DE102015111325A1 - Battery housing part for a traction battery of a vehicle - Google Patents

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Sierk Fiebig
Florian Glaubitz
Alexandra Weber
Enrico Körner
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Andreas Czok
Thomas Große
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuseteil (10) für eine Traktionsbatterie eines Fahrzeuges, das einen elektromotorischen Antrieb aufweist, mit einem Aufnahmekörper (12) in welchen die Traktionsbatterie aufnehmbar ist, wobei der Aufnahmekörper (12) aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht, der wenigstens eine integrierte Organoblechkomponente (20) umfasst. Es ist vorgesehen, dass die Organoblechkomponente (20) einen Bodenabschnitt (22) und wenigstens einen senkrecht zum Bodenabschnitt (22) verlaufenden Versteifungsabschnitt (24) aufweist.The invention relates to a battery housing part (10) for a traction battery of a vehicle, which has an electric motor drive, with a receiving body (12) in which the traction battery can be accommodated, wherein the receiving body (12) consists of a thermoplastic material, the at least one integrated Organoblechkomponente (20). It is provided that the organo-sheet component (20) has a bottom section (22) and at least one stiffening section (24) running perpendicular to the bottom section (22).

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuseteil für eine Traktionsbatterie eines Fahrzeuges.The invention relates to a battery housing part for a traction battery of a vehicle.

Es ist bekannt, zur Anordnung von Traktionsbatterien in Fahrzeugen, die einen elektromotorischen Antrieb aufweisen, Batteriegehäuseteile einzusetzen. Diese können als Batterieschale, Batteriewanne, Batterietrog oder Batteriebox ausgebildet sein. Den Batteriegehäuseteilen ist gemeinsam, dass diese einen Aufnahmekörper ausbilden, innerhalb dem die Traktionsbatterie angeordnet ist. Dem Aufnahmekörper kommt hierbei die Funktion zu, die Traktionsbatterie sicher und definiert im Fahrzeug anzuordnen. Darüber hinaus muss das Batteriegehäuseteil die Traktionsbatterie im Crashfall vor mechanischen Einflüssen schützen.It is known to use battery housing parts for the arrangement of traction batteries in vehicles which have an electric motor drive. These can be designed as a battery tray, battery tray, battery tray or battery box. The battery housing parts have in common that they form a receiving body, within which the traction battery is arranged. The receiving body is here the function to arrange the traction battery safely and defined in the vehicle. In addition, the battery housing part must protect the traction battery in the event of a crash from mechanical influences.

Bekannt ist, derartige Batteriegehäuseteile aus ebenen, gekanteten oder tiefgezogenen Metallblechen zu bilden. It is known to form such battery housing parts from flat, folded or deep-drawn metal sheets.

Ferner ist bekannt, Batteriegehäuseteile aus einem Kunststoffmaterial zu bilden, da sich so Gewichtseinsparungen gegenüber metallischen Gehäuseteilen erzielen lassen. It is also known to form battery housing parts made of a plastic material, as can be achieved weight savings compared to metallic housing parts.

Schließlich sind aus EP 2 427 038 A1 sogenannte Kunststoff-Organoblech-Hybrid-Strukturbauteile bekannt, die ein Batteriegehäuse bilden können. Diese bestehen aus einer Organoblechkomponente, die ihrerseits aus einem Gewebe oder Gelege in mehreren Schichten aus einem faserförmigen Füllstoff aufgebaut ist und in dem Karbonfasern oder Metallfasern eingebarbeitet sind, wobei dieses Gewebe oder Gelege in einem Thermoplasten eingebettet ist. Ferner ist zusätzlich eine weitere thermoplastische Kunststoffkomponente vorgesehen, in die die Organoblechkomponente integriert ist. Die Herstellung kann durch Spritzgießen erfolgen, wobei das Organoblech in ein Formwerkzeug in einen entsprechend gestalteten Hohlraum gelegt wird und anschließend die Kunststoffkomponente eingespritzt wird. Hierdurch kommt es zwischen der Organoblechkomponente und dem Kunststoff zu einer stoffschlüssigen Verbindung.Finally are off EP 2 427 038 A1 so-called plastic-organo-sheet hybrid structural components known, which can form a battery case. These consist of an organic sheet component, which in turn is composed of a fabric or scrim in several layers of a fibrous filler and incorporated in the carbon fibers or metal fibers, said fabric or scrim being embedded in a thermoplastic. Furthermore, a further thermoplastic resin component is additionally provided, in which the organo-sheet component is integrated. The production can be carried out by injection molding, wherein the organic sheet is placed in a mold in a correspondingly shaped cavity and then the plastic component is injected. This results in a cohesive connection between the organo-sheet component and the plastic.

EP 2 427 038 A1 offenbart ein Batteriegehäuse, bei dem die Organoblechkomponente in die Wandung des Batteriegehäuses integriert ist. Hierdurch lässt sich zwar eine gewisse Festigkeit des Batteriegehäuses selber erzielen, jedoch wird eine Steifigkeit des Batteriegehäuses, insbesondere beim Angreifen von seitlichen Kräften im Crashfall an das Batteriegehäuse nicht erhöht. EP 2 427 038 A1 discloses a battery case in which the organo-sheet component is integrated into the wall of the battery case. As a result, although a certain strength of the battery case itself can be achieved, but a rigidity of the battery case, in particular when attacking lateral forces in the event of a crash to the battery case is not increased.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Batteriegehäuseteil der gattungsgemäßen Art zu schaffen, das sich durch eine erhöhte Steifigkeit auszeichnet. The invention is therefore an object of the invention to provide a battery housing part of the generic type, which is characterized by an increased rigidity.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Batteriegehäuseteil mit denen in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass eine Organoblechkomponente des Batteriegehäuseteiles einen Bodenabschnitt und wenigstens einen senkrecht zum Bodenabschnitt verlaufenden Versteifungsabschnitt aufweist, wird vorteilhaft möglich, neben einer mechanischen Stabilisierung des Batteriegehäuseteiles gleichzeitig die Steifigkeit des Batteriegehäuseteiles weiter zu erhöhen. Die Versteifungsabschnitte, die senkrecht zum Bodenabschnitt verlaufen, können in x- und/oder y-Richtung eines Fahrzeuges verlaufen und so entweder in Fahrzeuglängsachse oder Fahrzeugquerachse angreifende Kräfte an das Batteriegehäuseteil abfangen. Die in dem Batteriegehäuseteil angeordnete Traktionsbatterie wird so besser vor mechanischer Zerstörung im Crashfall geschützt. According to the invention this object is achieved by a battery housing part with those mentioned in claim 1 features. The fact that an organo-sheet component of the battery-housing part has a bottom section and at least one stiffening section extending perpendicular to the bottom section advantageously makes it possible to further increase the rigidity of the battery-housing part in addition to mechanical stabilization of the battery-housing part. The stiffening sections, which run perpendicular to the bottom section, can extend in the x and / or y direction of a vehicle and thus intercept forces acting on the battery housing part either in the vehicle longitudinal axis or vehicle transverse axis. The arranged in the battery housing part traction battery is better protected against mechanical damage in the event of a crash.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bodenabschnitt und der Versteifungsabschnitt der Organoblechkomponente einstückig von einem entsprechend geformten Organoblech gebildet sind. Hierdurch wird möglich, die Organoblechkomponente in einfacher Weise durch einen entsprechenden Umformschritt aus einem flächig vorliegenden Organoblech zu erzielen. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the bottom portion and the stiffening portion of the organo-sheet component are integrally formed by a correspondingly shaped organo sheet. This makes it possible to achieve the organo-sheet component in a simple manner by means of a corresponding shaping step from a sheet of sheet-metal which is present in the form of a sheet.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Versteifungsabschnitt von einem Rand des Aufnahmekörpers in Richtung einer Mitte des Aufnahmekörpers sich konisch verjüngt. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass in den Bereichen, in denen eine Kraft zuerst angreift, der Versteifungsabschnitt seine größte räumliche Ausdehnung hat. Zur Mitte des Aufnahmekörpers nimmt der Versteifungsabschnitt keinen zusätzlichen Bauraum ein, der zur Anordnung der Traktionsbatterie zur Verfügung steht. In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the stiffening section tapers conically from an edge of the receiving body in the direction of a center of the receiving body. This advantageously achieves that in the areas in which a force acts first, the stiffening section has its greatest spatial extent. To the center of the receiving body of the stiffening section takes no additional space, which is available for the arrangement of the traction battery.

Darüber hinaus ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Versteifungsabschnitt sich in der Mitte des Aufnahmekörpers an einem am Boden des Aufnahmekörpers ausgebildeten Tunnel abstützt. Hierdurch wird eine in den Versteifungsabschnitt eingeleitete Kraft flächig in ein abstützenden Tunnel eingeleitet, so dass ein verbesserter Kraftfluss und dadurch besonders hohe Steifigkeit gegeben ist. In addition, it is provided in a preferred embodiment of the invention that the stiffening portion is supported in the middle of the receiving body on a trained at the bottom of the receiving body tunnel. As a result, a force introduced into the stiffening section is introduced in a planar manner into a supporting tunnel, so that an improved force flow and thus particularly high rigidity is achieved.

Darüber hinaus ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Bodenabschnitt sich nur teilweise über den gesamten Boden des Aufnahmekörpers erstreckt. Hierdurch wird vorteilhaft möglich, den Bodenabschnitt nur soweit auszubilden, dass der Versteifungsabschnitt sicher in dem Aufnahmekörper positioniert wird. Die Gesamtgröße der Organoblechkomponente wird hierdurch gering gehalten, so dass das gesamte Gewicht des Batteriegehäuseteiles minimiert wird. In addition, it is provided in a preferred embodiment of the invention that the bottom portion extends only partially over the entire bottom of the receiving body. This advantageously makes it possible to form the bottom section only to the extent that the stiffening section is securely positioned in the receiving body. The overall size of the organo-sheet component thereby becomes kept small, so that the total weight of the battery housing part is minimized.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the remaining, mentioned in the dependent claims characteristics.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application are, unless otherwise stated in the individual case, advantageously combinable with each other.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention will be explained below in embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 ein Batteriegehäuseteil in einer ersten Ausführungsvariante; 1 a battery housing part in a first embodiment;

2 ein Batteriegehäuseteil in einer zweiten Ausführungsvariante; und 2 a battery housing part in a second embodiment; and

3 verschiedene Ausbildungsmöglichkeiten eines Versteifungsabschnittes. 3 various training possibilities of a stiffening section.

1 zeigt ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Batteriegehäuseteil. Das Batteriegehäuseteil 10 dient der Aufnahme einer nicht dargestellten Traktionsbatterie eines Fahrzeuges, das einen elektromotorischen Antrieb aufweist. Dies kann beispielsweise ein reiner Elektroantrieb oder auch kombinierter Antrieb aus einer Verbrennungskraftmaschine und einem Elektroantrieb sein. 1 shows a total of 10 designated battery housing part. The battery case part 10 serves to accommodate a traction battery, not shown, of a vehicle having an electric motor drive. This can be for example a pure electric drive or combined drive from an internal combustion engine and an electric drive.

Das Batteriegehäuseteil 10 wird von einem Aufnahmekörper 12 gebildet, der wannenförmig ausgebildet ist. Das heißt, ein Boden 14 wird von senkrecht zum Boden angeordneten Wandabschnitten 16 umgeben. The battery case part 10 is from a receiving body 12 formed, which is formed trough-shaped. That is, a floor 14 is arranged from perpendicular to the floor wall sections 16 surround.

Der Aufnahmekörper 12 besteht aus einem Kunststoffspritzgussteil 18 in den zwei Organoblechkomponenten 20 integriert sind. In 1a sind die Organoblechkomponenten 20 nochmals vereinzelt dargestellt. Es wird deutlich, dass diese einen Bodenabschnitt 22 und einen senkrecht zum Bodenabschnitt 22 verlaufenden Versteifungsabschnitt 24 aufweisen. The receiving body 12 consists of a plastic injection molded part 18 in the two organo-sheet components 20 are integrated. In 1a are the organo-sheet components 20 once again shown in isolation. It becomes clear that this one floor section 22 and one perpendicular to the bottom section 22 extending stiffening section 24 exhibit.

Bei der Herstellung des Batteriegehäuseteiles 10 werden die Organoblechkomponenten 20 in die später das Kunststoffteil 18 ergebene Komponente integriert. Das heißt, die Bodenabschnitte 22 werden beim Herstellprozess des Aufnahmekörpers 12 im Bodenbereich 14 umspritzt und somit fixiert. Die Versteifungsabschnitte 24 ragen senkrecht innerhalb des Aufnahmekörpers 12 vom Boden 14 ab. In the manufacture of the battery case part 10 become the organo-sheet components 20 in the later the plastic part 18 integrated component. That is, the bottom sections 22 become in the manufacturing process of the receiving body 12 in the ground area 14 overmoulded and thus fixed. The stiffening sections 24 protrude vertically within the receiving body 12 from the ground 14 from.

Die Organoblechkomponenten 20 erstrecken sich von den Wandabschnitten 16 bis zu einem im Boden 14 vorgesehenen Tunnel 26 des Kunststoffteiles 18. Der Tunnel 26 dient der Aufnahme eines nicht dargestellten Abgasrohres des Fahrzeuges.The organic sheet components 20 extend from the wall sections 16 up to one in the ground 14 provided tunnel 26 of the plastic part 18 , The tunnel 26 serves to receive an exhaust pipe, not shown, of the vehicle.

Eine erste Kante 28 der Versteifungsabschnitte 24 stützt sich hierbei an den an gegenüberliegenden Wandabschnitten 16 ab. Eine zweite Kante 30 der Versteifungsabschnitte stützt sich an dem Tunnel 26 ab. A first edge 28 the stiffening sections 24 relies on the opposite wall sections 16 from. A second edge 30 the stiffening sections are supported on the tunnel 26 from.

Wie insbesondere 1a verdeutlicht, nimmt die Höhe der Versteifungsabschnitte 24 von ihrer Kante 28 in Richtung der Kante 30 ab. Die Höhe der Versteifungsabschnitte 24 ist hierbei so gewählt, dass die Kante 28 der Höhe der Wandabschnitte 16 und die Höhe der Kante 30 der Höhe des Tunnels 26 entspricht.In particular 1a clarifies, takes the height of the stiffening sections 24 from her edge 28 towards the edge 30 from. The height of the stiffening sections 24 is chosen so that the edge 28 the height of the wall sections 16 and the height of the edge 30 the height of the tunnel 26 equivalent.

Die Batteriegehäuseteile 10 werden in einem Kraftfahrzeug beispielsweise so verbaut, dass die Versteifungsabschnitte 24 in Fahrzeugquerrichtung verlaufen. The battery case parts 10 be installed in a motor vehicle, for example, so that the stiffening sections 24 in the vehicle transverse direction.

Durch die in das Kunststoffteil 18 integrierten Organoblechkomponenten 20 wird erreicht, dass eine in Fahrzeugquerrichtung, beispielsweise durch einen Crash, angreifende Kraft F von den Versteifungsabschnitten 24 aufgenommen und abgeleitet werden kann. Hierdurch wird eine innerhalb des Batteriegehäuseteiles 10 angeordnete Traktionsbatterie geschützt. Through the in the plastic part 18 integrated organic sheet components 20 is achieved that in the vehicle transverse direction, for example by a crash, attacking force F of the stiffening sections 24 can be recorded and derived. As a result, one within the battery housing part 10 arranged traction battery protected.

In 2 beziehungsweise 2a ist ein Batteriegehäuseteil 10 in einer zweiten Ausführungsvariante gezeigt, wobei gleiche Teile wie in 1 nicht nochmals erläutert wurden und mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. In 2 respectively 2a is a battery case part 10 shown in a second embodiment, wherein the same parts as in 1 have not been explained again and are provided with the same reference numerals.

Im Unterschied zu der in 1 gezeigten Ausführungsvariante sind hier die Bodenabschnitte 22 entsprechend der Größe des Bodens 14 des Aufnahmekörpers 12 ausgebildet. Hierdurch kann die Stabilität des Batteriegehäuseteils 10, insbesondere dessen Verwindungssteifigkeit weiter erhöht werden. Unlike the in 1 embodiment shown here are the bottom sections 22 according to the size of the soil 14 of the recording body 12 educated. This allows the stability of the battery case part 10 , in particular its torsional rigidity are further increased.

In den 3a bis 3d sind verschiedene Möglichkeiten der Ausgestaltung der Organoblechkomponenten 20 gezeigt. 3a zeigt eine Organoblechkomponente 20, die aus zwei Teilelementen 32 besteht. Hierbei bildet jedes Teilelement 32 einen Teil der Bodenabschnitte 22 und einen Teil der Versteifungsabschnitte 24 aus. Der Versteifungsabschnitt 24 ist somit zweilagig ausgebildet, was zu einer Erhöhung der Steifigkeit der Versteifungsabschnitte 24 führt. In the 3a to 3d are different ways of designing the organo-sheet components 20 shown. 3a shows an organo-sheet component 20 consisting of two subelements 32 consists. Here, each sub-element forms 32 a part of the ground sections 22 and a part of the stiffening sections 24 out. The stiffening section 24 is thus formed in two layers, resulting in an increase in the rigidity of the stiffening sections 24 leads.

Gemäß den in 3b gezeigten Variante ist die Organoblechkomponente 20 aus einem gefalteten Organoblech gebildet. Die Bodenabschnitte 22 besitzen hier senkrecht abgewinkelte Endbereiche 34, die der besseren Einbindung der Organoblechkomponenten 20 in das Kunststoffteil 18 dienen. Der Versteifungsabschnitt 24 wird hier durch entsprechend gefaltete Abschnitte des Organobleches 20 gebildet. According to the in 3b variant shown is the Organoblechkomponente 20 formed from a folded organic sheet. The floor sections 22 have here perpendicular angled end portions 34 that better integrate the Organoblechkomponenten 20 in the plastic part 18 serve. The stiffening section 24 is here by appropriately folded sections of the organic sheet 20 educated.

In 3c ist eine Variante gezeigt, die im Wesentlichen der Variante gemäß 3 entspricht. Hierbei sind die oberen Enden der beiden Teilabschnitte 32 durch eine Bördelung 36 miteinander verbunden. In 3c a variant is shown, which is essentially the variant according to 3 equivalent. Here are the upper ends of the two sections 32 through a crimp 36 connected with each other.

Schließlich ist auch möglich, wie 3d zeigt, die beiden, den Versteifungsabschnitt 24 bildenden Bereiche der Teilelemente 32 durch Verbindungselemente 38, beispielsweise Nieten, Schrauben oder dergleichen, zu verbinden. Finally, it is also possible how 3d shows, the two, the stiffening section 24 forming areas of the sub-elements 32 through fasteners 38 To connect, for example, rivets, screws or the like.

Selbstverständlich sind auch Mischformen der in 3a bis 3d gezeigten Varianten möglich. Of course, mixed forms of in 3a to 3d shown variants possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Batteriegehäuseteil Battery casing
1212
Aufnahmekörper receiving body
1414
Boden ground
1616
Wandabschnitt(e) Wall portion (s)
1818
Kunststoffspritzgussteil Injection molded plastic part
2020
Organoblechkomponente Organoblechkomponente
2222
Bodenabschnitt bottom section
2424
Versteifungsabschnitt stiffening portion
2626
Tunnel  tunnel
2828
erste Kante first edge
3030
zweite Kante second edge
3232
Teilelement/ Teilabschnitt Subelement / subsection
3434
Endbereich end

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2427038 A1 [0005, 0006] EP 2427038 A1 [0005, 0006]

Claims (5)

Batteriegehäuseteil (10) für eine Traktionsbatterie eines Fahrzeuges, das einen elektromotorischen Antrieb aufweist, mit einem Aufnahmekörper (12) in welchen die Traktionsbatterie aufnehmbar ist, wobei der Aufnahmekörper (12) aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht, der wenigstens eine integrierte Organoblechkomponente (20) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Organoblechkomponente (20) einen Bodenabschnitt (22) und wenigstens einen senkrecht zum Bodenabschnitt (22) verlaufenden Versteifungsabschnitt (24) aufweist. Battery housing part ( 10 ) for a traction battery of a vehicle, which has an electric motor drive, with a receiving body ( 12 ) in which the traction battery is receivable, wherein the receiving body ( 12 ) consists of a thermoplastic material containing at least one integrated organo-sheet component ( 20 ), characterized in that the organo-sheet component ( 20 ) a bottom section ( 22 ) and at least one perpendicular to the bottom section ( 22 ) extending stiffening section ( 24 ) having. Batteriegehäuseteil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenabschnitt (22) und der Versteifungsabschnitt (24) einstückig aus einem Organoblech gebildet sind. Battery housing part ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the bottom section ( 22 ) and the stiffening section ( 24 ) are integrally formed from an organic sheet. Batteriegehäuseteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsabschnitt (24) von einem Wandbereich (16) des Aufnahmekörpers (12) in Richtung einer Mitte des Aufnahmekörpers (12) sich konisch verjüngt. Battery housing part ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the stiffening section ( 24 ) of a wall area ( 16 ) of the receiving body ( 12 ) towards a center of the receiving body ( 12 ) tapers conically. Batteriegehäuseteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsabschnitt (24) sich in der Mitte des Aufnahmekörpers (12) an einem im Boden (14) des Aufnahmekörpers (12) ausgebildeten Tunnel (26) abstützt. Battery housing part ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the stiffening section ( 24 ) in the middle of the receiving body ( 12 ) on one in the ground ( 14 ) of the receiving body ( 12 ) trained tunnel ( 26 ) is supported. Batteriegehäuseteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenabschnitt (22) sich nur teilweise über den gesamten Boden (14) des Aufnahmekörpers (12) erstreckt. Battery housing part ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the bottom section ( 22 ) only partially over the entire soil ( 14 ) of the receiving body ( 12 ).
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