DE102013105886A1

DE102013105886A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einbau einer Batterie in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102013105886A1
Application number: DE102013105886.8A
Authority: DE
Inventors: Alexander Steiniger; Andreas Mattes
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2014-12-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einbau einer Batterie (B) in ein Fahrzeug, wobei die Batterie (B) in ein tragendes Bauteil (7) der Fahrzeug-Struktur eingesetzt wird, wobei – die Batterie (B) auf einem Montagetisch (1) positioniert wird; – das tragende Bauteil (7) der Fahrzeug-Struktur mittels eines verfahrbaren Montageträgers (6) in Bezug auf die Einbauposition der Batterie (B) über dem Montagetisch (1) in Position gebracht wird; – das tragende Bauteil (7) auf teleskopisch ausfahrbaren Bauelementen (5) in Bezug auf die Batterie (B) bis zu deren Einbauposition abgesenkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbau einer Batterie in ein Fahrzeug, wobei die Batterie in ein tragendes Bauteil der Fahrzeug-Struktur eingesetzt wird.
Zur Versorgung der Elektromotoren bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen sind Energiespeicher in Form von wiederaufladbaren Fahrzeugbatterien, sogenannte Hochvolt-Batterien vorgesehen. Der schnelle und positionsgerechte Einbau dieser mehrere duzende bis zu mehreren hundert Kilo schweren Batterien stellt eine besondere Herausforderung im Fertigungsprozess von Fahrzeugen dar, die ganz oder teilweise elektrisch angetrieben werden.
Aus der DE 10 2009 033 235 A1 ist eine Wechselstation zum Austausch eine entladenen gegen eine aufgeladene Batterie bekannt geworden. Dazu wird das Fahrzeug in Bezug auf eine Austauschstation positioniert. Die Batterie wird dann von der Unterseite des Fahrzeugs her induktiv aufgeladen oder ausgetauscht.
Eine ähnliche Austauschstation ist aus der WO 2012/032242 A1 bekannt. Ebenso zeigt die WO 2010/070642 A1 eine Austauschvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie, bei der das Fahrzeug insgesamt auf einer Art Hebebühne angehoben wird; die Batterie wird dann von unten mit einer Hubeinrichtung zugeführt.
Aus der JP 2010-137700 A ist eine weitere Montagehilfsvorrichtung für eine schwergewichtige Fahrzeugbatterie bekannt. Dabei steht der Ausgleich von durch das Batteriegewicht hervorgerufener Deformation an der Einbauvorrichtung im Vordergrund.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine die Montageabläufe nicht verzögernde, eine exakte Positionierung gewährleistende Lösung für den Einbau einer Batterie in einem Fahrzeug anzubieten.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Batterie zunächst auf einem Montagetisch positioniert wird; das die Batterie aufnehmende tragende Bauteil der Fahrzeug-Struktur wird mittels eines verfahrbaren Montageträgers in Bezug auf die Einbauposition der Batterie über dem die Batterie tragenden Montagetisch in Position gebracht und dort auf Teleskope abgesetzt. Nach dem Absetzen des tragenden Bauteils auf Teleskope wird das tragende Bauteil mittels dieser Teleskope in Bezug auf die Batterie bis zur Einbauposition abgesenkt.
In dieser Position können die mechanischen und elektrischen Verbindungen der Batterie mit dem Fahrzeug-Bauteil bzw. mit dem Fahrzeug selbst vormontiert bzw. montiert werden.
Eine alternative Lösung ist darin zu sehen, dass der Montagetisch nach dem exakten Positionieren der Batterie in eine Montageposition zum mechanischen und elektrischen Verbinden der Batterie mit dem Fahrzeug-Bauteil bzw. mit dem Fahrzeug verfahren, z.B. angehoben wird.
Das vorstehend geschilderte Verfahren nach der Erfindung kann vorzugsweise auf einer Vorrichtung mit einem die Batterie in Montageposition tragenden Montagetisch, der als Scherenhubtisch mit teleskopisch ausfahrbaren Zylindern zur Aufnahme des tragenden Fahrzeug-Bauteils in Einsetzposition zur Batterie (ausgeführt ist-? – Satz geht nicht auf) ausgeübt werden. Dabei können die teleskopartig ausfahrbaren Zylinder Hydraulik- oder Pneumatik-Zylinder sein.
Der Gegenstand der Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Darstellungen in der Zeichnung in seinen Einzelheiten und Merkmalen näher erläutert.
Es zeigt:
1 ein Montagetisch nach der Erfindung mit aufgesetzter HV-Batterie;
2 den Montagetisch nach 1 und den Montageträger für das Fahrzeug-Bauteil;
3 den Montagetisch nach 1 mit dem in seine Richtung verfahrbaren Montageträger;
4 das auf die Teleskope des Montagetisches aufgesetzte tragende Bauteil;
5 den Absenkvorgang mittels der Teleskop-Zylinder für das tragende Fahrzeug-Bauteil;
6 Batterie und tragendes Fahrzeug-Bauteil in Einbauposition abgesetzt auf dem Montagetisch;
7 einen als Scherenhubtisch ausgeführten Montagetisch nach der Erfindung; und
8 den Montagetisch mit ausgefahrenen Teleskop-Zylindern, aufgesetztem Fahrzeug-Bauteil und eingebauter HV-Batterie.
In 1 ist mit 1 ein Montagetisch für eine Hochvolt-Batterie B schematisch dargestellt. Der Montagetisch kann als verfahrbare Montageeinheit ausgeführt sein; er kann auch Teil einer Montage-Strasse für ein Fahrzeug bilden. Der Montagetisch 1 besteht aus einer Grundplatte 2 und einer in Bezug auf die Grundplatte 2 verfahrbaren Montageplatte 3. Die Verfahrbarkeit der Montageplatte 3 kann über eine oder mehrere Scheren 4 parallel zur Grundplatte 2 in der Höhe verfahren werden. Auf der Grundplatte 2 sind teleskopisch ausfahrbare Zylinder 5 angeordnet.
2 zeigt den Montagetisch 1 mit der zum Einbau in Einbauposition auf ihm positionierten Batterie B und den ausgefahrenen Teleskop-Zylindern 5. An einem Montageträger 6, der in Bezug auf den Montagetisch 1 verfahrbar ist und der ebenfalls Teil einer Montage-Station sein kann, ist ein tragendes Bauteil der Fahrzeug-Struktur, z.B. ein Monocoque 7 befestigt, in das die Batterie B eingebaut werden soll.
In 3 sind der Montagetisch 1 und der Montageträger 6 zur Verdeutlichung des Verfahrensablaufs näher in Bezug aufeinander positioniert als in 2 dargestellt.
4 zeigt das tragende Bauteil 7, abgesetzt auf die Teleskop-Zylinder 5 am Montagetisch 1 in Vorbereitungsposition auf das Einsetzen der Batterie B im Bauteil 7.
Wie 5 zeigt, werden die teleskopartig ausfahrbaren Zylinder 5 und mit ihnen das von ihnen getragene Bauteil 7 abgesenkt in Bezug auf die Montageplatte 3, auf der die Batterie B in Einbauposition angeordnet ist.
6 zeigt das Fahrzeugteil 7 in Endposition mit der in Einbauposition positionierten Batterie B.
Es ist denkbar, dass in dieser Position die Batterie mechanisch, z.B. über seitliche und/oder oben liegende Befestigungspunkte bereits endgültig fixiert werden kann.
Für den Fall, dass in dieser Position die Montagepunkte für die Batterie B schwer zugänglich sein sollten, kann die Montageplatte 3 über die Scheren 4 in Bezug auf die Grundplatte 2 des Montagetisches 1 parallel verfahren werden, so dass tragendes Bauteil 7, Batterie B und die entsprechenden Befestigungspunkte am tragenden Bauteil 7 und an der Batterie B auch von unten leicht zugänglich sind.
Eine völlige Freistellung des tragenden Bauteils 7 bzw. der Batterie B zu deren sicheren Fixierung in Einbauposition ergibt sich dann, wenn, wie in 8 gezeigt, über Teleskop-Zylinder 5 die Baueinheit tragendes Bauteil 7 und Batterie B in eine weitere, in Bezug auf die Grundplatte 2 bzw. die Montageplatte 3 des Montagetisches 1 in eine Distanzposition verfahren wird.
Denkbar ist, dass ist die Teleskop-Zylinder 5 auf der Grundplatte 2 des Montagetisches abgestützt sind; ebenso denkbar ist, dass die Teleskop-Zylinder 5 in die Montageplatte 3 integriert sind; das ist schematisch in 7 angedeutet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009033235 A1 [0003]
WO 2012/032242 A1 [0004]
WO 2010/070642 A1 [0004]
JP 2010-137700 A [0005]

Claims

Verfahren zum Einbau einer Batterie (B) in ein Fahrzeug, wobei die Batterie (B) in ein tragendes Bauteil (7) der Fahrzeug-Struktur eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – die Batterie (B) auf einem Montagetisch (1) positioniert wird; – das tragende Bauteil (7) der Fahrzeug-Struktur mittels eines verfahrbaren Montageträgers (6) in Bezug auf die Einbauposition der Batterie (B) über dem Montagetisch (1) in Position gebracht wird; – das tragende Bauteil (7) auf teleskopisch ausfahrbaren Bauelementen (5) in Bezug auf die Batterie (B) bis zu deren Einbauposition abgesenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagetisch (1) nach dem Positionieren der Batterie (B) in eine Montageposition zum mechanischen und/oder elektrischen Verbinden der Batterie (B) mit dem Fahrzeug-Bauteil (7) verfahren wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagetisch (1) bzw. ein Teil des Montagetisches hochgefahren wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Einsetzen einer Batterie in ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass der die Batterie (B) in Montageposition tragende Montagetisch (1) als Scherenhubtisch mit teleskopisch ausfahrbaren Hubzylindern (5) zum Aufnehmen des tragenden Fahrzeug-Bauteils (7) in Einsetzposition zur Batterie (B) ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die teleskopisch ausfahrbaren Hub-Zylinder (5) hydraulische Hub-Zylinder sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die teleskopisch ausfahrbaren Hub-Zylinder (5) Pneumatik-Zylinder sind.