DE102016115647B3 - Battery carrier for an electric motor vehicle and method for assembling and mounting a battery carrier - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Batterieträger (1) für ein Elektrokraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Bestücken und Montieren des Batterieträgers (1). Der Batterieträger (1) zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Wanne (3) in einer Montageposition zur Aufnahme von wenigstens einer Batterie (2) mit ihrer Öffnung (9) auf die Kraftfahrzeugvertikalrichtung (Z) nach oben zeigend anordnenbar ist und in der Einbauposition mit ihrer Öffnung (9) auf die Kraftfahrzeugvertikalrichtung (Z) nach unten zeigend angeordnet ist, wobei die Öffnung (9) von einem Deckel (12) geschlossen ist.The present invention relates to a battery carrier (1) for an electric motor vehicle and to a method for assembling and mounting the battery carrier (1). The battery carrier (1) according to the invention is characterized in that the trough (3) in an assembly position for receiving at least one battery (2) with its opening (9) on the motor vehicle vertical direction (Z) facing upwards can be arranged and in the installed position with its opening (9) facing downward in the motor vehicle vertical direction (Z), the opening (9) being closed by a cover (12).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Batterieträger für ein Elektrokraftfahrzeug gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1. The present invention relates to a battery carrier for an electric motor vehicle according to the features in the preamble of
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bestücken und Montieren eines Batterieträgers in einem Elektrokraftfahrzeug. The present invention further relates to a method for assembling and mounting a battery carrier in an electric motor vehicle.
Im Stand der Technik sind Kraftfahrzeuge bekannt, um Personen oder Lasten von einem Ort zu einem anderen Ort zu bringen. Diese Kraftfahrzeuge weisen hierzu eine Kraftfahrzeugkarosserie auf, an welches zum einen die Fahrwerksbauteilte und zum anderen wenigstens ein Antriebsaggregat umfasst. Als Antriebsaggregate werden zumeist Brennkraftmaschinen eingesetzt, welche die im Kraftstoff enthaltene chemische Energie in Antriebsenergie wandeln. Der Umwandlungsvorgang ist dabei durch den ideellen Carnotprozess begrenzt. Somit können derzeit bis zu etwa ca. 40 % der im Kraftstoff enthaltenen chemischen Energie in Antriebsenergie umgewandelt werden. Die restliche Energie wird durch Reibung und Abwärme insbesondere über das Abgas abgeführt. Zudem entstehen aufgrund des Verbrennungsvorganges Emissionen, die ebenfalls über das Abgas an die Umgebung abgeführt werden. In the prior art motor vehicles are known to bring people or loads from one place to another place. For this purpose, these motor vehicles have a motor vehicle bodywork, to which on the one hand the chassis component and on the other hand at least one drive unit comprises. As drive units mostly internal combustion engines are used, which convert the chemical energy contained in the fuel into drive energy. The transformation process is limited by the ideal carnot process. Thus, up to about 40% of the chemical energy contained in the fuel can currently be converted into driving energy. The remaining energy is dissipated by friction and waste heat, in particular via the exhaust gas. In addition, due to the combustion process emissions, which are also discharged via the exhaust gas to the environment.
In den letzten Jahren hat daher die Elektromobilität zunehmend an Bedeutung gewonnen. Als Antriebseinheit dient hier ein Elektromotor, welcher seine elektrische Energie von Batterien oder auch selbst wiederum über einen Elektrizitätsgenerator einer Brennkraftmaschine erhält. Electric mobility has therefore become increasingly important in recent years. The drive unit used here is an electric motor, which in turn receives its electrical energy from batteries or itself via an electricity generator of an internal combustion engine.
Insbesondere bei den Batterien wurden mit der Ionen-Technik Fortschritte gemacht, die es durch Mindern des Innenwiderstands ermöglichen, die in Reihe oder parallel geschalteten Zellen der Batterien in einer kürzeren Zeit als Zellen mit gel- oder fliesstoffgebundenen Elektrolyten zu laden sowie mehr Ladezyklen bei geringem Leistungsverlust und damit höherer Lebensdauer der Batterien zu ermöglichen. Batterien werden auch als Energiespeicher oder Akkumulator, in der Kurzform als Akku, oder als Traktionsbatterie bezeichnet. Während in der Vergangenheit Bleioder Stahl-Akkumulatoren genutzt wurden, sind heute in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen Nickel-Metallhybrid- oder Lithium-Ionen-Akkumulatoren insbesondere Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulatoren, im Einsatz. Ein solches Fahrzeug wird nachfolgend Elektrokraftfahrzeug genannt. Particularly in the batteries, progress has been made with the ion technique which, by reducing the internal resistance, makes it possible to charge the cells of the batteries connected in series or in parallel in a shorter time than cells with gel- or tether-bound electrolytes as well as more charge cycles with little power loss and to allow for longer battery life. Batteries are also referred to as energy storage or accumulator, in short form as a battery, or as a traction battery. Whereas in the past lead-acid steel accumulators were used, today in electrically driven vehicles nickel-metal hybrid or lithium-ion accumulators, in particular lithium-iron-phosphate accumulators, are in use. Such a vehicle is referred to below as an electric motor vehicle.
Die Leistungsabgabe sowie auch die Lebensdauer solcher Batterien sind temperaturabhängig. Zum einen verringert sich die Leistungsabgabe bei tiefen Temperaturen, insbesondere unterhalb von 10 °C, da die Beweglichkeit der Ladungsträger in den Batterien abnimmt. Während des Betriebs, mithin während der Leistungsentnahme, insbesondere bei einer großen elektrischen Stromstärke erwärmen sich die Batterien. Die kalendarische Alterung der Batterie verringert sich beim Betrieb von Temperaturen insbesondere oberhalb von 30 °C. The power output as well as the lifetime of such batteries are temperature dependent. On the one hand, the power output at low temperatures, in particular below 10 ° C, decreases as the mobility of the charge carriers in the batteries decreases. During operation, and thus during power extraction, especially at a high electric current, the batteries heat up. The calendar aging of the battery is reduced when operating temperatures, in particular above 30 ° C.
Aus dem Stand der Technik sind daher Kühl- und/oder Heizsysteme für Batterien in Elektrokraftfahrzeugen bekannt. Therefore, cooling and / or heating systems for batteries in electric vehicles are known from the prior art.
Im Gegensatz zu einer Starterbatterie benötigen Antriebsbatterien aufgrund der für die zu speichernde Energie erforderlichen Kapazität ein verhältnismäßig großes Raumvolumen an Platz und sind vergleichsweise schwer. Die für den Antrieb erforderliche Menge an Batterien bestehend jeweils aus mehreren Zellen können eine Gesamtmasse von bis zu mehreren hundert Kilogramm aufweisen. Die Batterien werde daher bevorzugt im Unterflurbereich von Elektrokraftfahrzeugen angeordnet. Insbesondere sind zum Zwecke der Montierbarkeit in dem Kraftfahrzeug, jedoch auch zur Bereitstellung eines entsprechenden Kühl- und Heizsystems, die Batterien dazu in einem Batterieträger untergebracht. Ein solcher Batterieträger wird auch als "Battery Tray" bezeichnet. Unlike a starter battery, traction batteries require a relatively large amount of space due to the capacity required for the energy to be stored and are relatively heavy. The required for the drive amount of batteries each consisting of several cells can have a total mass of up to several hundred kilograms. The batteries are therefore preferably arranged in the underfloor area of electric motor vehicles. In particular, for the purpose of mountability in the motor vehicle, but also to provide a corresponding cooling and heating system, the batteries are housed in a battery carrier. Such a battery carrier is also referred to as a "battery tray".
Aus der
Aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend vom Stand der Technik einen Batterieträger bereit zu stellen, der eine einfache Bestückbarkeit mit Batterien besitzt und zugleich eine einfache Montierbarkeit des Batterieträgers am bzw. im Kraftfahrzeug ermöglicht und optional ein hocheffektives Kühlsystem bereitstellt. Object of the present invention is to provide starting from the prior art, a battery carrier, which has a simple equipping with batteries and at the same time allows easy mounting of the battery carrier on or in the motor vehicle and optionally provides a highly effective cooling system.
Die vorliegende Aufgabe wird bei einem Batterieträger für ein Elektrokraftfahrzeug mit den Merkmalen im Patentanspruch 1 gelöst. The present object is achieved in a battery carrier for an electric motor vehicle with the features in
Ein verfahrenstechnischer Teil der Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Bestücken und Montieren eines Batterieträgers in einem Elektrokraftfahrzeug gemäß den Merkmalen im Anspruch 12 gelöst. A procedural part of the object is achieved with a method for equipping and mounting a battery carrier in an electric motor vehicle according to the features in
Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.
Der Batterieträger für ein Elektrokraftfahrzeug ist in einem Unterflurbereich eines Elektrokraftfahrzeugs angeordnet. Die Erfindung betrifft somit auch ein eine entsprechende Anordnung aufweisendes Elektrokraftfahrzeug mit einem daran bzw. darin montierten Batterieträger. Der Batterieträger ist insbesondere unterhalb der Karosserie des Elektrokraftfahrzeugs montiert. Der Batterieträger selbst weist eine Wanne zur Aufnahme von wenigstens einer Batterie, bevorzugt mehreren Batterien und einen Deckel auf, der die Wanne schließt. Die Wanne und der Deckel können dabei zumindest teilweise aus metallischem Werkstoff ausgebildet sein. Auch ist es vorstellbar, dass die Wanne und/oder der Deckel aus einem Kunststoffwerkstoff bzw. Faserverbundwerkstoff hergestellt sind. The battery carrier for an electric motor vehicle is in an underfloor area of a Electric motor vehicle arranged. The invention thus also relates to an electric motor vehicle having a corresponding arrangement with a battery carrier mounted thereon or therein. The battery carrier is mounted in particular below the body of the electric motor vehicle. The battery carrier itself has a trough for receiving at least one battery, preferably a plurality of batteries and a lid which closes the trough. The tub and the lid can be at least partially formed of metallic material. It is also conceivable that the tub and / or the lid are made of a plastic material or fiber composite material.
Erfindungsgemäß zeichnet sich der Batterieträger dadurch aus, dass die Wanne des Batterieträgers in einer Montageposition zur Aufnahme von wenigstens einer Batterie bzw. zum Bestücken mit wenigstens einer Batterie mit ihrer Öffnung auf die Kraftfahrzeugvertikalrichtung nach oben zeigend ausrichtbar ist. In der Einbauposition in dem Elektrokraftfahrzeug ist der Batterieträger mit der Öffnung auf die Kraftfahrzeugvertikalrichtung nach unten zeigend angeordnet, wobei die Öffnung von einem Deckel geschlossen ist. According to the invention, the battery carrier is characterized in that the trough of the battery carrier can be oriented upward in a mounting position for receiving at least one battery or for equipping with at least one battery with its opening in the vertical direction of the motor vehicle. In the installed position in the electric motor vehicle, the battery tray is disposed with the opening facing downward in the automotive vertical direction, the opening being closed by a lid.
Dies bietet erfindungsgemäß den Vorteil, dass zum Bestücken des Batterieträgers die Wanne mit ihrer Öffnung nach oben zeigend angeordnet ist. Jede Batterie kann in die Wanne eingesetzt werden und liegt dort aufgrund der Erdanziehungskraft an dem Boden der Wanne auf. Im Anschluss daran wird jede Batterie in der Wanne lagefixiert, was beispielsweise durch ein Schrauben und/oder Klemmen der Batterien geschieht. Die in dieser Weise mit wenigstens einer Batterie vormontierte Wanne wird im Anschluss daran um 180° gedreht. Jede Batterie hängt somit in der Wanne. Insbesondere die Pole zum elektrischen Anschluss der Batterie hängen auf die Kraftfahrzeugvertikalrichtung bezogen nach unten. Die Wanne wird dann unterhalb einer Kraftfahrzeugkarosserie montiert. Vor oder nach dem Drehen kann jede Batterie mit einer elektrischen Anbindung bestückt werden, so dass diese untereinander oder an ein elektrisches Gerät oder an entsprechende elektrische Leitungen elektrisch gekoppelt sind, um bei der Montage in dem Kraftfahrzeug mit dem Antriebsaggregat elektrisch verbunden werden zu können. This offers the advantage according to the invention that the tray is arranged with its opening facing upwards for equipping the battery carrier. Each battery can be inserted into the tub and is there due to gravity on the bottom of the tub. Thereafter, each battery is fixed in position in the tub, which is done for example by a screw and / or terminals of the batteries. The tub preassembled in this way with at least one battery is subsequently rotated by 180 °. Each battery thus hangs in the tub. In particular, the poles for electrical connection of the battery depend on the motor vehicle vertical direction downwards. The tub is then mounted below a motor vehicle body. Before or after turning each battery can be equipped with an electrical connection, so that they are electrically coupled to each other or to an electrical device or to corresponding electrical lines to be electrically connected to the drive unit during assembly in the motor vehicle.
Vor oder nach dem Drehen kann dann ferner die Wanne mit dem Deckel geschlossen werden. Insbesondere sind Wanne und Deckel fluiddicht miteinander gekoppelt, so dass Fluide oder Gase weder in einen Innenraum des Batterieträgers eintreten noch aus diesem austreten können. Der Deckel kann dabei durch Kleben oder selbst auch durch Schrauben an die Wanne gefügt werden. Before or after turning then the tub can also be closed with the lid. In particular, the tub and lid are fluid-tightly coupled to each other, so that fluids or gases can neither enter nor escape from an interior of the battery carrier. The lid can be joined by gluing or even by screws to the tub.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante weist die Wanne einen Boden sowie einen außen umlaufenden Rahmen auf, wobei auf der von dem Batterieboden berührten gegenüberliegenden Seite des Wannenbodens ein Kühlsystem angeordnet ist, wobei das Kühlsystem in Einbauposition oberhalb des Batterieträgers, mithin zwischen Batterieträger und Kraftfahrzeugkarosserie, angeordnet ist. Dies bietet insbesondere den Vorteil, dass das Kühlsystem flächig an dem Boden der Wanne angeordnet sein kann, so dass die aufgrund des flächigen Anlagenkontaktes von jeder Batterie abgegebene Wärme über den Boden und das Kühlsystem effektiv abgeführt werden kann. Das Kühlsystem ist insbesondere weiter entfernt als der Deckel oder die Rahmenkante von der Fahrbahnoberfläche angeordnet, so dass Beschädigungen des Kühlsystems, insbesondere der Kühlleitungen, beispielsweise aufgrund Aufsetzens oder Berührens eines Hindernisses bzw. eines Gegenstands an der Fahrbahnoberfläche sowie eines Unterfahrens von Gegenständen vermieden werden. Dadurch, dass jede Batterie insbesondere flächig mit dem Boden kontaktiert ist, erfolgt eine effektive Wärmeleitung von der Batterie an den Boden sowie eine Wärmeabfuhr über das mit dem Boden gekoppelte oder in den Boden integrierte Kühlsystem. Dadurch, dass das Kühlsystem zwischen der Kraftfahrzeugkarosserie und dem Batterieträger angeordnet ist, erfolgt auch keine Erwärmung des Innenraumes des Elektrokraftfahrzeuges aufgrund des Kühlsystems. In a further preferred embodiment variant, the trough has a base and an outer peripheral frame, wherein a cooling system is arranged on the opposite side of the trough bottom touched by the battery bottom, wherein the cooling system is arranged in the installed position above the battery carrier, thus between battery carrier and motor vehicle body , This offers the particular advantage that the cooling system can be arranged flat on the bottom of the trough, so that the heat given off by each battery due to the surface contact of the system can be dissipated effectively via the bottom and the cooling system. The cooling system is in particular further away than the cover or the edge of the frame from the road surface, so that damage to the cooling system, in particular the cooling lines, for example due to touchdown or touching an obstacle or an object on the road surface and a driving under objects are avoided. Due to the fact that each battery is contacted in particular flatly with the ground, there is effective heat conduction from the battery to the ground as well as heat dissipation via the cooling system coupled to the ground or integrated into the ground. Because the cooling system is arranged between the motor vehicle body and the battery carrier, there is no heating of the interior of the electric motor vehicle due to the cooling system.
Insbesondere sind in der Wanne Montageträger zur Aufnahme von wenigstens einer Batterie angeordnet. Bei den Montageträgern kann es sich beispielsweise um eine Rippenstruktur bzw. Querstrebenstruktur, ausgebildet durch Querstege und/oder Längsstege innerhalb der Wanne handeln. Jede Batterie ist insbesondere durch Schrauben an den Montageträgern gekoppelt. Dies bietet wiederum den Vorteil, dass bei einer Reparatur oder Wartung eine einzelne Batterie aus dem Batterieträger demontiert bzw. ersetzt werden kann. In der Einbauposition des Batterieträgers bzw. in dem Einbauzustand des Batterieträgers in der Kraftfahrzeugkarosserie ist jede Batterie hängend montiert, was auch als Überkopfmontage bezeichnet werden kann. Dies bedeutet jedoch nicht, dass eine Batterie frei in dem Batterieträger hängt. Vielmehr ist jede Batterie an dem Boden der Wanne anliegend montiert. Insbesondere ist jede Batterie derart unter Spannung an den Boden montiert, dass ein Anpressdruck und somit ein flächiger Anlagenkontakt der Batterien an den Boden der Wanne gewährleistet ist. Gegenüber einer linienförmigen oder punktuellen Anlage findet durch eine flächige Anlage eine bessere Wärmeleitung von der Batterie an den Boden der Wanne statt, was auch zu einem besseren Kühlverhalten jeder Batterie im Betrieb des Elektrokraftfahrzeugs, insbesondere bei dem Laden oder Entladen mit großer Stromstärke, führt. Auch ist es vorstellbar, dass eine Zwischenschicht zwischen dem Batterieboden und dem Boden der Wanne eingegliedert ist. Die Zwischenschicht verbessert den Anlagenkontakt von Batterieboden an dem Boden und somit die Wärmeleitung von der Batterie in den Boden bzw. das Kühlsystem. Insbesondere handelt es sich bei der Zwischenschicht um eine Wärmeleitpaste. Auch ist es vorstellbar, dass ein dünner Boden derart gewählt wird, dass bei Beaufschlagen des Kühlsystems mit einem Überdruck, der Boden der Wanne an den Batterieboden gedrückt wird. Durch den Anlagenkontakt verbessert sich auch hier der Wärmeübergang.In particular, mounting supports for receiving at least one battery are arranged in the tub. The mounting supports may be, for example, a rib structure or transverse strut structure, formed by transverse webs and / or longitudinal webs within the tub. Each battery is particularly coupled by screws to the mounting brackets. This in turn offers the advantage that during a repair or maintenance a single battery can be removed from the battery carrier or replaced. In the installation position of the battery carrier or in the installed state of the battery carrier in the vehicle body each battery is mounted hanging, which can also be referred to as overhead mounting. However, this does not mean that a battery hangs freely in the battery tray. Rather, each battery is mounted adjacent to the bottom of the tub. In particular, each battery is mounted under tension on the ground so that a contact pressure and thus a surface contact of the batteries is ensured at the bottom of the tub. Compared with a line-shaped or punctiform installation, better heat conduction from the battery to the bottom of the trough takes place through a planar system, which also leads to a better cooling behavior of each battery during operation of the electric motor vehicle, in particular during charging or discharging with high current intensity. Also it is conceivable that one Intermediate layer between the battery bottom and the bottom of the tub is incorporated. The intermediate layer improves the system contact of battery bottom on the ground and thus the heat conduction from the battery into the ground or the cooling system. In particular, the intermediate layer is a thermal compound. It is also conceivable that a thin bottom is chosen such that when pressurizing the cooling system with an overpressure, the bottom of the tub is pressed against the battery bottom. The contact with the system also improves the heat transfer here.
Weiterhin bevorzugt ist an bzw. auf dem Deckel eine Lage mit einer Wölbstruktur und/oder Wabenstruktur angeordnet, welche insbesondere als Unterfahrschutz dient. Als Wabengrößen werden insbesondere Schlüsselweiten von 17 mm, 33 mm, 39 mm oder 50 mm verwendet. Die Wabenstruktur bzw. Wölbstruktur dient insbesondere einer weiteren Steigerung der Festigkeit und der Bauteilsteifigkeit des Deckels. Diese Steigerung von Festigkeit und Steifigkeit wird hier durch einen Unterfahrschutz bereitgestellt, so dass ein besserer Schutz des Batterieträgers bei einer Kollision mit einem Gegenstand des Kraftfahrzeuges von unten gegeben ist. Die gesteigerte Festigkeit und Steifigkeit ergeben sich jedoch insbesondere als Schubfeld. Mithin wird eine bessere Festigkeit bzw. höhere Steifigkeit in Flächenrichtung der Lage bzw. des Deckels bereitgestellt. Zudem ergibt sich der Vorteil, dass bei Schadensfällen unterschiedlicher schwere am Unterboden des Fahrzeugs nur die eine Lage mit einer Wölbstruktur oder die eine Lage und der Deckel ausgetauscht werden muss, während die Batterien und das Kühlsystem unbeschädigt bleiben. Ein Komplettaustausch des ganzen Batterieträgers ist nicht notwendig.Further preferably, a layer with a bulge structure and / or honeycomb structure is arranged on or on the lid, which serves in particular as underrun protection. As honeycomb sizes in particular key widths of 17 mm, 33 mm, 39 mm or 50 mm are used. The honeycomb structure or arch structure serves in particular to further increase the strength and the component rigidity of the lid. This increase in strength and rigidity is provided here by an underrun protection, so that a better protection of the battery carrier is given in a collision with an object of the motor vehicle from below. However, the increased strength and rigidity result in particular as shear field. Consequently, a better strength or higher rigidity in the surface direction of the layer or of the cover is provided. In addition, there is the advantage that in cases of damage of varying severity on the underbody of the vehicle only one layer with a vault structure or the one layer and the cover must be replaced while the batteries and the cooling system remain undamaged. A complete replacement of the entire battery carrier is not necessary.
Die Lage mit der Wölbstruktur bzw. Wabenstruktur kann dabei aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet sein. Die Lage selbst kann jedoch auch aus einem faserverstärkten Werkstoff, insbesondere aus einem glasfaserverstärktem Polymerwerkstoff oder aus einem Co-Polymer, ausgebildet sein. The position with the arch structure or honeycomb structure can be formed from a metallic material. However, the layer itself may also be formed of a fiber-reinforced material, in particular of a glass-fiber-reinforced polymer material or of a co-polymer.
Der Boden der Wanne ist insbesondere als Doppelboden ausgebildet, wobei das Kühlsystem in dem Doppelboden angeordnet ist. Somit bietet der Doppelboden den Vorteil, dass der Doppelboden zum einen das Kühlsystem beherbergt und zum anderen der Doppelboden als Isolator dient, so dass keine zusätzliche Wärme in Richtung zu einem Innenraum der Kraftfahrzeugkarosserie erfolgt. Weiterhin bevorzugt sind die beiden Doppelbodenlagen elektrisch leitend aneinander gebunden. Hierdurch wird eine größere Schirmdämpfung und Ableitfähigkeit in Bezug auf die Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) des Batterieträgers realisiert. The bottom of the tub is designed in particular as a double bottom, wherein the cooling system is arranged in the double bottom. Thus, the raised floor offers the advantage that the double floor accommodates the cooling system on the one hand and on the other hand, the raised floor serves as an insulator, so that no additional heat takes place in the direction of an interior of the vehicle body. Further preferably, the two double bottom layers are electrically conductively bonded to each other. As a result, a greater shielding attenuation and Ableitfähigkeit in relation to the electromagnetic compatibility (EMC) of the battery carrier is realized.
Weiterhin bevorzugt ist zwischen wenigstens einer Batterie und dem Deckel ein elektrisches Leitungssystem angeordnet. Das elektrische Leitungssystem bindet jede Batterie an eine weitere und/oder an das Hochvolt-(HV)-Bordnetz des Elektrokraftfahrzeuges. Insbesondere kann es sich dabei um eine isolierte Schienenanordnung aus Kupfer mit Potentialtrennung handeln. Dies ist insbesondere eine bereits vormontierte und geprüfte Einheit. Diese kann dann zwischen jeder Batterie und dem Deckel angeordnet sein. Bevorzugt weist das Leitungssystem Federkontakte auf, dergestalt, dass bei geschlossenem Deckel die Federkontakte an den Polen jeder Batterie anliegen und diese elektrisch untereinander sowie an elektrische Leitungen zum Anschluss an das Elektrokraftfahrzeug binden. Beispielsweise handelt es sich dabei um tiefgezogene federnde Anschlusspins. Dies bietet insbesondere den Vorteil, dass nach dem Bestücken der Wanne mit wenigstens einer Batterie das elektrische Leitungssystem angeordnet werden kann und durch Montage des Deckels mit der Wanne ein elektrischer Anschluss jeder Batterie gegeben ist. Der Batterieträger mit wenigstens einer darin befindlichen Batterie kann dann elektrisch geprüft werden und jede Batterie kann für ihren Einsatz im Fahrzeug vorkonditioniert werden. Dies bedeutet, dass jede Batterie in einer bestimmten Weise durch eine von dem Ladezustand abhängigen elektrischen Stromstärke mit elektrischer Energie aufgeladen wird. Auch können die Kontakte des Leitungsstranges stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit den Polen der Batterien gekoppelt sein.Further preferably, an electrical line system is arranged between at least one battery and the lid. The electrical line system binds each battery to another and / or to the high-voltage (HV) board network of the electric motor vehicle. In particular, this may be an insulated copper rail arrangement with electrical isolation. This is in particular a pre-assembled and tested unit. This can then be arranged between each battery and the lid. Preferably, the line system on spring contacts, such that when the lid is closed, the spring contacts abut the poles of each battery and tie them electrically to each other and to electrical lines for connection to the electric motor vehicle. For example, these are deep-drawn resilient connection pins. This offers in particular the advantage that after fitting the tub with at least one battery, the electrical line system can be arranged and an electrical connection of each battery is given by mounting the lid with the tub. The battery tray with at least one battery therein may then be electrically tested and each battery preconditioned for use in the vehicle. This means that each battery is charged in a certain way by an electric current dependent on the state of charge with electrical energy. Also, the contacts of the wiring harness can be cohesively and / or positively and / or positively coupled to the poles of the batteries.
Weiterhin bevorzugt ist der Deckel mit der Wanne fluiddicht gekoppelt. Insbesondere ist der Deckel mit der Wanne durch Schrauben, unter Eingliederung einer Dichtung gefügt. Further preferably, the lid is coupled fluid-tight with the tub. In particular, the lid is joined to the tub by screws, incorporating a seal.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bestücken eines Batterieträgers mit wenigstens einer Batterie und anschließendem Montieren des bestückten Batterieträgers in einem Elektrokraftfahrzeug. Das Verfahren weist hierzu erfindungsgemäß folgende Schritte auf:
- – Bereitstellen der Wanne, ausgerichtet mit ihrer Öffnung auf die Vertikalrichtung nach oben gerichtet,
- – Einsetzen und mechanisches Koppeln von wenigstens einer Batterie in der Wanne,
- – Schließen der Wanne mit einem Deckel und Drehen des Batterieträgers um etwa 180 Grad, so dass die Batterien in der Wanne hängen und
- – Montieren des Batterieträgers unter dem Kraftfahrzeug, so dass die Öffnung der Wanne mit dem Deckel nach unten gerichtet ist.
- Providing the trough, aligned with its opening in the vertical direction upwards,
- Inserting and mechanically coupling at least one battery in the tub,
- - Close the tub with a lid and turn the battery tray about 180 degrees so that the batteries hang in the tub and
- - Mounting the battery tray under the motor vehicle, so that the opening of the tub with the lid is directed downward.
Mit dem erfindungsgemäßen Batterieträger kann jedoch auch weiterhin ein Verfahren durchgeführt werden, wonach zunächst das Profil bereitgestellt wird und die Profilenden bearbeitet werden sowie entsprechende Ausschnitte durchgeführt werden, so dass die Ecken umgebogen werden können. Bevorzugt werden hier zwei umlaufende Teilstücke mithin in Draufsicht als C-Form des Rahmens bereitgestellt und die Enden der C-Form miteinander gefügt. Im Anschluss daran werden die Trennstege in den Rahmen eingesetzt und wiederum im Anschluss daran die Batterien zwischen den Trennstegen befestigt. Optional kann nun bereits ein elektrischer Anschluss der Batterien erfolgen. Erfolgt ein elektrischer Anschluss, kann bereits der Deckel zum Verschließen der Wanne aufgesetzt werden, insbesondere verklebt werden. Der Deckel weist bereits weiterhin bevorzugt das Kühlsystem auf. Im Anschluss daran wird bevorzugt der Rahmen mit den eingesetzten Batterien gedreht, insbesondere um 180° und der eigentliche Boden der Wanne wird an den Rahmen gekoppelt zur Ausbildung der Wanne. Dabei wird insbesondere der Boden derart gekoppelt, dass dieser zumindest formschlüssig an dem jeweiligen Batterieboden anliegt. Insbesondere mit einer Flächenpressung. Es findet eine optionale Dichtigkeitsprüfung statt sowie weiterhin die Montage eines Unterfahrschutzes an dem Deckel bzw. dem Kühlsystem. Dann kann der Batterieträger mit den eingesetzten Batterien konditioniert werden, mithin elektrisch geladen werden. Der so hergestellte Batterieträger mit eingesetzten Batterien kann dann im Unterflurbereich eines Elektrokraftfahrzeuges montiert werden. With the battery carrier according to the invention, however, a method can continue to be carried out, after which the profile is provided and the profile ends are edited and appropriate cutouts are performed so that the corners can be bent. Preferably, two circumferential sections are thus provided here in plan view as a C-shape of the frame and the ends of the C-shape joined together. Following this, the dividers are inserted into the frame and, in turn, the batteries are attached between the dividers. Optionally, an electrical connection of the batteries can already take place. If an electrical connection is made, the cover can already be put on to close the tub, in particular it can be glued. The lid already preferably still has the cooling system. Following this, the frame is preferably rotated with the batteries inserted, in particular by 180 ° and the actual bottom of the tub is coupled to the frame to form the tub. In particular, the floor is coupled in such a way that it rests against the respective battery bottom at least in a form-fitting manner. In particular with a surface pressure. There is an optional leak test and continue to install an underrun protection on the lid or the cooling system. Then the battery carrier can be conditioned with the batteries used, thus electrically charged. The battery carrier thus produced with batteries inserted can then be mounted in the underfloor area of an electric motor vehicle.
Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausgestaltungsvarianten werden in den schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:Further advantages, features, characteristics and aspects of the present invention are the subject of the following description. Preferred embodiments are shown in the schematic figures. These are for easy understanding of the invention. Show it:
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt. In the figures, the same reference numerals are used for the same or similar components, even if a repeated description is omitted for reasons of simplicity.
Ist die Bestückung abgeschlossen, wird der Batterieträger
Eine Querschnittsansicht sowie eine Längsschnittansicht sind in den
Die Öffnung
Weiterhin ist erkennbar, dass sich wenigstens ein Quersteg
Zur Herstellung des Rahmens
Zur Herstellung des Hohlprofils
Gemäß
Wie gemäß
Gleichzeitig wird der zwischen den Bodenlagen
Die zweite bzw. äußere Bodenlage
Die zweite Bodenlage
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Batterieträgerbattery carrier
- 2 2
- Batteriebattery
- 3 3
- Wannetub
- 4 4
- Rahmen frame
- 5 5
- Hohlprofilhollow profile
- 6 6
- Trennstegdivider
- 7 7
- Mittellängsachsecentral longitudinal axis
- 8 8th
- Bodenground
- 9 9
- Öffnungopening
- 1010
- Schraube screw
- 1111
- Batterieboden battery Tray
- 1212
- Deckel cover
- 1313
-
Innenraum zu
1 Interior too1 - 1414
- Lage location
- 1515
- Kühlleitung cooling line
- 1616
- Unterflurbereich Underfloor
- 1717
- Rad wheel
- 1818
-
Innenraum zu
1 Interior too1 - 1919
- Quersteg crosspiece
- 2020
- Längssteg longitudinal web
- 2121
- Aufnahmeraum accommodation space
- 2222
- Innenwand inner wall
- 2323
- Ecke corner
- 2424
- Stirnseite front
- 2525
- Rahmenteil frame part
- 2626
- kürzerer Steg der L-Form shorter bridge of the L-shape
- 2727
- längerer Steg der L-Form longer bridge of the L-shape
- 2828
- Ausprägung / Ausfräsung Characterization / milling
- 2929
- Trennschlitz separating slot
- 3030
- Außenwand outer wall
- 3131
- Fügenaht joint seam
- 3232
-
Flansch zu
20 Flange too20 - 3333
-
Flansch zu
19 Flange too19 - 3434
- Aufnahme admission
- 3535
- Seitenwand Side wall
- 3636
- Freiraum free space
- 3737
- erste Bodenlage first floor situation
- 3838
- zweite Bodenlage second floor location
- 3939
- Vorlauf leader
- 4040
- Rücklauf returns
- 4141
- Latentwärmespeicher Latent heat storage
- 4242
- Kühlsystem cooling system
- 4343
- Fahrbahnoberfläche road surface
- 4444
- dritte Bodenlage third floor location
- 4545
- Kühlkanal cooling channel
- g G
- ErdanziehungskraftGravity
- Z Z
- KraftfahrzeugvertikalrichtungAutomotive vertical direction
- S S
- Schubrichtungthrust direction
- U U
- UmgebungSurroundings
- H19H19
-
Höhe v.
19 Height v.19 - H20H20
-
Höhe v.
20 Height v.20 - H13H13
-
Höhe v.
13 Height v.13 - W8W8
-
Wandstärke zu
8 Wall thickness too8th - V V
- Vertikalrichtung vertical direction
- αα
- Winkel angle
- Q .Q.
- Wärmemenge heat
- PP
- elektrischer Pol electric pole
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