DE102015012257A1 - Protective device for an electric battery and vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung (6) für eine elektrische Batterie (2), wobei die Batterie (2) zumindest ein elektrisches Speicherelement umfasst und zumindest abschnittsweise von einem Batterierahmen (5) umschlossen ist. Erfindungsgemäß ist der Batterierahmen (5) mit einem Tragrahmen (3) gekoppelt, wobei der Tragrahmen (3) zur Befestigung an einer Fahrzeugstruktur und als Kraftaufnahmeelement ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrzeug (1), umfassend zumindest eine elektrische Batterie (2) und zumindest eine solche Schutzvorrichtung (6) für die elektrische Batterie (2).The invention relates to a protective device (6) for an electric battery (2), wherein the battery (2) comprises at least one electrical storage element and is at least partially enclosed by a battery frame (5). According to the invention, the battery frame (5) is coupled to a support frame (3), wherein the support frame (3) is designed for attachment to a vehicle structure and as a force-receiving element. The invention further relates to a vehicle (1) comprising at least one electric battery (2) and at least one such protective device (6) for the electric battery (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für eine elektrische Batterie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a protective device for an electric battery according to the preamble of claim 1.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrzeug, umfassend zumindest eine elektrische Batterie und zumindest eine solche Schutzvorrichtung für die elektrische Batterie.The invention further relates to a vehicle comprising at least one electric battery and at least one such protective device for the electric battery.

Aus dem Stand der Technik sind allgemein Schutzvorrichtungen für in Fahrzeugen angeordnete elektrische Batterien bekannt.From the state of the art protection devices for vehicle-mounted electric batteries are generally known.

Eine solche Schutzvorrichtung mit einem Batteriemodul für ein Fahrzeug zeigt die DE 10 2013 111 146 A1 . Das Batteriemodul umfasst wenigstens eine Batteriezelle zum Bereitstellen und zum Speichern von elektrischer Energie, einen starren Batterierahmen, in dem die wenigstens eine Batteriezelle aufgenommen ist, und ein Absorptionselement, das an dem Batterierahmen mittels Verbindungsabschnitten festgelegt ist. Dabei ist das Absorptionselement von dem Batterierahmen beabstandet, so dass zwischen dem Absorptionselement und dem Batterierahmen ein Hohlraum gebildet ist.Such a protection device with a battery module for a vehicle shows the DE 10 2013 111 146 A1 , The battery module comprises at least one battery cell for providing and storing electrical energy, a rigid battery frame in which the at least one battery cell is accommodated, and an absorption element fixed to the battery frame by means of connecting portions. In this case, the absorption element is spaced from the battery frame, so that a cavity is formed between the absorption element and the battery frame.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Schutzvorrichtung für eine elektrische Batterie und ein verbessertes Fahrzeug anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved protection device for an electric battery and an improved vehicle.

Hinsichtlich der Schutzvorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Fahrzeugs durch die im Anspruch 4 angegebenen Merkmale gelöst.With regard to the protective device, the object is achieved by the features specified in claim 1 and in terms of the vehicle by the features specified in claim 4.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Schutzvorrichtung für eine elektrische Batterie, welche zumindest ein elektrisches Speicherelement umfasst und zumindest abschnittsweise von einem Batterierahmen umschlossen ist, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass der Batterierahmen mit einem Tragrahmen gekoppelt ist, wobei der Tragrahmen zur Befestigung an einer Fahrzeugstruktur und als Kraftaufnahmeelement ausgebildet ist.The protective device for an electric battery, which comprises at least one electric storage element and is at least partially enclosed by a battery frame, according to the invention is characterized in that the battery frame is coupled to a support frame, wherein the support frame is adapted for attachment to a vehicle structure and as a force receiving element ,

Mittels der Schutzvorrichtung ist es möglich, eine auf eine Umgebung der Batterie einwirkende Kraft zumindest größtenteils mittels des Tragrahmens zu absorbieren und eine Beschädigung der Batterie zu vermeiden oder zumindest zu verringern. Somit ist nach der Krafteinwirkung lediglich ein Austausch des Tragrahmens erforderlich, wobei die Batterie weiterverwendet werden kann.By means of the protective device, it is possible to absorb a force acting on an environment of the battery, at least for the most part by means of the support frame and to avoid damage to the battery or at least reduce it. Thus, after the force action only an exchange of the support frame is required, the battery can be reused.

Bei einer zwischen zwei Seitenschwellern eines Fahrzeugs angeordneten Batterie ist es mittels der Schutzvorrichtung möglich, bei einem Seitenaufprall auf das Fahrzeug erzeugte Aufprallenergie in den Tragrahmen einzuleiten und somit eine Beschädigung der Batterie zu vermeiden oder zumindest zu verringern.In a battery arranged between two side sills of a vehicle, it is possible by means of the protection device to initiate impact energy generated in the event of a side impact on the vehicle into the support frame and thus avoid or at least reduce damage to the battery.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 schematisch eine Draufsicht auf einen Fahrzeugunterboden eines Fahrzeugs während eines seitlichen Pfahlaufpralls, 1 FIG. 2 is a schematic top view of a vehicle underbody of a vehicle during a side pile impact; FIG.

2 schematisch eine Draufsicht auf eine Schutzvorrichtung und eine elektrische Batterie, 2 schematically a plan view of a protective device and an electric battery,

3 schematisch eine perspektivische Ansicht eines Tragrahmens der Schutzvorrichtung gemäß 2 und 3 schematically a perspective view of a support frame of the protective device according to 2 and

4 schematisch eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts des Tragrahmens gemäß 3 und eines Batterierahmens in einem gemeinsamen Kopplungsbereich. 4 schematically a sectional view of a section of the support frame according to 3 and a battery frame in a common coupling region.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

In 1 ist eine Draufsicht auf einen Fahrzeugunterboden 1.1 eines Fahrzeugs 1 während eines so genannten seitlichen Pfahlaufpralls dargestellt. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Schutzvorrichtung 6 und eine elektrische Batterie 2 und 3 eine perspektivische Ansicht eines Tragrahmens 3 der Schutzvorrichtung 6.In 1 is a plan view of a vehicle underbody 1.1 of a vehicle 1 shown during a so-called lateral pile impact. 2 shows a plan view of a protective device 6 and an electric battery 2 and 3 a perspective view of a support frame 3 the protection device 6 ,

Das Fahrzeug 1 ist ein Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug mit einer als Traktionsbatterie und Hochvolt-Batterie ausgebildeten elektrischen Batterie 2 nach dem Stand der Technik, welche am Fahrzeugunterboden 1.1 zwischen zwei Seitenschwellern 1.2, 1.3 einer Fahrzeugkarosserie in einem Tragrahmen 3 angeordnet ist, wobei der Tragrahmen 3 zur Befestigung an den Seitenschwellern 1.2, 1.3 ausgebildet ist. Die Batterie 2 umfasst ein Batteriegehäuse 2.1, welches in nicht näher dargestellter Weise zumindest ein elektrisches Speicherelement aufnimmt.The vehicle 1 is a hybrid vehicle or electric vehicle having an electric battery formed as a traction battery and a high-voltage battery 2 according to the prior art, which on the vehicle underbody 1.1 between two side sills 1.2 . 1.3 a vehicle body in a support frame 3 is arranged, the support frame 3 for attachment to the side sills 1.2 . 1.3 is trained. The battery 2 includes a battery case 2.1 which accommodates at least one electric storage element in a manner not shown.

Um für ein derartig betriebenes Fahrzeug 1 eine große Reichweite mit elektrischem Antrieb zu erzielen, weist die Batterie 2 eine große elektrische Kapazität und daraus folgend große Abmessungen auf. Aus diesem Grund ist ein Abstand zwischen der Batterie 2 und den Seitenschwellern 1.2, 1.3 gering. Insbesondere bei einem Seitenaufprall kann es deshalb durch Intrusion von Objekten 4 in die Fahrzeugkarosserie zu Verformungen und Beschädigungen der Batterie 2 kommen.In order for such a vehicle operated 1 To achieve a long range with electric drive, the battery points 2 a large electrical capacity and consequent large dimensions. Because of this, there is a gap between the battery 2 and the side sills 1.2 . 1.3 low. In particular, in a side impact, it can therefore through intrusion of objects 4 in the vehicle body to deformations and damage to the battery 2 come.

Hierbei kommt es im dargestellten Ausführungsbeispiel zu einer starken Deformation des Seitenschwellers 1.3 und einer diesem zugewandten Seite des Tragrahmens 3.This results in the illustrated embodiment, a strong deformation of the side sill 1.3 and a side of the support frame facing this 3 ,

Um eine Übertragung einer Aufprallenergie vom Seitenschweller 1.3 über den Tragrahmen 3 auf die Batterie 2 und daraus folgend eine Beschädigung der Batterie 2 zu vermeiden oder zumindest zu verringern, ist der Tragrahmen 3 als Kraftaufnahmeelement, auch als Crashprofil bezeichnet, ausgebildet und mit einem Batterierahmen 5 gekoppelt. Dieser Batterierahmen 5 umschließt die Batterie 2 randseitig. Hierdurch wird eine direkte Übertragung von Kräften vom Seitenschweller 1.3 über die Befestigung des Tragrahmens 3 am Seitenschweller 1.3 auf die Batterie 2 verhindert.To transfer an impact energy from the side sill 1.3 over the support frame 3 on the battery 2 and consequent damage to the battery 2 to avoid or at least reduce, is the support frame 3 as a force receiving element, also referred to as a crash profile, formed and with a battery frame 5 coupled. This battery frame 5 encloses the battery 2 edge. This will cause a direct transfer of forces from the side skirts 1.3 about the attachment of the support frame 3 on the side skirts 1.3 on the battery 2 prevented.

In 4 ist eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts des Tragrahmens 3 und des Batterierahmens 5 in einem gemeinsamen Kopplungsbereich dargestellt.In 4 is a sectional view of a section of the support frame 3 and the battery frame 5 represented in a common coupling area.

Der Tragrahmen 3 weist eine derartige Struktur S auf, dass dieser als Crashprofil eine möglichst hohe Kraft bei der Einleitung von Aufprallenergie absorbieren kann.The supporting frame 3 has such a structure S, that this can absorb the highest possible force as a crash profile in the introduction of impact energy.

Die Kopplung des Batterierahmens 5 mit dem Tragrahmen 3 erfolgt mittels mehrerer Schraubverbindungen 7, 8.The coupling of the battery frame 5 with the support frame 3 takes place by means of several screw connections 7 . 8th ,

Auch die Befestigung des Tragrahmens 3 an den Seitenschwellern 1.2, 1.3 erfolgt mittels mehrerer Schraubverbindungen 9.Also the attachment of the support frame 3 on the side sills 1.2 . 1.3 takes place by means of several screw connections 9 ,

Die Schraubverbindungen 7 bis 9 ermöglichen dabei einerseits eine einfache Montage der Batterie 2 und der Schutzvorrichtung 6 am Fahrzeug 1 und andererseits einen einfachen Austausch des Tragrahmens 3 nach einer Verformung desselben.The screw connections 7 to 9 allow on the one hand a simple installation of the battery 2 and the protection device 6 at the vehicle 1 and on the other hand a simple replacement of the support frame 3 after a deformation of the same.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Fahrzeugvehicle
1.11.1
FahrzeugunterbodenVehicle underbody
1.21.2
Seitenschwellerside skirts
1.31.3
Seitenschwellerside skirts
22
Batteriebattery
2.12.1
Batteriegehäusebattery case
33
Tragrahmensupporting frame
44
Objektobject
55
BatterierahmenBatterierahmen
66
Schutzvorrichtungguard
77
Schraubverbindungscrew
88th
Schraubverbindungscrew
99
Schraubverbindungscrew
SS
Strukturstructure

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102013111146 A1 [0004] DE 102013111146 A1 [0004]

Claims (5)

Schutzvorrichtung (6) für eine elektrische Batterie (2), – wobei die Batterie (2) zumindest ein elektrisches Speicherelement umfasst und – zumindest abschnittsweise von einem Batterierahmen (5) umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass – der Batterierahmen (5) mit einem Tragrahmen (3) gekoppelt ist, – wobei der Tragrahmen (3) zur Befestigung an einer Fahrzeugstruktur und als Kraftaufnahmeelement ausgebildet ist.Protection device ( 6 ) for an electric battery ( 2 ), - the battery ( 2 ) comprises at least one electrical storage element and - at least in sections of a battery frame ( 5 ), characterized in that - the battery frame ( 5 ) with a support frame ( 3 ), the support frame ( 3 ) is designed for attachment to a vehicle structure and as a force receiving element. Schutzvorrichtung (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung des Batterierahmens (5) mit dem Tragrahmen (3) mittels zumindest einer Schraubverbindung (7, 8) erfolgt.Protection device ( 6 ) according to claim 1, characterized in that the coupling of the battery frame ( 5 ) with the support frame ( 3 ) by means of at least one screw connection ( 7 . 8th ) he follows. Schutzvorrichtung (6) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen (3) zu einer Verschraubung mit der Fahrzeugstruktur ausgebildet ist.Protection device ( 6 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the supporting frame ( 3 ) is formed to a screw with the vehicle structure. Fahrzeug (1), umfassend zumindest eine elektrische Batterie (2) und zumindest eine Schutzvorrichtung (6) für die elektrische Batterie (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Vehicle ( 1 ) comprising at least one electric battery ( 2 ) and at least one protection device ( 6 ) for the electric battery ( 2 ) according to any one of the preceding claims. Fahrzeug (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung (6) und die elektrische Batterie (2) an einem Fahrzeugunterboden (1.1) zwischen Seitenschwellern (1.2, 1.3) einer Fahrzeugkarosserie angeordnet sind.Vehicle ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the protective device ( 6 ) and the electric battery ( 2 ) on a vehicle underbody ( 1.1 ) between side skirts ( 1.2 . 1.3 ) are arranged a vehicle body.
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