DE102015101096A1 - Battery support structure - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Batterietragstruktur (18) für eine Unterbodenbatterie (20), die Batterieeinrichtungen (21, 22) umfasst, die zwischen einer Bodenplatte (40) und einem Fußboden (44) angeordnet sind, mit mindestens einer Deformationszone (50). Um unerwünschte Beschädigungen an einer Unterbodenbatterie zu vermeiden, ist die Deformationszone (50) so unterhalb der Batterieeinrichtungen (21, 22) vorgesehen, dass sich die Bodenplatte (40) nach oben (41) verformen kann.The invention relates to a battery support structure (18) for an underfloor battery (20) comprising battery devices (21, 22) arranged between a base plate (40) and a floor (44) with at least one deformation zone (50). In order to avoid undesired damage to an underbody battery, the deformation zone (50) is provided below the battery devices (21, 22) such that the bottom plate (40) can deform upwards (41).
Description
Die Erfindung betrifft eine Batterietragstruktur für eine Unterbodenbatterie, die Batterieeinrichtungen umfasst, die zwischen einer Bodenplatte und einem Fußboden angeordnet sind, mit mindestens einer Deformationszone. The invention relates to a battery support structure for a subsurface battery comprising battery devices, which are arranged between a bottom plate and a floor, with at least one deformation zone.
Aus dem US-Patent
Aufgabe der Erfindung ist es, unerwünschte Beschädigungen an einer Unterbodenbatterie zu vermeiden, die an beziehungsweise in einer Batterietragstruktur angeordnet ist, die eine Bodenplatte und mindestens eine Deformationszone umfasst. The object of the invention is to avoid undesired damage to an underbody battery, which is arranged on or in a battery support structure comprising a bottom plate and at least one deformation zone.
Die Aufgabe ist bei einer Batterietragstruktur für eine Unterbodenbatterie, die Batterieeinrichtungen umfasst, die zwischen einer Bodenplatte und einem Fußboden angeordnet sind, mit mindestens einer Deformationszone, dadurch gelöst, dass die Deformationszone so unterhalb der Batterieeinrichtungen vorgesehen ist, dass sich die Bodenplatte nach oben verformen kann. Die Batterie ist vorzugsweise als Hochvoltbatterie oder Traktionsbatterie ausgeführt. Bei den Batterieeinrichtungen handelt es sich um Batterieelemente, wie Batteriemodule beziehungsweise Batteriezellen. Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Elektrofahrzeug oder um ein Hybridfahrzeug. Die Begriffe unterhalb und nach oben beziehen sich auf eine z-Richtung eines mit der Batterietragstruktur ausgestatteten Kraftfahrzeugs. Die z-Richtung verläuft senkrecht zu einer Ebene, die von einer Fahrzeuglängsrichtung und einer Fahrzeugquerrichtung aufgespannt wird. Die Fahrzeuglängsrichtung wird auch als x-Richtung bezeichnet. Analog wird die Fahrzeugquerrichtung auch als y-Richtung bezeichnet. Die Unterbodenbatterie dient zur Energieversorgung eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, insbesondere eines reinen Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs. Einzelne Batteriemodule beziehungsweise Batteriezellen sind zwischen der Bodenplatte des Fahrzeugs und dem Fußboden eines Fahrzeuginnenraums angeordnet. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Deformationszone wird die Unterbodenbatterie, werden insbesondere die Batteriemodule beziehungsweise Batteriezellen oder Batterieeinrichtungen der Unterbodenbatterie, vorteilhaft dann geschützt, wenn mit dem Fahrzeug Gegenstände überfahren werden. Die in z-Richtung zwischen der Bodenplatte und den Batterieeinrichtungen angeordnete Deformationszone verhindert auf einfache Art und Weise, dass die Batterieeinrichtungen, insbesondere Batteriezellen oder Batteriemodule, beim Überfahren von Gegenständen beschädigt werden. The object is with a battery support structure for an underfloor battery comprising battery devices, which are arranged between a bottom plate and a floor, with at least one deformation zone, achieved in that the deformation zone is provided below the battery devices, that the bottom plate can deform upwards , The battery is preferably designed as a high-voltage battery or traction battery. The battery devices are battery elements, such as battery modules or battery cells. The vehicle is preferably an electric vehicle or a hybrid vehicle. The terms below and above refer to a z-direction of a motor vehicle equipped with the battery support structure. The z-direction is perpendicular to a plane which is spanned by a vehicle longitudinal direction and a vehicle transverse direction. The vehicle longitudinal direction is also referred to as the x direction. Similarly, the vehicle transverse direction is also referred to as y-direction. The underbody battery serves to supply energy to an electrically driven motor vehicle, in particular a pure electric vehicle or a hybrid vehicle. Individual battery modules or battery cells are arranged between the floor panel of the vehicle and the floor of a vehicle interior. By means of the deformation zone provided according to the invention, the underbody battery, in particular the battery modules or battery cells or battery devices of the underbody battery, is advantageously protected when objects are run over by the vehicle. The deformation zone arranged in the z-direction between the bottom plate and the battery devices prevents in a simple manner that the battery devices, in particular battery cells or battery modules, are damaged when objects are being driven over.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Batterietragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Deformationszone mindestens ein Deformationselement zwischen der Bodenplatte und der Unterbodenbatterie angeordnet ist. Zwischen der Bodenplatte und der Unterbodenbatterie sind vorzugsweise mehrere Deformationselemente angeordnet. Dabei sind die Deformationselemente gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung nur oder hauptsächlich, bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung oder y-Richtung, in einem mittleren Bereich angeordnet. A preferred embodiment of the battery support structure is characterized in that in the deformation zone at least one deformation element between the bottom plate and the underbody battery is arranged. Between the bottom plate and the underbody battery, a plurality of deformation elements are preferably arranged. In this case, according to a further aspect of the invention, the deformation elements are arranged only or mainly, with respect to the vehicle transverse direction or y-direction, in a middle region.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Batterietragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Batterieeinrichtungen eine Temperierplatte angeordnet ist, die zur Darstellung der Deformationszone von der Bodenplatte beabstandet ist. Bei der Temperierplatte handelt es sich vorzugsweise um eine Kühlplatte. Zur Darstellung ihrer Temperierfunktion, insbesondere Kühlfunktion, umfasst die Temperierplatte eine Vielzahl von Kanälen, die zum Durchführen eines Temperiermediums dienen. Bei dem Temperiermedium handelt es sich insbesondere um ein Kühlmedium, wie Kühlwasser. A further preferred embodiment of the battery support structure is characterized in that a temperature control plate is arranged below the battery devices, which is spaced from the bottom plate to illustrate the deformation zone. The tempering plate is preferably a cooling plate. To illustrate its tempering function, in particular the cooling function, the tempering plate comprises a multiplicity of channels, which serve to carry out a tempering medium. The tempering medium is in particular a cooling medium, such as cooling water.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Batterietragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement zwischen der Temperierplatte und der Bodenplatte angeordnet ist. Bei dem Deformationselement handelt es sich zum Beispiel um ein Hohlprofil, das sich in Fahrzeuglängsrichtung oder x-Richtung erstreckt. Das Hohlprofil hat zum Beispiel einen rechteckigen Querschnitt. A further preferred embodiment of the battery support structure is characterized in that the deformation element between the temperature control plate and the bottom plate is arranged. The deformation element is, for example, a hollow profile which extends in the vehicle longitudinal direction or x-direction. The hollow profile has, for example, a rectangular cross section.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Batterietragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierplatte als Sandwichplatte mit einer Wabenstruktur ausgeführt ist. Die Ausführung als Sandwichplatte liefert den Vorteil, dass bei relativ geringem Gewicht eine hohe Stabilität dargestellt werden kann. Die Wabenstruktur dient vorteilhaft zum Durchführen des Temperiermediums. A further preferred embodiment of the battery support structure is characterized in that the temperature control is designed as a sandwich plate with a honeycomb structure. The design as a sandwich plate provides the advantage that at a relatively low weight high stability can be displayed. The honeycomb structure advantageously serves to carry out the tempering medium.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Batterietragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte deformierbar ist. Bei der Bodenplatte kann es sich um ein Bodenblech handeln. Die Bodenplatte kann aber auch eine Struktur, insbesondere eine Schaumstruktur, aufweisen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Bodenplatte einen Schaumkern aus einem Aluminiummaterial. Another preferred embodiment of the battery support structure is characterized in that the bottom plate is deformable. The bottom plate may be a bottom plate. However, the bottom plate can also have a structure, in particular a foam structure. According to another aspect of the invention, the bottom plate comprises a foam core of an aluminum material.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Batterietragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte komprimierbar ist. Das liefert den Vorteil, dass die Bodenplatte selbst ein Deformationselement darstellt. Die Komprimierbarkeit kann zum Beispiel durch die vorab beschriebene Schaumstruktur dargestellt werden. Another preferred embodiment of the battery support structure is characterized in that the bottom plate is compressible. This provides the advantage that the bottom plate itself is a deformation element. The compressibility can be represented, for example, by the foam structure described above.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Batterietragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Batterietragstruktur Schottwände umfasst, die sich zwischen der Bodenplatte und einem Schottblech in einer Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Die Schottwände sind zum Beispiel zwischen einzelnen Batteriezellen und/oder Batteriemodulen der Unterbodenbatterie angeordnet. Die Schottwände können Teil einer Längstragstruktur des mit der Batterietragstruktur ausgestatteten Kraftfahrzeugs sein. Die Batterietragstruktur umfasst gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung auch einen Batterierahmen. Der Batterierahmen dient vorteilhaft dazu, die Batterietragstruktur mit einer vorhandenen Tragstruktur des Fahrzeugs zu verbinden. Der Batterierahmen ist zum Beispiel an Schweller einer Tragstruktur des Kraftfahrzeugs angebunden. A further preferred embodiment of the battery support structure is characterized in that the battery support structure comprises bulkheads extending between the bottom plate and a bulkhead in a vehicle longitudinal direction. The bulkhead walls are arranged, for example, between individual battery cells and / or battery modules of the underbody battery. The bulkheads may be part of a longitudinal support structure of the motor vehicle equipped with the battery support structure. The battery support structure according to another aspect of the invention also includes a battery frame. The battery frame is advantageously used to connect the battery support structure with an existing support structure of the vehicle. The battery frame is connected, for example, to rockers of a supporting structure of the motor vehicle.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Deformationselement, eine Bodenplatte und/oder eine Temperierplatte für eine vorab beschriebene Batterietragstruktur. Die genannten Teile sind separat handelbar. The invention further relates to a deformation element, a bottom plate and / or a tempering plate for a previously described battery support structure. The parts mentioned are separately tradable.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer vorab beschriebenen Batterietragstruktur. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Elektrofahrzeug oder um ein Hybridfahrzeug. The invention further relates to a motor vehicle having a previously described battery support structure. The motor vehicle is preferably an electric vehicle or a hybrid vehicle.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail.
In der einzigen beiliegenden Figur ist eine Batterietragstruktur für eine Unterbodenbatterie vereinfacht dargestellt. In the single accompanying figure, a battery support structure for a bottom battery is shown in simplified form.
In der beiliegenden Figur ist eine Tragstruktur
An der Tragstruktur
Der Batterierahmen
Die Unterbodenbatterie
Die Unterbodenbatterie
Der Wärmetauscher
Die Batterietragstruktur
Die Batterietragstruktur
Die Bodenplatte
Die Bodenplatte
Das Batteriemodul beziehungsweise die Batterieeinrichtungen
Das Schottblech
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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