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Die Erfindung betrifft eine Energiespeicheranordnung, umfassend mehrere gegeneinander verspannte und/oder miteinander verpresste elektrische Energiespeicher, welche in einer Aufnahmevorrichtung aufgenommen sind.
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Derartige Aufnahmevorrichtungen sind bekannt und dienen der Aufnahme respektive Lagerung von modul- oder stapelartig angeordneten, in jeweiligen Energiespeichergehäusen aufgenommenen elektrischen Energiespeichern bzw. elektrischen Energiespeicherzellen. Hierfür weisen entsprechende Aufnahmevorrichtungen typischerweise einen einen Energiespeicheraufnahmeraum zur Aufnahme der Energiespeicher begrenzenden Aufnahmerahmen auf.
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Entsprechende Energiespeicher werden üblicherweise vor dem Einsetzen in einen durch einen Aufnahmerahmen begrenzten Energiespeicheraufnahmeraum gegeneinander verspannt bzw. miteinander verpresst und erst in dem gegeneinander verspannten bzw. miteinander verpressten Zustand in den Energiespeicheraufnahmeraum eingesetzt.
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Entsprechende Aufnahmerahmen müssen sonach derart mechanisch stabil ausgeführt sein, dass sie den von den gegeneinander verspannten bzw. miteinander verpressten Energiespeichern ausgeübten Kräften standhalten. Insbesondere müssen die Aufnahmerahmen derart mechanisch stabil ausgeführt sein, dass sie den während des Betriebs von den geladenen Energiespeichern ausgeübten Kräften, welche üblicherweise höher sind als die von den vor Inbetriebnahme ungeladenen Energiespeichern ausgeübten Kräfte, standhalten.
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Mithin sind gängige Aufnahmerahmen typischerweise massiv und aufgrund der verwendeten Materialien, wobei es sich insbesondere um Leichtmetalle handelt, vergleichsweise schwer. Der Einsatz von Leichtbaumaterialien bzw. -strukturen ist nicht möglich.
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Die Druckschrift
DE 10 2010 020 065 A1 offenbart ein Energiespeichermodul für eine Vorrichtung zur Spannungsversorgung eines Kraftfahrzeugs aus mehreren prismatischen Speicherzellen, die zu mindestens einer Reihe gestapelt hintereinander angeordnet und zwischen zwei Platten über Zuganker verspannt sind.
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Die Druckschrift
DE 10 2011 120 010 A1 offenbart eine Batterie für ein Fahrzeug mit einem Batteriegehäuse, in welchem eine Anzahl elektrisch verschalteter Einzelzellen angeordnet ist. An der Batterie ist ein elastisches Schutzelement angeordnet.
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Die Druckschrift
DE 10 2011 086 300 A1 offenbart eine Trägervorrichtung für elektrische Energiespeicherzellen, die einen hohlen Grundkörper aufweist, in welchem eine Anzahl an schlitzartigen Aufnahmetaschen gebildet ist. Die elastische Trägervorrichtung ist in ein starres Gehäuse einschiebbar.
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Ein Kunststoffformteil zur Aufnahme einer Fahrzeugbatterie ist aus der Druckschrift
US 2011/0036654 A1 bekannt.
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Die Druckschrift
US 2011/0143179 A1 offenbart ein Batteriegehäuse mit einer Schale, in der mehrere Batterien aufgenommen sind. Am äußeren Rand der Schale befindet sich ein zusätzlicher Rahmen.
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Die Druckschrift
US 5 558 949 A offenbart eine Batteriebox mit einer äußeren Box und einem inneren Rahmen.
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Die Druckschrift
DE 10 2011 106 116 A1 betrifft einen Akkublock aus einer Vielzahl einzelner Akkuzellen, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Die Akkuzellen sind durch eine elastische Spannvorrichtung, die aus Spannplatten und einem die Spannplatten verspannenden Zugband besteht, derart fixiert, dass eine handhabbare mechanische Baueinheit gebildet wird.
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An der Außenfläche dieser Baueinheit wird ein Quell-Dichtband angeordnet und die Baueinheit wird anschließend in ein Gehäuse eingesetzt, wonach das Quell-Dichtband quillt, bis es den Einbauspalt ausfüllt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme wenigstens eines elektrischen Energiespeichers anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Energiespeicheranordnung der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Aufnahmevorrichtung wenigstens einen Aufnahmerahmen, welcher einen Energiespeicheraufnahmeraum zur Aufnahme der elektrischen Energiespeicher begrenzt, und wenigstens einen Verstärkungsrahmen, welcher wenigstens einen Aufnahmeraum begrenzt, in welchen der wenigstens eine Aufnahmerahmen passgenau einsetzbar oder eingesetzt ist, aufweist, wobei der Aufnahmerahmen dazu ausgebildet ist, von den ungeladenen Energiespeichern ausgeübten Kräften, die geringer als von den geladenen Energiespeichern ausgeübte Kräfte sind, standzuhalten, aber nicht derart mechanisch stabil ausgeführt ist, dass er den von den geladenen Energiespeichern ausgeübten Kräften standhält, und der Verstärkungsrahmen zur Verstärkung des Aufnahmerahmens gegenüber den von den Energiespeichern ausgeübten Kräften ausgebildet ist.
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Die Aufnahmevorrichtung umfasst neben einem Aufnahmerahmen, welcher in üblicher Weise einen Energiespeicheraufnahmeraum bzw. ein Energiespeicheraufnahmevolumen zur Aufnahme wenigstens eines elektrischen Energiespeichers begrenzt, wenigstens einen wenigstens einen Aufnahmeraum bzw. ein Aufnahmevolumen zur Aufnahme wenigstens eines Aufnahmerahmens begrenzenden Verstärkungsrahmen auf. Der aufnahmerahmenseitige Energiespeicheraufnahmeraum ist in seinen Abmessungen derart bemessen, dass in diesen wenigstens ein Energiespeicher passgenau eingesetzt werden kann.
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Der aufnahmerahmenseitige Energiespeicheraufnahmeraum ist sonach in seinen Abmessungen an die Abmessungen des oder der in diesen einsetzbaren Energiespeicher angepasst. Der verstärkungsrahmenseitige Aufnahmeraum ist in seinen Abmessungen derart bemessen, dass wenigstens ein Aufnahmerahmen passgenau in den verstärkungsrahmenseitigen Aufnahmeraum eingesetzt werden kann. Der verstärkungsrahmenseitige Aufnahmeraum ist sonach in seinen Abmessungen an die Abmessungen wenigstens eines in diesen einsetzbaren Aufnahmerahmens angepasst.
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Der Verstärkungsrahmen kann sonach ein oder mehrere Aufnahmeabteile aufweisen, in welche jeweils wenigstens ein Aufnahmerahmen, insbesondere passgenau, einsetzbar ist.
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Der verstärkungsrahmenseitige Aufnahmeraum begrenzt sonach ein Volumen, welches dem Volumen des Aufnahmerahmens (im Wesentlichen) entspricht. Hierunter ist auch zu verstehen, dass das durch den verstärkungsrahmenseitigen Aufnahmeraum begrenzte Volumen um ein bestimmtes Maß kleiner als das Volumen des oder eines in diesen einsetzbaren oder eingesetzten Aufnahmerahmens ist, so dass der Aufnahmerahmen nur unter Aufbringung einer gewissen Kraft, insbesondere Druck- oder Presskraft, in den verstärkungsrahmenseitigen Aufnahmeraum einsetzbar ist. In diesem Fall ist der Aufnahmerahmen in dem verstärkungsrahmenseitigen Aufnahmeraum mit einem Presssitz anordbar bzw. angeordnet.
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Im in den verstärkungsrahmenseitigen Aufnahmeraum eingesetzten Zustand des Aufnahmerahmens umgibt bzw. umschließt der Verstärkungsrahmen den Aufnahmerahmen sonach an dessen Außenflächen. Die den verstärkungsrahmenseitigen Aufnahmeraum begrenzenden Flächen bzw. Wandungen des Verstärkungsrahmens liegen in diesem Zustand sonach unmittelbar kontaktierend an den Außenflächen des Aufnahmerahmens an. Unter den Außenflächen des Aufnahmerahmens sind die freiliegenden Flächen bzw. Wandungen des Aufnahmerahmens zu verstehen, welche dem aufnahmerahmenseitigen Energiespeicheraufnahmeraum abgewandt sind. Entsprechend können die den Energiespeicheraufnahmeraum begrenzenden Flächen bzw. Wandungen des Aufnahmerahmens als Innenflächen aufgefasst bzw. bezeichnet werden.
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Der Verstärkungsrahmen dient zur Verstärkung des Aufnahmerahmens, um die mechanische Stabilität der Aufnahmevorrichtung gegenüber den über entsprechende gegeneinander verspannte bzw. miteinander verpresste Energiespeicher ausgeübten Kräften, insbesondere Druckkräften, zu gewährleisten bzw. bedarfsweise gezielt zu erhöhen.
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Der oder ein entsprechender Aufnahmerahmen muss in seinen mechanischen Eigenschaften sonach nicht zwingend derart mechanisch stabil ausgeführt sein, dass er den während des Betriebs der in diesen aufgenommenen Energiespeicher von diesen ausgeübten Kräften, insbesondere Druckkräften, standhält. Bekanntermaßen sind die von entsprechenden in Betrieb genommenen, d. h. insbesondere geladenen, Energiespeichern ausgeübten Kräfte höher als die von ungeladenen Energiespeichern, vor deren Inbetriebnahme ausgeübten Kräfte. Es genügt also, den Aufnahmerahmen derart mechanisch stabil auszuführen, dass er den vor Inbetriebnahme der in diesen aufgenommenen Energiespeicher von diesen ausgeübten Kräften, insbesondere Druckkräften, welche regelmäßig geringer als die während der Inbetriebnahme von diesen ausgeübten Kräfte sind, standhält. Der Aufnahmerahmen kann daher im Vergleich zu herkömmlichen Aufnahmerahmen weniger massiv und weniger schwer ausgeführt werden. Hierdurch ist die Verwendung von Leichtbaumaterialien bzw. -strukturen zur Ausbildung des Aufnahmerahmens eröffnet.
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Gleichermaßen ist die Möglichkeit gegeben, im Rahmen einer Vormontage eine vormontierte Baugruppe, welche aus einem oder mehreren in einen Aufnahmerahmen eingesetzten Energiespeichern besteht, auszubilden. Eine dementsprechend vormontierte Baugruppe kann im Weiteren in einen verstärkungsrahmenseitigen Aufnahmeraum eingesetzt werden.
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Es ist möglich, dass dem Verstärkungsrahmen wenigstens ein weiteres Verstärkungsrahmenelement zugehörig ist, welches den verstärkungsrahmenseitigen Aufnahmeraum nicht unmittelbar begrenzt. Das oder die weiteren Verstärkungsrahmenelemente umgeben den verstärkungsrahmenseitigen Aufnahmerahmen sonach mittelbar. Der Aufnahmerahmen kann sonach von einem in mehreren Ebenen bzw. Lagen angeordneten Verstärkungsrahmenelementen und sonach in mehreren Ebenen bzw. Lagen ausgebildeten Verstärkungsrahmen umgeben sein. Im in den verstärkungsrahmenseitigen Aufnahmeraum eingesetzten Zustand des Aufnahmerahmens liegen weiter innen angeordnete Verstärkungsrahmenelemente unmittelbar an den Außenflächen des Aufnahmerahmens an, weiter außen angeordnete Verstärkungsrahmenelemente liegen an den weiter innen angeordneten Verstärkungsrahmenelementen an bzw. sind mit diesen weiter innen liegenden Verstärkungsrahmenelementen verbunden. Die weiter außen liegenden Verstärkungsrahmenelemente können lösbar oder unlösbar mit den weiter innen liegenden, den verstärkungsrahmenseitigen Aufnahmeraum unmittelbar begrenzenden Verstärkungsrahmenelementen verbindbar bzw. verbunden sein.
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Sofern mehrere, den Verstärkungsrahmen bildende bzw. dem Verstärkungsrahmen zugehörige Verstärkungsrahmenelemente vorgesehen sind, können diese in ihrer Materialität und/oder ihren geometrischen Abmessungen bzw. ihrer Form gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein.
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Im Rahmen der Erfindung handelt es sich bei einem Energiespeicher um eine oder mehrere modul- oder stapelartig oder gewickelt zusammengefasste Energiespeicherzelle(n). Die Energiespeicherzellen basieren beispielsweise auf Lithium bzw. einer Lithiumverbindung. Der oder die Energiespeicher sind in einem Energiespeichergehäuse aufgenommen. Entsprechende in einem Energiespeichergehäuse aufgenommene Energiespeicher können wiederum modul- oder stapelartig oder gewickelt zusammengefasst sein. Ein entsprechender Energiespeicher kann eine prismatische, d. h. im Wesentlichen quaderförmige, oder zylindrische Gestalt aufweisen.
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Es ist möglich, dass der wenigstens eine Aufnahmerahmen aus einem Aufnahmerahmenelement gebildet ist oder ein Aufnahmerahmenelement umfasst, welches derart ausgebildet ist, dass es den Energiespeicheraufnahmeraum begrenzt, oder aus mehreren Aufnahmerahmenelementen gebildet ist, welche derart angeordnet sind, dass sie den Energiespeicheraufnahmeraum gemeinsam begrenzen. Der Aufnahmerahmen kann sonach ein- oder mehrteilig ausgeführt sein. Die einteilige Ausführungsform sieht ein einziges, den Energiespeicheraufnahmeraum begrenzendes Aufnahmerahmenelement vor. Die mehrteilige Ausführungsform sieht mehrere, den Energiespeicheraufnahmeraum gemeinsam begrenzende Aufnahmerahmenelemente vor. Die mehreren Aufnahmerahmenelemente sind sonach derart angeordnet bzw. derart miteinander verbunden, dass diese den Energiespeicheraufnahmeraum begrenzen.
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Insbesondere ist es für den Fall mehrerer Aufnahmerahmenelemente möglich, dass diese einen Energiespeicheraufnahmeraum mit einer viereckigen, insbesondere einer rechteckigen, Grundform bilden, wobei wenigstens zwei erste Aufnahmerahmenelemente jeweilige Stirnseiten des Aufnahmerahmens bilden und wenigstens zwei zweite Aufnahmerahmenelemente jeweilige Längsseiten des Aufnahmerahmens bilden. Unter der Grundform des Aufnahmerahmens ist die durch dessen Außenfläche begrenzte Form zu verstehen. Der Aufnahmerahmen hat in dieser Ausführungsform sonach eine würfel- oder quaderförmige Gestalt.
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Sofern der Aufnahmerahmen aus mehreren miteinander verbundenen Aufnahmerahmenelementen gebildet ist bzw. mehrere miteinander verbundene Aufnahmerahmenelemente umfasst, können diese miteinander form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden sein. Es ist also möglich, dass die oder ein Teil der Aufnahmerahmenelemente mit Formschlusselementen, wie z. B. Rast- und/oder Schnappelementen, versehen sind, über welche sich eine formschlüssige Verbindung ausbilden lässt. Alternativ oder ergänzend, können die oder kann ein Teil der Aufnahmerahmenelemente miteinander über Kraftschlusselemente, wie z. B. Schrauben, über welche sich eine kraftschlüssige Verbindung ausbilden lässt, verbunden sein. Alternativ oder ergänzend können die oder kann ein Teil der Aufnahmerahmenelemente, z. B. durch Klebe- und/oder Schweißverbindungen, stoffschlüssig miteinander verbunden sein. In jedem Fall ist eine hinreichend stabile Verbindung der Aufnahmerahmenelemente vorzusehen, welche insbesondere den vor Inbetriebnahme ungeladener Energiespeicher von diesen ausgeübten Kräften standhält.
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Auch der Verstärkungsrahmen kann aus einem Verstärkungsrahmenelement gebildet sein oder ein Verstärkungsrahmenelement umfassen, welches derart ausgebildet ist, dass es den Aufnahmeraum zur Aufnahme des wenigstens einen Aufnahmerahmens begrenzt. Alternativ kann auch der Verstärkungsrahmen aus mehreren Verstärkungsrahmenelementen gebildet sein, welche derart angeordnet sind, dass sie den Aufnahmeraum zur Aufnahme des wenigstens einen Aufnahmerahmens gemeinsam begrenzen. Der Verstärkungsrahmen kann sonach ebenso ein- oder mehrteilig ausgeführt sein. Die einteilige Ausführungsform sieht ein einziges, den verstärkungsrahmenseitigen Aufnahmeraum begrenzendes Aufnahmerahmenelement vor. Die mehrteilige Ausführungsform sieht mehrere, den verstärkungsrahmenseitigen Aufnahmeraum gemeinsam begrenzende Verstärkungsrahmenelemente vor. Die mehreren Verstärkungsrahmenelemente sind sonach derart angeordnet bzw. derart miteinander verbunden, dass diese den verstärkungsrahmenseitigen Aufnahmeraum begrenzen.
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Insbesondere ist es auch für den Fall mehrerer Verstärkungsrahmenelemente möglich, dass diese einen Verstärkungsrahmen mit einer viereckigen, insbesondere einer rechteckigen, Grundform bilden, wobei wenigstens zwei erste Verstärkungsrahmenelemente jeweilige Stirnseiten des Verstärkungsrahmens bilden und wenigstens zwei zweite Verstärkungsrahmenelemente jeweilige Längsseiten des Verstärkungsrahmens bilden. Unter der Grundform des Verstärkungsrahmens ist die durch dessen Außenfläche begrenzte Form zu verstehen. Der Verstärkungsrahmen hat in dieser Ausführungsform sonach eine würfel- oder quaderförmige Gestalt.
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Sofern der Verstärkungsrahmen aus mehreren miteinander verbundenen Verstärkungsrahmenelementen gebildet ist bzw. mehrere miteinander verbundene Verstärkungsrahmenelemente umfasst, können diese miteinander form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden sein. Es ist also möglich, dass die oder ein Teil der Verstärkungsrahmenelemente mit Formschlusselementen, wie z. B. Rast- und/oder Schnappelementen, versehen sind, über welche sich eine formschlüssige Verbindung ausbilden lässt. Alternativ oder ergänzend, können die oder ein kann Teil der Verstärkungsrahmenelemente miteinander über Kraftschlusselemente, wie z. B. Schrauben, über welche sich eine kraftschlüssige Verbindung ausbilden lässt, verbunden sein. Alternativ oder ergänzend können die oder kann ein Teil der Verstärkungsrahmenelemente, z. B. durch Klebe- und/oder Schweißverbindungen, stoffschlüssig miteinander verbunden sein. In jedem Fall ist eine hinreichend stabile Verbindung der Verstärkungsrahmenelemente vorzusehen, welche insbesondere den während des Betriebs der geladenen Energiespeicher von diesen ausgeübten Kräften standhält.
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Mithin ist es möglich, dass der Verstärkungsrahmen aus einem im Vergleich zu dem Aufnahmerahmen, insbesondere gegenüber Druck- und/oder Zugbeanspruchungen, mechanisch stabileren Material gebildet ist. Dies ist deshalb möglich, da es das erfindungsgemäße Prinzip erlaubt, dass der Aufnahmerahmen, wie erwähnt, in seinen mechanischen Eigenschaften nicht zwingend derart mechanisch stabil ausgeführt sein muss, dass er den während des Betriebs der in diesen aufgenommenen Energiespeicher von diesen ausgeübten Kräften, insbesondere Druckkräften, standhält. Es genügt, den Aufnahmerahmen in einen durch ein oder mehrere Verstärkungsrahmenelemente gebildeten Verstärkungsrahmen einzusetzen, welcher Verstärkungsrahmen derart stabil ausgeführt ist, dass er den während des Betriebs der Energiespeicher von diesen ausgeübten Kräften standhält.
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Um eine hinreichende mechanische Stabilität des wenigstens einen Aufnahmerahmens bzw. des Verstärkungsrahmens zu gewährleisten, kann es vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Aufnahmerahmen und/oder der wenigstens eine Verstärkungsrahmen aus einem mit Verstärkungsfasern versehenen Faserverbundmaterial gebildet ist. In Abhängigkeit der konkreten Materialzusammensetzung des Faserverbundmaterials, d. h. insbesondere der Art, Länge, Konzentration und Anordnung der Verstärkungsfasern sowie der Art eines die Verstärkungsfasern aufnehmenden Matrix bildenden Matrixmaterials, können für die erfindungsgemäß vorgesehenen Belange Faserverbundmaterialien mit einem maßgeschneiderten mechanischen Eigenschaftsspektrum realisiert werden.
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Das Faserverbundmaterial ist bevorzugt aus anorganischen und/oder organischen Verstärkungsfasern, insbesondere Glas- und/oder Kohlefasern, in einer aus einem duroplastischen oder thermoplastischen Kunststoffmaterial gebildeten Matrix gebildet. Ein entsprechendes duroplastisches Kunststoffmaterial kann ein duroplastisch aushärtbares Harzmaterial, wie z. B. ein Phenolharz, sein. Ein entsprechendes thermoplastisches Kunststoffmaterial kann z. B. auf einem Polyolefin, wie PE oder PP, oder ABS basieren. Mithin ist insbesondere auch der Einsatz so genannter thermoplastischer „Organobleche“ zur Ausbildung eines Aufnahmerahmens bzw. eines Verstärkungsrahmenelements denkbar. Die Verwendung entsprechender auf Kunststoffmaterialien basierender Faserverbundmaterialien ist auf aufgrund deren elektrisch isolierenden wie auch gegenüber korrosiven Medien hoch beständigen Eigenschaften von Vorteil. In Ausnahmefällen kann der Aufnahmerahmen bzw. der Verstärkungsrahmen jedoch zumindest abschnittsweise auch aus einem anderen Werkstoff, wie z. B. einem Metall, insbesondere einem Leichtmetall, gebildet sein.
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Die Erfindung betrifft, wie obig erläutert, eine Energiespeicheranordnung, umfassend wenigstens einen elektrischen Energiespeicher, welcher in einer wie vorstehend beschriebenen Aufnahmevorrichtung aufgenommen ist.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug, welches wenigstens eine entsprechende Energiespeicheranordnung umfasst.
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Bezüglich der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung wie auch bezüglich des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs gelten sämtliche Ausführungen bezüglich der erläuterten Aufnahmevorrichtung analog.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigt:
- 1 eine Prinzipdarstellung eines einer Aufnahmevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zugehörigen Aufnahmerahmens;
- 2, 3 je eine Prinzipdarstellung eines einer Aufnahmevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zugehörigen Verstärkungsrahmens; und
- 4 eine Prinzipdarstellung einer Aufnahmevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines einer Aufnahmevorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zugehörigen Aufnahmerahmens 2. Die in 1 gezeigte Darstellung ist eine Aufsicht.
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Der Aufnahmerahmen 2 ist aus mehreren länglichen Aufnahmerahmenelementen 2a, 2b gebildet. Der Aufnahmerahmen 2 weist eine rechteckige Grundform und sonach eine quaderförmige Gestalt auf. Die im Vergleich kürzeren Aufnahmerahmenelemente 2a bilden jeweilige Stirnseiten des Aufnahmerahmens 2, die im Vergleich längeren Aufnahmerahmenelemente 2b bilden jeweilige Längsseiten des Aufnahmerahmens 2. Die Außenabmessungen des Aufnahmerahmens 2 sind mit b für dessen Breite und I für dessen Länge gekennzeichnet.
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Die Aufnahmerahmenelemente 2a, 2b sind jeweils aus einem Faserverbundmaterial in Form eines Faserverbundkunststoffs, kurz FKV, bestehend aus in einer duroplastischen oder thermoplastischen Matrix verteilten Glasfasern, gebildet. Die Aufnahmerahmenelemente 2a, 2b sind derart angeordnet bzw. derart, z. B. durch Verkleben, stoffschlüssig miteinander verbunden, dass sie einen quaderförmigen Energiespeicheraufnahmeraum 3 begrenzen.
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In den Energiespeicheraufnahmeraum 3 können gegeneinander verspannte bzw. miteinander verpresste, prismatische elektrische Energiespeicher 4 eingesetzt werden. Bei den elektrischen Energiespeichern 4 kann es sich z. B. um auf Lithium basierende Energiespeicherzellen handeln. Die den jeweiligen Energiespeichern 4 zugehörigen elektrischen Anschlussmittel (Zellpole) sind mit 4a und 4b gekennzeichnet.
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Die in dem Energiespeicheraufnahmeraum 3 befindlichen Energiespeicher 4 üben eine gewisse Kraft F1, insbesondere Druckkraft, gegen die Aufnahmerahmenelemente 2a, 2b aus. Die Kraft F1 ist diejenige Kraft, die die Energiespeicher 4 in ihrem nicht geladenen Zustand, d. h. insbesondere vor deren Inbetriebnahme, gegen die Aufnahmerahmenelemente 2a, 2b ausübt. Der Aufnahmerahmen 2 ist sonach insbesondere derart mechanisch stabil ausgeführt, dass er den vor Inbetriebnahme der ungeladenen Energiespeicher 4 von diesen ausgeübten Kräften F1, insbesondere Druckkräften, welche regelmäßig geringer als die von den im Betrieb geladenen Energiespeichern 4 ausgeübten Kräfte F2 (vgl. 4) sind, standhält. Der Aufnahmerahmen 2 ist in seinen mechanischen Eigenschaften sonach nicht zwingend derart mechanisch stabil auszuführen, dass er den während des Betriebs der Energiespeicher 4 von diesen ausgeübten Kräften F2, insbesondere Druckkräften, standhält.
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Es ist möglich, dass die in 1 gezeigte oder eine dieser entsprechende Anordnung aus in dem Aufnahmerahmen 2 aufgenommenen Energiespeichern 4 eine vormontierte Baugruppe bildet.
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2 zeigt eine Prinzipdarstellung eines einer Aufnahmevorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zugehörigen Verstärkungsrahmens 5. Auch die in 2 gezeigte Darstellung ist eine Aufsicht.
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Der Verstärkungsrahmen 5 ist aus mehreren länglichen Verstärkungsrahmenelementen 5a, 5b gebildet. Der Verstärkungsrahmen 5 weist ebenso eine rechteckige Grundform und sonach eine quaderförmige Gestalt auf. Die im Vergleich kürzeren Verstärkungsrahmenelemente 5a bilden jeweilige Stirnseiten des Verstärkungsrahmens 5, die im Vergleich längeren Verstärkungsrahmenelemente 5b bilden jeweilige Längsseiten des Verstärkungsrahmens 5. Die Außenabmessungen des Verstärkungsrahmens 5 sind mit b + x für dessen Breite und I + x für dessen Länge gekennzeichnet. Die Außenabmessungen des Verstärkungsrahmens 5 sind sonach in Breiten- und Längenrichtung um das Aufmass x größer als die Außenabmessungen des Aufnahmerahmens 2.
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Die Verstärkungsrahmenelemente 5a, 5b sind ebenso jeweils aus einem Faserverbundmaterial in Form eines Faserverbundkunststoffs, kurz FKV, bestehend aus in einer duroplastischen oder thermoplastischen Matrix verteilten Glasfasern, gebildet. Der die Verstärkungsrahmenelemente 5a, 5b bildende Faserverbundkunststoff weist im Vergleich zu dem die Aufnahmerahmenelemente 2a, 2b bildenden Faserverbundkunststoff, insbesondere gegenüber Druck- und Zugbeanspruchungen, bessere mechanischen Eigenschaften auf. Der Verstärkungsrahmen 5 ist insbesondere derart mechanisch stabil ausgeführt, dass er den von den im Betrieb geladenen Energiespeichern 4 ausgeübten Kräften F2, insbesondere Druckkräften, standhält.
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Die Verstärkungsrahmenelemente 5a, 5b sind derart angeordnet bzw. derart, z. B. durch Verkleben, stoffschlüssig miteinander verbunden, dass sie einen quaderförmigen Aufnahmeraum 6 begrenzen. Die Abmessungen des Aufnahmeraums 6 entsprechen den Außenabmessungen des Aufnahmerahmens 2, d. h. der Aufnahmerahmen 2 ist in den verstärkungsrahmenseitigen Aufnahmeraum 6 passgenau einsetzbar. Der verstärkungsrahmenseitige Aufnahmeraum 6 ist Teil eines verstärkungsrahmenseitigen Aufnahmeabteils, da in diesen ein Aufnahmerahmen 2 einsetzbar ist.
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Dadurch, dass der Verstärkungsrahmen 5, wie beschrieben, mechanisch stabiler als der Aufnahmerahmen 2 ausgeführt ist, nimmt der Verstärkungsrahmen 5 die im Betrieb der geladenen Energiespeicher 4 von diesen ausgeübten Kräfte F2, insbesondere Druckkräfte, auf, wenn der Aufnahmerahmen 2 in den hierfür vorgesehenen verstärkungsrahmenseitigen Aufnahmeraum 6 eingesetzt ist.
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3 zeigt eine Prinzipdarstellung eines einer Aufnahmevorrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zugehörigen Verstärkungsrahmens 5. Auch die in 3 gezeigte Darstellung ist eine Aufsicht.
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Im Unterschied zu dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Verstärkungsrahmen 5 hier nicht nur einen zur Aufnahme eines entsprechenden Aufnahmerahmens 2 vorgesehenen Aufnahmeraum 6, sondern zwei entsprechende Aufnahmeräume 6 auf. Der Verstärkungsrahmen 5 umfasst sonach zwei Aufnahmeabteile, welche jeweils einen entsprechenden Aufnahmeraum 6 begrenzen, in welchen ein Aufnahmerahmen 2 passgenau einsetzbar ist.
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Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität des Verstärkungsrahmens 5, insbesondere gegenüber den von den im Betrieb geladenen Energiespeichern 4 ausgeübten Kräften F2, insbesondere Druckkräften, ist an den Stirnseiten, d. h. links und rechts, jeweils ein zusätzliches Verstärkungsrahmenelement 5c angebunden. Eine zusätzliche Anbindung eines oder mehrerer entsprechender Verstärkungsrahmenelemente könnte selbstverständlich auch im Bereich der Längsseiten des Verstärkungsrahmens 5 vorgesehen sein.
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Anhand der in 4 gezeigten Prinzipdarstellung einer Aufnahmevorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schließlich zu erkennen, wie entsprechende aus einem Aufnahmerahmen 2 mit darin aufgenommenen Energiespeichern 4 gebildete vormontierte Baugruppen passgenau in den jeweiligen verstärkungsrahmenseitigen Aufnahmeabteilen bzw. Aufnahmeräumen 6 eingesetzt sind.
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Die in den Fig. gezeigte Aufnahmevorrichtung 1 ist insbesondere Teil einer mehrere Energiespeicher 4 aufweisenden Energiespeicheranordnung, welche in einem Kraftfahrzeug zum Zwecke der Versorgung kraftfahrzeugseitiger Verbraucher mit elektrischer Energie verbaut werden kann.
