbereichs eines Profilelementes für das erfindungsgemäße Energiespeichergefäß für eine Verbindung mit Relativbewegung in Rahmenhochrichtung;
5a und 5b: perspektivischer Schnitt eines weiteren Profilelementes für das erfindungsgemäße Energiespeichergefäß für eine Verbindung durch eine radiale Relativbewegung zweier Profilelemente in Profilelementquerrichtung;
6 bis 8: Querschnitt dreier Profilelemente für das erfindungsgemäße Energiespeichergefäß für eine Verbindung durch eine axiale Relativbewegung in Profilelementlängsrichtung und
9: eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Energiespeichergefäß.
1a zeigt einen Teil des erfindungsgemäßen Energiespeichergefäßes in einer Schnittdarstellung ohne Abdeckung. Zu erkennen sind eine Bodenplatte 2, welche aus mehreren einzelnen Profilelementen 10 zusammengesetzt ist, sowie zwei Seitenwände 4 und zwei Seitenwände 5 auf, welche jeweils aus einem Profilelement 10 bestehen und zusammen mit der Bodenplatte 2 einen Nutzraum V einschließen. Die Seitenwände 4 und 5, welche von der Bodenplatte 2 im Wesentlichen senkrecht nach oben abstehen, sind derart ausgebildet, dass sie nach oben hin einen Flanschabschnitt 15 zur flächigen Aufnahme einer nicht dargestellten Abdeckung bilden und auf ihrer zum Nutzraum V gerichteten Seite mit der Bodenplatte 2 verbunden sind.
In dieser Ausführungsform sind dabei die einzelnen Profilelemente 10 der Bodenplatte 2 miteinander formschlüssig nach dem Nut-Feder-Prinzip mittels Nut 12 und Fortsatz 11 verbunden. Die Seitenwand 4 weist ebenfalls eine Nut 12 auf ihrer zum Nutzraum V gerichteten Außenseite A auf, in welche der Fortsatz 11 des der Seitenwand 4 benachbarten Profilelements 10 der Bodenplatte 2 eingreift. Die Seitenwand 5 weist ebenfalls eine Nut 12 in ihrer zum Nutzraum V gerichteten Außenseite A auf, in welche die Endabschnitte aller Profilelemente 10 der Bodenplatte 2 eingreifen. Die Seitenwände 4 wiederum sind an ihren zueinander ausgerichteten Stirnseiten S auf Gehrung geschnitten, dass heißt um vorzugsweise jeweils 45° geneigt miteinander verbunden.
Die genaue Art der Verbindung zweier Profilelemente 10 untereinander wird in den 4 und 5 näher erläutert.
1b unterscheidet sich dadurch von der Ausführungsform der 1a, dass die Seitenwände 4 nach einem im Wesentlichen geraden Zuschnitt miteinander formschlüssig verbunden sind.
Dazu sind zwei einander gegenüberliegende Seitenwände 4 auf ihrer in den Nutzraum V gerichteten Außenseite A mit einer dem Profilquerschnitt der benachbarten Seitenwand 5 korrespondierend ausgebildeten, vertikalen Nut 16 versehen. Die Montage kann dabei vorteilhafterweise derart erfolgen, dass zunächst die zwei Seitenwände 4 mit vertikalen Nuten 16 mit der Bodenplatte 2 verbunden werden und anschließend die beiden Seitenwände 5 ohne vertikale Nuten 16 von oben zwischen die vertikalen Nuten 16 positioniert und Richtung Bodenplatte 2 eingeschoben werden. Die Profilelemente 10 der Seitenwände 5 sind mit ihren zu den Seitenwänden 4 gerichteten stirnseitigen Enden 7 mechanisch nachbearbeitet, beispielsweise abgeflacht ausgeführt, um in die vertikale Nut 16 einzugreifen.
Natürlich kann auch vorgesehen werden, dass diejenigen Seitenwände, die keine Nuten besitzen, an ihren stirnseitigen Enden vorzugsweise – über die gesamte Höhe – abgeflacht ausgebildet sind, um in eine korrespondierend ausgebildete Nut eingeführt werden zu können.
Die Befestigungselemente 17 dienen der Fixierung wenigstens eines nicht dargestellten Energiespeichers auf der Bodenplatte 2 des Energiespeichergefäßes 1. Diese sind auf den Profilelementen 10 der Bodenplatte 2 bereits befestigt. Bevorzugt sind die Befestigungsmittel 17 auf den Profilelementen 10 oberhalb einer in 4 dargestellten Innenwand 19 positioniert, um eine größere Haltbarkeit auch bei Scherbelastung auf die Verbindungselemente zu ermöglichen.
Alternativ ist es aber auch möglich, bei einer im Energiespeicher integrierten Abdichtung in der Bodenplatte Öffnungen vorzusehen, durch welche Schrauben oder andere Verbindungselemente erst nach Einsetzen des Energiespeichers in das Energiespeichergefäß hindurchgeführt und mit dem Energiespeicher gefügt werden.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichergefäßes im verschlossenen Zustand. Auf einer Bodenplatte 2 aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Profilelementen 10 sind Seitenwände 4, 5 und eine Abdeckung 8 positioniert. Im Gegensatz zur quaderförmigen Ausbildung der vorgeschriebenen Ausführungsform weist das Energiespeichergefäß 1 nun einen zusätzlichen Nutzraum V' auf, der wesentlich kleiner als der Nutzraum V ist und vor allem für eine räumlich abgesetzte Anordnung von Klimatisierungs- und/oder Steuerungsgerät vorgesehen sein kann. Aufgrund der geringeren Breite B' des Nutzraums V' ist es aber auch möglich, diesen im engen Bereich zwischen den Räder eines Kraftfahrzeugs zu positionieren.
Durch ein Fenster 18 werden Anschlüsse für Luftleitung und/oder Elektronikleitungen ermöglicht, die durch die Öffnung hindurchführbar sind. Natürlich können im Rahmen der Erfindung auch mehrere Fenster an unterschiedlichen Seitenwänden oder sogar innerhalb der Abdeckung oder der Bodenplatte vorgesehen sein. So kann dies beispielsweise einfach dadurch erfolgen, dass anstelle eines durchgehenden Profilelements zwei Profilelemente an derselben Stelle verwendet werden, welche insgesamt kürzer sind als die benachbarten Profilelemente. Alternativ ist es auch möglich, ein verkürztes Profilelement benachbart zu den längeren Profilelementen in der Bodenplatte vorzusehen, so dass ein Fenster an einem stirnseitigen Ende des verkürzten Profilelementes entsteht.
Die Abdeckung 8 ist in 2 als Pressteil ausgeführt und weist mehrere Vertiefungen 8' in Längs- und Querrichtung auf, welche eine Aussteifung der Abdeckung an sich und der gesamten Aufnahme auch im Falle eines Unfalls bewirken. Über die Verbindungsmittel 9 ist die Abdeckung mit dem Energiespeicher und/oder mit dem Energiespeichergefäß 1 selbst verbunden. Als Verbindungsmittel 9 können Schrauben, Nieten oder dergleichen zum Einsatz kommen.
3 zeigt eine expandierte Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiespeichergefäßes 1.
Im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsformen wird der Rahmen des Energiespeichergefäßes 1 hier aus Seitenwänden 5, 6 zusammengesetzt, welche zweilagig übereinander angeordnete Seitenwände umfassen, wobei in jeder Lage jeweils gerade Seitenwände 5 und bogenförmig gekrümmte Seitenwände 6 stirnseitig formschlüssig miteinander verbunden werden. Es ergibt sich also ein Energiespeichergehäuse 1 mit im Grundriss abgerundeten Ecken. Der Radius R der abgerundeten Ecken liegt zwischen 10 und 200 mm, bevorzugt zwischen 55 und 105 mm.
Die Verbindung der Stirnseite S einer gekrümmten Seitenwand 6 mit der Stirnseite S einer geraden Seitenwand 5 ist formschlüssig realisiert. Entweder ist ein stirnseitiges Ende 7 der Profilelements spanend bearbeitet und aufgeweitet bzw. abgeflacht ausgebildet und in das andere Ende durch ein axiales Ineinanderstecken mit diesem verbunden, oder aber es weist bevorzugt ein stirnseitiges Ende 7 der gekrümmten Seitenwand 6 einen Fortsatz 15 auf, der ein Ineinanderschieben nach dem Schwalbenschwanzprinzip ermöglicht. Durch letztere Variante kann bevorzugt ein quer extrudiertes Profil als gekrümmte Seitenwand 6 Anwendung finden, wobei beide stirnseitigen Enden 7 über einen im Längsschnitt schwalbenschwanzartigen Fortsatz 15 verfügen, und durch Relativbewegung in Y-Richtung mit einer korrespondierend ausgebildeten Stirnseite der geraden Seitenwand 5 verbunden werden.
Die Kopplung zwischen den zwei Lagen erfolgt wiederum durch eine formschlüssige Verbindung mittels in 3 nicht dargestellten Nuten, wobei die jeweils übereinander liegenden geraden Seitenwände 5 nach dem Nut-Feder-Prinzip zusammensteckbar sind. Die gekrümmten Seitenwände 6 dagegen liegen mit ihren zueinandergerichteten Außenseiten A deckungsgleich aufeinander.
Natürlich kann alternativ auch vorgesehen sein, dass die jeweils übereinander liegenden gekrümmten Seitenwände nach dem Nut-Feder-Prinzip zusammengesteckt werden. Die geraden Seitenwände würden dann mit ihren zueinandergerichteten Längswänden deckungsgleich aufeinander liegen.
4a und 4b zeigen eine erste Ausführungsform von Profilelementen 10 für ein erfindungsgemäßes Energiespeichergefäß 1 im Querschnitt. Diese Profilelemente 10 können durch eine Schwenkbewegung mit nachfolgender Relativbewegung in Profilelementquerrichtung miteinander verbunden werden. Mit anderen Worten werden die Profilelemente 10 durch eine axiale Parallelverschiebung bei gleichzeitiger durch den Pfeil P angedeuteter Schwenkbewegung in Kontakt gebracht.
Das Profilelement 10 besitzt dabei Hohlkammern H, die durch Innenwände 19 innerhalb eines Profilelementes 10 gebildet werden. Die Innenwände 19 dienen der zusätzlichen Aussteifung der Profilelemente 10 des Energiespeichergefäßes auf die Bildebene bezogen in axialer und besonders in vertikaler Richtung.
In dieser Ausführungsform weisen zwei benachbarte Profilelemente 10 mit der zueinander weisenden Stirnseiten S eine korrespondierende Formgebung auf derart, dass durch eine Kombination aus Schwenkbewegung und linearer Bewegung in X- und Y-Richtung – wie mit Pfeil P angedeutet – eine formschlüssige Verbindung möglich ist. Diese Verbindung beschränkt den Freiheitsgrad und damit die Wiederlösbarkeit der Verbindung in vorteilhafter Weise. Zur einfacheren Einführung eines Profilelementes 10 sind Fortsatz 11 in Form einer Rundung 14 ausgebildet, die ein Abgleiten erlaubt und ein Verhaken der insgesamt verhältnismäßig langen Profilelemente 10 verhindert. Durch die Steigung 13 am unteren Profilelement 10 wird der einfache Einführprozess zusätzlich unterstützt. Der Fortsatz 11 des rechten Profilelements gelangt in der Endposition in den Hinterschnitt 25 des benachbarten Profilelelements 10.
4b zeigt die zwei benachbarten Profilelemente 10 im Ausschnitt vor dem gegenseitigen Kontaktieren. Auf dem Fortsatz 11 ist beispielhaft der Kleberauftrag K auf einer Seite des Profilelementes 10 gestrichelt angedeutet. Natürlich kann auch vorgesehen sein, dass Kleber auf beiden zu verbindenden Profilelementen 10 beidseitig aufgetragen ist.
Durch einen raupenartigen Kleberauftrag im Wesentlichen über den gesamten Fortsatz 11 des Profilelementes 10 weist die Verbindung eine verbesserte Dauerfestigkeit sowie eine gute Abdichtung auf.
4c zeigt die zwei benachbarten Profilelemente 10 im Ausschnitt nach dem gegenseitigen Verbinden durch eine Relativbewegung in Profilelementquerrichtung.
Zudem ist in 4c durch ein XY-Koordinatensystem angedeutet, dass bei Relativbewegung nur in X-Richtung oder nur in Y-Richtung zwei benachbarte miteinander verbundene Profilelemente 10 nicht wieder voneinander weg bewegbar sind.
5a und 5b zeigen im Querschnitt sehr vereinfacht eine alternative Ausgestaltungsform des Profilelementes 10 des erfindungsgemäßen Energiespeichergefäßes 1. Im Gegensatz zur Ausführungsform nach 4 sind die Fortsätze 11 stark abgerundet, um ein noch einfacheres Einführen eines Fortsatzes 11 des einen Profilelementes 10 in die korrespondierend ausgebildete Nut 12 des benachbarten Profilelementes 11 zu ermöglichen. Außerdem weisen derartige Profilelemente 10 auf einer Stirnseite sowohl Nut 12 als auch Fortsatz 11 auf, was eine besonders einfache und verhakenssichere Einführung erlaubt.
6–8 zeigen weitere Ausführungsformen eines Profilelementes 10 für ein erfindungsgemäßes Energiespeichergefäß. Die Verbindung zweier benachbarter Profilelemente 10 erfolgt jeweils formschlüssig durch eine Relativbewegung in Profilelementlängsrichtung. In anderen Worten werden die Profilelemente 10 schrittweise axial ineinandergeschoben.
In den Ausführungsformen in den 6 und 7 sind dazu die Stirnseiten S der Profilelemente derart ausgebildet, dass sie eine Relativbewegung nur in Längsrichtung der Profilelemente erlauben, in X-Richtung und Y-Richtung jedoch keine über ein definiertes Spiel hinausgehende Relativbewegung zulassen. Dieses Spiel beträgt erfindungsgemäß zwischen 1,0 und 0,1 mm, bevorzugt zwischen 0,2 und 0,8 mm.
Der erste Fortsatz 11 des Profilelementes 10 ist im Wesentlichen T-förmig ausgebildet mit einem schmalen Halbabschnitt 20 und einem breiteren Kopfabschnitt 21, und lässt sich einfach in die Nut 12, die ebenfalls T-förmig in Längsrichtung des benachbarten Profilelementes 10 ausgebildet ist, einführen. Alternativ kann auch jede andere Nutform bzw. Fortsatzgestaltung gewählt werden, die einen derartigen Formschluss und eine Relativbewegung in Profilelementlängsrichtung erlaubt. So kann anstelle der T-Form auch eine pilzkopfförmige Längskantengestaltung gewählt werden oder eine andere Form mit einem schmalem Halsabschnitt und einem breiteren Kopfabschnitt.
Zusätzlich weist die Ausführungsform in 7 eine dritte Nut 16 auf einer dritten Außenseite des Profilelementes 10 auf, wodurch insbesondere eine Gleichteilestrategie unterstützt wird, weil ein derartiges Profilelement 10 sowohl in der Bodenplatte, als auch in der Abdeckung oder der Seitenwand und/oder als Verbindungsstück zum Beispiel zwischen Seitenwand und Bodenplatte Anwendung finden kann.
Demgegenüber dient das im Querschnitt in 8 dargestellte Profilelement lediglich als Verbindungsstück zwischen Seitenwand und Bodenplatte wie in 1 bis 3 gezeigt, hat aber den Vorteil, dass durch die fehlende dritte Nut Material und Gewicht eingespart werden kann im Vergleich zur Ausführung in 7.
In 9 ist ein Kraftfahrzeug 22 mit Hybrid- oder Elektroantrieb schematisch und teilweise geschnitten dargestellt, welches ein erfindungsgemäßes Energiespeichergefäß 1 umfasst, das zwischen einem Zwischenboden 24 und einem Unterboden 23 des Kraftfahrzeugs 22 unterhalb der Fahrgastzelle 25 angeordnet ist. Die Abdeckung 8 des Energiespeichergefäßes 1 wird in dieser Ausführungsform durch einen Teil des Zwischenbodens 24 gebildet.
Bezugszeichenliste

1: Energiespeichergefäß
2: Bodenplatte
3: Rahmen
4: Seitenwand
5: Seitenwand
6: Seitenwand
7: stirnseitiges Ende
8: Abdeckung
8': Vertiefung von 8
9: Verbindungsmittel
10: Profilelement
11: Fortsatz von 10
12: Nut von 10
13: Steigung
14: Rundung
15: Fortsatz
16: Nut
17: Befestigungselement
18: Fenster
19: Innenwand
20: Halsabschnitt
21: Kopfabschnitt
22: Kraftfahrzeug
23: Unterboden
24: Zwischenboden
25: Hinderschnitt
A: Außenseite von 10
L: Längsseite von 10
S: Stirnseite von 10
H: Hohlkammer
K: Kleberauftrag
P: Pfeil
V: Nutzraum
V': Nutzraum
B': Breite von V'

Claims

Energiespeichergefäß (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Bodenplatte (2), einen aus mehreren Seitenwänden (4, 5, 6) gebildeten Rahmen (3) und eine Abdeckung (8), wobei die Bodenplatte (2) und der Rahmen (3) zusammen einen Nutzraum (V, V') bilden zur Aufnahme wenigstens eines Energiespeichers, wobei die Bodenplatte (2) aus mehreren länglichen Profilelementen (10) gebildet ist, welche in Längsrichtung einen konstanten Querschnitt aufweisen, wobei die Profilelemente (10) formschlüssig miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Seitenwand (4, 5, 6) mit der Bodenplatte (2) formschlüssig verbindbar ist, und wenigstens ein Profilelement (10) derart gestaltet ist, dass sowohl eine formschlüssige Verbindung zu einem benachbarten Profilelement (10) der Bodenplatte (2) oder der Abdeckung (8) als auch gleichzeitig eine Verbindung zu einem benachbarten Profilelement (10) einer Seitenwand (4, 5, 6) herstellbar ist.
Energiespeichergefäß (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (3) aus mehreren länglichen Profilelementen (10) gebildet ist, welche in ihrer Längsrichtung einen konstanten Querschnitt aufweisen, wobei die Profilelemente (10) zumindest abschnittsweise formschlüssig miteinander verbunden sind.
Energiespeichergefäß (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilelemente (10) entlang ihrer Längsseiten (L) miteinander verbunden sind.
Energiespeichergefäß (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilelemente (10) wenigstens eine Hohlkammer (H) aufweisen, wobei sich eine Nut (12, 16) in Längsrichtung des Profilelements (10) erstreckt.
Energiespeichergefäß (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fortsatz (11, 15) an einer Längsseite (L) des Profilelements (10) angeordnet ist.
Energiespeichergefäß (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilelemente (10) wenigstens zwei Nuten (12, 16) und einen Fortsatz (11, 15) oder wenigstens zwei Fortsätze (11, 15) und eine Nut (12, 16) auf verschiedenen Außenseiten (A) in Längsrichtung des Profilelements (10) aufweisen, wobei sich die Nuten (12, 16) und Fortsätze (11, 15) in Längsrichtung der Profilelemente (10) erstrecken.
Energiespeichergefäß (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (2) und wenigstens zwei Seitenwände (4, 5, 6) jeweils aus mehreren Profilelementen (10) gebildet werden und die Profilelemente (10) der Seitenwände (4, 5, 6) und der Bodenplatte (2) miteinander formschlüssig verbindbar sind.
Energiespeichergefäß (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilelemente (10) einer Seitenwand (4, 5, 6) und/oder der Bodenplatte (2) durch eine Relativbewegung in Querrichtung der Profilelemente (10) wenigstens abschnittsweise formschlüssig miteinander verbindbar sind.
Energiespeichergefäß (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilelemente (10) der Seitenwände und/oder der Bodenplatte (2) durch eine axiale Relativbewegung in Längsrichtung der Profilelemente (10) wenigstens abschnittsweise formschlüssig miteinander verbindbar sind.
Energiespeichergefäß (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte Profilelemente (10) derart formschlüssig miteinander verbindbar sind, dass diese nach Inkontaktbringen in ihrer Endposition selbstsichernd durch Hinderschnitt 25 und/oder Verzahnung gegen Verschiebung in Querrichtung festgelegt sind.
Energiespeichergefäß (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilelemente (10) des Rahmens an ihren stirnseitigen Enden (7) formschlüssig miteinander verbunden sind.
Energiespeichergefäß (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilelemente (10) des Rahmens (3) und/oder der Bodenplatte (2) zusätzlich wenigstens abschnittsweise klebetechnisch verbunden sind.
Energiespeichergefäß (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (8) und die Bodenplatte (2) mit dem Rahmen (3) bzw. mit den Seitenwänden (4, 5, 6) luftdicht verbunden sind.
Energiespeichergefäß (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilelemente (10) aus einer stranggepressten Aluminium- oder einer Magnesiumknetlegierung bestehen.
Energiespeichergefäß (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer der Seitenwände (4, 5, 6) und/oder der Bodenplatte (2) und/oder der Abdeckung (8) Mittel zur Durchführung von Anschlussleitungen oder Klimatisierungsleitungen vorgesehen sind.
Kraftfahrzeug (22) mit Elektro- oder Hybridantrieb, umfassend wenigstens ein Energiespeichergefäß (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, sowie einen Zwischenboden (24) und einen Unterboden (23), wobei der Zwischenboden (24) und der Unterboden (23) sich wenigstens abschnittsweise unterhalb einer Fahrgastzelle (25) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (8) des Energiespeichergefäßes (1) durch einen Teil des Zwischenbodens (24) gebildet wird.