DE102017011968B4 - Device for protecting battery modules in a motor vehicle - Google Patents

Device for protecting battery modules in a motor vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE102017011968B4
DE102017011968B4 DE102017011968.6A DE102017011968A DE102017011968B4 DE 102017011968 B4 DE102017011968 B4 DE 102017011968B4 DE 102017011968 A DE102017011968 A DE 102017011968A DE 102017011968 B4 DE102017011968 B4 DE 102017011968B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
section
sections
battery modules
motor vehicle
frame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102017011968.6A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102017011968A1 (en
Inventor
Arjan Strating
Thomas Milde
Jochen Röcker
Tim Bergmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Priority to DE102017011968.6A priority Critical patent/DE102017011968B4/en
Publication of DE102017011968A1 publication Critical patent/DE102017011968A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102017011968B4 publication Critical patent/DE102017011968B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0438—Arrangement under the floor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

Vorrichtung (4) zum Schutz von Batteriemodulen (5) in einem Kraftfahrzeug (1), mit einem Gehäuse (6), das einen umlaufenden Rahmen (7) und mehrere, innerhalb des Rahmens (7) angeordnete, sich an ihren Enden an dem Rahmen (7) abstützende, in Querrichtung (y) des Kraftfahrzeugs (1) verlaufende Querstege (8) aufweist, zwischen denen die Batteriemodule (5) anordenbar sind, wobeidie Querstege (8) an ihren dem Rahmen (7) zugeordneten Enden jeweilige Deformationseinrichtungen (10) aufweisen, die so ausgebildet sind, dass sie sich bei Aufbringen einer wenigstens teilweise in Längsrichtung auf dieselben wirkende Kraft im Wesentlichen lediglich in ihrer Längsrichtung verformen, wobei die Querstege (8) wenigstens zwei Abschnitte (8a,8b) aufweisen,dadurch gekennzeichnet, dassdie wenigstens zwei Abschnitte (8a,8b) mittels wenigstens eines Verbindungselements (11), das bei Einwirken einer Kraft auf den Querschnitt (8) eine plastische Verformung des Abschnitts (8a) bewirkt, miteinander verbunden sind.Device (4) for protecting battery modules (5) in a motor vehicle (1), having a housing (6) which has a peripheral frame (7) and several, arranged inside the frame (7), which are attached to the frame at their ends (7) has supporting transverse webs (8) running in the transverse direction (y) of the motor vehicle (1), between which the battery modules (5) can be arranged, the transverse webs (8) having respective deformation devices (10 ) which are designed in such a way that when a force acting at least partially in the longitudinal direction is applied to them, they deform essentially only in their longitudinal direction, the transverse webs (8) having at least two sections (8a, 8b), characterized in that the at least two sections (8a, 8b) are connected to one another by means of at least one connecting element (11) which causes plastic deformation of the section (8a) when a force acts on the cross section (8). .

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz von Batteriemodulen in einem Kraftfahrzeug nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a device for protecting battery modules in a motor vehicle according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1. The invention also relates to a body for a motor vehicle.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 10 2016 110 787 A1 bekannt.A generic device is from DE 10 2016 110 787 A1 known.

Die DE 10 2011 120 960 A1 beschreibt eine ähnliche Vorrichtung zum Schutz von Batteriemodulen in einem Kraftfahrzeug.the DE 10 2011 120 960 A1 describes a similar device for protecting battery modules in a motor vehicle.

Ein polymerer Energieabsorber für Kraftfahrzeuge und ein Stoßfängersystem sind in der DE 202 20 575 U1 beschrieben.A polymeric energy absorber for motor vehicles and a bumper system are in DE 202 20 575 U1 described.

Eine weitere solche Vorrichtung ist aus der DE 10 2009 053 138 A1 bekannt. Hierbei sind in einem einen Batteriekasten umgebenden Bereich mehrere Energieabsorbierelemente vorgesehen.Another such device is from DE 10 2009 053 138 A1 known. In this case, a plurality of energy-absorbing elements are provided in an area surrounding a battery box.

Eine Schutzvorrichtung für eine elektrische Batterie ist außerdem in der DE 10 2015 012 257 A1 beschrieben. Dabei ist ein Batterierahmen mit einem zur Befestigung an einer Fahrzeugstruktur dienenden und als Kraftaufnahmeelement ausgebildeten Tragrahmen gekoppelt.A protection device for an electric battery is also in the DE 10 2015 012 257 A1 described. In this case, a battery frame is coupled to a support frame which is used for attachment to a vehicle structure and is designed as a force absorbing element.

Die DE 10 2013 220 139 A1 beschreibt ein weiteres System zum Schutz von Batterien in Kraftfahrzeugen.the DE 10 2013 220 139 A1 describes another system for protecting batteries in motor vehicles.

Sämtliche der bekannten Lösungen nehmen jedoch insbesondere in Querrichtung des Kraftfahrzeugs sehr viel Raum in Anspruch, was den für die Batteriemodule zur Verfügung stehenden Raum stark verringert. Da in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs der für die Batteriemodule zur Verfügung stehende Raum durch die beiden Achsen begrenzt ist, besteht jedoch insbesondere in Querrichtung ein gewisses Potential, eine größere Anzahl an Batteriemodulen bzw. größere Batteriemodule unterzubringen und damit eine größere Reichweite des Kraftfahrzeugs zu erreichen. Dieser Raum wird bei den bekannten Lösungen jedoch, wie bereits erwähnt, größtenteils von den Energieabsorptionselementen bzw. allgemein den Schutzvorrichtungen eingenommen.However, all of the known solutions take up a great deal of space, particularly in the transverse direction of the motor vehicle, which greatly reduces the space available for the battery modules. Since the space available for the battery modules is limited by the two axes in the longitudinal direction of the motor vehicle, there is a certain potential, especially in the transverse direction, to accommodate a larger number of battery modules or larger battery modules and thus to achieve a longer range for the motor vehicle. In the known solutions, however, as already mentioned, this space is largely taken up by the energy absorption elements or, in general, by the protective devices.

Das Deformationsverhalten der bekannten Schutzvorrichtungen ist außerdem häufig von der Position des Auftreffens des Kraftfahrzeugs auf ein Hindernis in der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs abhängig, da die Querstege oder die Deformationselemente zwar relativ viel Kraft aufnehmen können, zwischen den Querstegen bzw. den Deformationselementen allerdings meist sehr viel weniger Kraft aufgenommen werden kann, sodass Hindernisse, auf die das Fahrzeug auftrifft, an bestimmten Stellen tiefer in die Schutzvorrichtungen eintreten können.The deformation behavior of the known protective devices is also often dependent on the position in which the motor vehicle hits an obstacle in the longitudinal direction of the motor vehicle, since the transverse webs or the deformation elements can absorb a relatively large amount of force, but usually much less between the transverse webs or the deformation elements Force can be absorbed, allowing obstacles encountered by the vehicle to penetrate deeper into the guards at certain points.

Ein weiteres Problem der bekannten Lösungen besteht zum Teil darin, dass eine zu starke Verformung der Querstege zu einer Beschädigung der Batteriemodule führen kann.A further problem of the known solutions consists in part in the fact that excessive deformation of the transverse webs can lead to damage to the battery modules.

Es ist jedoch erforderlich, die Batteriemodule in ausreichender Weise zu schützen, da ein nicht ausreichender Schutz möglicherweise zur Beschädigung derselben führen kann, was wiederum Beschädigungen des Kraftfahrzeugs zur Folge haben könnte.However, it is necessary to adequately protect the battery modules, since insufficient protection can possibly lead to damage to them, which in turn could result in damage to the motor vehicle.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Schutz von Batteriemodulen in einem Kraftfahrzeug zu schaffen, die einerseits über die gesamte Länge des Kraftfahrzeugs, über die die Batteriemodule angeordnet sind, einen ausreichenden Schutz derselben bietet, die andererseits jedoch das Unterbringen einer möglichst großen Anzahl an Batteriemodulen ermöglicht.It is therefore an object of the present invention to create a device for protecting battery modules in a motor vehicle which, on the one hand, offers adequate protection over the entire length of the motor vehicle over which the battery modules are arranged, but which, on the other hand, allows the accommodation of the largest possible Number of battery modules allowed.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features mentioned in claim 1.

Durch die erfindungsgemäßen Deformationseinrichtungen an den dem Rahmen zugeordneten Enden der Querstege, die sich bei Aufbringen einer wenigstens teilweise in Längsrichtung auf dieselben wirkenden Kraft im Prinzip lediglich in ihrer Längsrichtung verformen, wird ein Großteil der auf das Gehäuse wirkenden Kraft durch die Deformationseinrichtungen aufgenommen, die sich aufgrund ihrer Konstruktion kontrolliert und gezielt verformen. Dadurch, dass die Verformung im Wesentlichen nur in der Längsrichtung erfolgt, werden die Deformationseinrichtungen nicht in Richtung der Batteriemodule verformt, so dass diese nicht beschädigt werden können. Dabei ist das Kraft-Weg-Verhalten der Deformationseinrichtungen sehr genau einstellbar.Due to the deformation devices according to the invention on the ends of the transverse webs assigned to the frame, which deform in principle only in their longitudinal direction when a force is applied that acts at least partially in the longitudinal direction on them, a large part of the force acting on the housing is absorbed by the deformation devices, which deform in a controlled and targeted manner due to their design. Because the deformation essentially only takes place in the longitudinal direction, the deformation devices are not deformed in the direction of the battery modules, so that these cannot be damaged. The force-displacement behavior of the deformation devices can be adjusted very precisely.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schutz der Batteriemodule ermöglicht also eine gezielte Deformation von eine Kraft aufnehmenden Bauteilen in einem bestimmten Bereich des Gehäuses und definiert so einen Schutzbereich der Batteriemodule außerhalb dieses Deformationsbereichs, so dass Beschädigungen der Batteriemodule verhindert werden und dennoch genügend Raum für deren Unterbringung zur Verfügung steht.The device according to the invention for protecting the battery modules thus allows a targeted deformation of a force-absorbing components in a specific area of the housing and thus defines a protective area of the battery modules outside of this deformation area, so that damage to the battery modules is prevented and still enough space is available for their accommodation stands.

Die Größe des sich durch die Deformationseinrichtungen ergebenden Deformationsbereichs und damit auch des Schutzbereichs für die Batteriemodule hängt unter anderem von der Beschaffenheit der eingesetzten Batteriemodule, der restlichen Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs sowie der einzuhaltenden Sicherheitsvorschriften ab. Dabei kann die Größe des Deformationsbereichs im Wesentlichen durch die Länge der Deformationseinrichtungen, mit der sie sich von dem Rahmen in das Innere des Gehäuses erstrecken, eingestellt werden.The size of the deformation area resulting from the deformation devices and thus also the protective area for the battery modules depends, among other things, on the nature of the battery modules used, the remaining body structure of the motor vehicle and the applicable safety regulations. The size of the deformation area can be set essentially by the length of the deformation devices with which they extend from the frame into the interior of the housing.

Dabei erzeugt der steife, nicht von den Deformationseinrichtungen eingenommene Teil der Querstege die Sicherheit der zwischen den Querstegen angeordneten Batteriemodulen.The stiff part of the transverse webs that is not occupied by the deformation devices creates the safety of the battery modules arranged between the transverse webs.

Dadurch, dass die Querstege wenigstens zwei Abschnitte aufweisen, lassen sich die auf die Querstege wirkenden Kräfte besonders einfach aufnehmen, so dass eine dementsprechend höhere Sicherheit bei der Auslegung der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich ist.Due to the fact that the transverse webs have at least two sections, the forces acting on the transverse webs can be absorbed particularly easily, so that a correspondingly higher level of safety is possible when designing the device according to the invention.

Eine alternative Lösung der Aufgabe ergibt sich aus Anspruch 2.An alternative solution to the problem results from claim 2.

Ein noch besserer Schutz der Batteriemodule ergibt sich, wenn in einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Deformationseinrichtungen so ausgebildet sind, dass sie sich nur über einen bestimmten Teil ihrer Länge verformen. Auf diese Weise kann der Schutzbereich für die Batteriemodule sehr genau definiert werden.Even better protection of the battery modules results if, in a very advantageous development of the invention, the deformation devices are designed in such a way that they only deform over a certain part of their length. In this way, the protection area for the battery modules can be defined very precisely.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zwei Abschnitte durch Aufbringen einer Kraft gegeneinander beweglich sind. Dadurch können die auf das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung einwirkenden Kräfte besonders gut absorbiert werden.It is particularly advantageous if the two sections can be moved in relation to one another by applying a force. As a result, the forces acting on the housing of the device according to the invention can be absorbed particularly well.

Eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug mit einem Bodenabschnitt, mit mehreren in dem Bodenabschnitt angeordneten Batteriemodulen und mit einer in dem Bodenabschnitt angeordneten, erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Anspruch 9 angegeben.A body for a motor vehicle with a floor section, with a plurality of battery modules arranged in the floor section and with a device according to the invention arranged in the floor section is specified in claim 9 .

Eine solche Karosserie ist in der Lage, insbesondere bei einem Elektrofahrzeug vorteilhaft eingesetzt zu werden, da sie einen sehr guten Schutz für die dabei erforderlichen Batteriemodule bietet.Such a body is able to be used advantageously in an electric vehicle in particular, since it offers very good protection for the battery modules required in this case.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen.Further advantageous configurations of the invention result from the remaining dependent claims.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.In the following, exemplary embodiments of the invention are shown in principle with reference to the drawing.

Es zeigt:

  • 1 eine sehr schematische Darstellung einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs mit einer darin angeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 2 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 3 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 4 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 5 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
  • 6 eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
It shows:
  • 1 a very schematic representation of a body of a motor vehicle with a device according to the invention arranged therein;
  • 2 a plan view of a first embodiment of the device according to the invention;
  • 3 a second embodiment of the device according to the invention;
  • 4 a third embodiment of the device according to the invention;
  • 5 a fourth embodiment of the device according to the invention; and
  • 6 a fifth embodiment of the device according to the invention.

1 zeigt auf sehr schematische Weise ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Karosserie 2. Die Karosserie 2 weist einen Bodenabschnitt 3 und eine in dem Bodenabschnitt 3 angeordnete Vorrichtung 4 zur Aufnahme und zum Schutz von Batteriemodulen 5 auf, von denen in 1 einige angedeutet sind. Bei dem Kraftfahrzeug 1 handelt es sich demnach um ein Elektrofahrzeug, das von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird, der wiederum von den Batteriemodulen 5 mit Strom versorgt wird. 1 shows a motor vehicle 1 with a body 2 in a very schematic manner. The body 2 has a floor section 3 and a device 4 arranged in the floor section 3 for receiving and protecting battery modules 5, of which in 1 some are indicated. Motor vehicle 1 is therefore an electric vehicle, which is driven by an electric motor (not shown), which in turn is supplied with power by battery modules 5 .

In 2 ist die Vorrichtung 4 zum Schutz der Batteriemodule 5 in einer Draufsicht dargestellt. Die Vorrichtung 4 weist ein Gehäuse 6 auf, das wiederum einen umlaufenden Rahmen 7 und mehrere, innerhalb des Rahmens 7 angeordnete, sich an ihren Enden an dem Rahmen 7 abstützende, in einer mit „y“ bezeichneten Querrichtung des Kraftfahrzeugs 1 verlaufende Querstege 8 aufweist. Wie in 2 mittels eines der Batteriemodule 5 angedeutet, sind die Batteriemodule 5 zwischen den Querstegen 8 angeordnet. Die Batteriemodule 5 können im Prinzip eine beliebige Höhe aufweisen, die unter anderem auch von der Konstruktion des Kraftfahrzeugs abhängt.In 2 the device 4 for protecting the battery modules 5 is shown in a plan view. The device 4 has a housing 6, which in turn has a peripheral frame 7 and a plurality of transverse webs 8 arranged within the frame 7, which are supported at their ends on the frame 7 and run in a transverse direction of the motor vehicle 1 labeled “y”. As in 2 indicated by means of one of the battery modules 5, the battery modules 5 are arranged between the transverse webs 8. In principle, the battery modules 5 can have any desired height, which also depends, among other things, on the construction of the motor vehicle.

Im vorliegenden Fall ist innerhalb des Rahmens 7 neben den Querstegen 8 außerdem ein Längssteg 9 angeordnet, an dem sich die Querstege 8 abstützen können. In dem Bereich, an dem sich die Querstege 8 an dem Längssteg 9 abstützen, können sie einen anderen Querschnitt als in ihrem restlichen Bereich aufweisen. Beispielsweise können die Querstege 8 in diesem Bereich einen geringeren Querschnitt aufweisen.In the present case, in addition to the transverse webs 8, a longitudinal web 9 is also arranged within the frame 7, on which the transverse webs 8 can be supported. In the area where the transverse webs 8 are supported on the longitudinal web 9, they can have a different cross section than in their remaining area. For example, the transverse webs 8 can have a smaller cross section in this area.

An ihren dem Rahmen 7 zugerichteten bzw. zugeordneten Enden weisen die Querstege 8 jeweilige Deformationseinrichtungen 10 auf, die so ausgebildet sind, dass sie sich bei Aufbringen einer wenigstens teilweise in Längsrichtung derselben, also in der mit „y“ bezeichneten Querrichtung des Kraftfahrzeugs 1, auf dieselbe wirkende Kraft F im Wesentlichen lediglich in ihrer Längsrichtung verformen. Vorzugsweise sind die Deformationseinrichtungen 10 so ausgebildet, dass sie sich nur über einen bestimmten Teil ihrer Länge verformen. Dadurch ergibt sich ein mittels einer gestrichelten Linie angedeuteter Schutzbereich für die Batteriemodule 5, in denen diese keinerlei Beschädigungen erfahren. In den anderen, dem Rahmen 7 zugewandten Bereichen innerhalb des Gehäuses 6 sind gegebenenfalls geringfügige Beschädigungen der Batteriemodule möglich, jedoch nur in einem solchen Umfang, dass dies keine sicherheitsrelevanten Folgen hat.At their ends facing or assigned to the frame 7, the transverse webs 8 have respective deformation devices 10, which are designed in such a way that they move at least partially in the longitudinal direction of the latter, i.e. in the transverse direction of the motor vehicle 1 marked “y”, when a force is applied deform the same acting force F essentially only in its longitudinal direction. The deformation devices 10 are preferably designed in such a way that they only deform over a certain part of their length. Thereby This results in a protection area for the battery modules 5, indicated by a dashed line, in which they are not damaged at all. In the other areas within the housing 6 facing the frame 7, slight damage to the battery modules is possible, but only to such an extent that this has no safety-relevant consequences.

Die 3 bis 6 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Deformationseinrichtungen 10 der Vorrichtung 4. In sämtlichen in den 3 bis 7 dargestellten Ausführungsformen weisen die Querstege 8 zwei gegeneinander bewegliche Abschnitte 8a und 8b auf. Hierbei sind die Abschnitte 8a jeweils dem Rahmen 7 zugeordnet bzw. mit dem Rahmen 7 verbunden. Die Abschnitte 8b erstrecken sich in Richtung des Längsstegs 9 bzw. in Richtung der Mitte des Kraftfahrzeugs 1. Auf der gegenüberliegenden Seite des Rahmens 7 können die Deformationseinrichtungen 10 in ähnlicher bzw. identischer Weise ausgebildet sein. Die Abschnitte 8b können sich dabei über den Längssteg 9 hinweg erstrecken, so dass die Querstege 8 im Prinzip einen mittleren Abschnitt, nämlich den Abschnitt 8b, und zwei äußere Abschnitte, nämlich die Abschnitte 8a, aufweisen. Des Weiteren sind bei sämtlichen in den 3 bis 6 beschriebenen Ausführungsformen die beiden Abschnitte 8a und 8b als Hohlprofile ausgebildet, was jedoch nicht zwingend erforderlich ist.the 3 until 6 show different embodiments of the deformation devices 10 of the device 4. In all in the 3 until 7 In the illustrated embodiments, the transverse webs 8 have two sections 8a and 8b that can move relative to one another. In this case, the sections 8a are each associated with the frame 7 or connected to the frame 7 . The sections 8b extend in the direction of the longitudinal web 9 or in the direction of the center of the motor vehicle 1. On the opposite side of the frame 7, the deformation devices 10 can be designed in a similar or identical manner. The sections 8b can extend over the longitudinal web 9, so that the transverse webs 8 in principle have a middle section, namely the section 8b, and two outer sections, namely the sections 8a. Furthermore, with all in the 3 until 6 described embodiments, the two sections 8a and 8b formed as hollow profiles, but this is not absolutely necessary.

Eine weitere, sämtliche Ausführungsformen der Vorrichtung 4 betreffende Gemeinsamkeit kann darin bestehen, dass die beiden Abschnitte 8a und 8b der Deformationseinrichtungen 10 aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Festigkeiten bestehen. Als Werkstoffe für die Deformationseinrichtungen 10 bzw. deren Abschnitte 8a und 8b kommen die unterschiedlichsten Metallwerkstoffe, wie z. B. Stahl oder Aluminium, jedoch auch Kunststoffe, faserverstärkte Kunststoffe und ähnliches in Frage. Dabei ist auch denkbar, Stähle mit unterschiedlichen Festigkeiten einzusetzen.Another common feature that affects all embodiments of the device 4 can be that the two sections 8a and 8b of the deformation devices 10 consist of materials with different strengths. A wide variety of metal materials, such as e.g. As steel or aluminum, but also plastics, fiber-reinforced plastics and the like in question. It is also conceivable to use steels with different strengths.

Des Weiteren können bei sämtlichen Ausführungsformen der Vorrichtung 4 die beiden Abschnitte 8a und 8b unterschiedliche Querschnitte aufweisen. Vorzugsweise ist dabei der Abschnitt 8a mit einem kleineren Querschnitt als der Abschnitt 8b, z.B. mit einer geringeren Wandstärke, ausgeführt. Unterschiedliche Querschnitte können auch eingesetzt werden, wenn die beiden Anschnitte 8a und 8b nicht als separate Teile, sondern einteilig miteinander ausgebildet sind.Furthermore, in all of the embodiments of the device 4, the two sections 8a and 8b can have different cross sections. Section 8a is preferably designed with a smaller cross section than section 8b, e.g. with a smaller wall thickness. Different cross sections can also be used if the two incisions 8a and 8b are not formed as separate parts, but are formed in one piece with one another.

Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform weisen die beiden Abschnitte 8a und 8b an ihren einander zugewandten Enden unterschiedliche Durchmesser auf. Im vorliegenden Fall weist der Abschnitt 8a einen geringeren Durchmesser auf als der Abschnitt 8b, so dass der Abschnitt 8a in den Abschnitt 8b eingreift. Bei Einwirken einer Kraft F auf den Quersteg 8 und somit auf die Deformationseinrichtung 10 dringt dabei der Abschnitt 10 in den Abschnitt 8b ein. Dies führt zu einer Verjüngung bzw. einer Durchmesserverringerung des Abschnitts 8a, wodurch ein Großteil der Kraft F abgebaut wird. Möglicherweise ergibt sich auch eine geringfügige Vergrößerung des Außendurchmessers des Abschnitts 8b, diese ist jedoch nur so groß, dass eine Gefahr einer Beschädigung der Batteriemodule 5 im Prinzip ausgeschlossen werden kann. Insbesondere tritt eine solche Vergrößerung des Außendurchmessers des Abschnitts 8b nur über einen sehr kurzen Bereich der Länge desselben auf. Bei dieser Ausführungsform ist es außerdem möglich, den Abschnitt 8a aus einem Werkstoff mit einer geringeren Festigkeit als den Werkstoff des Abschnitts 8b auszuführen. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, den Abschnitt 8a mit einem geringeren Querschnitt als den Abschnitt 8b auszuführen.At the in 3 In the illustrated embodiment, the two sections 8a and 8b have different diameters at their ends facing one another. In the present case, section 8a has a smaller diameter than section 8b, so that section 8a engages in section 8b. When a force F acts on the transverse web 8 and thus on the deformation device 10, the section 10 penetrates into the section 8b. This leads to a tapering or a reduction in diameter of the section 8a, as a result of which a large part of the force F is reduced. There may also be a slight increase in the outside diameter of section 8b, but this is only so large that the risk of damage to the battery module 5 can in principle be ruled out. In particular, such an increase in the outside diameter of section 8b occurs only over a very short portion of the length thereof. In this embodiment it is also possible to make the section 8a from a material with a lower strength than the material of the section 8b. Alternatively or additionally, it is also possible to design section 8a with a smaller cross section than section 8b.

Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform sind die beiden Abschnitte 8a und 8b der Deformationseinrichtung 10 mittels eines Verbindungselements 11 miteinander verbunden. Des Weiteren weist der Abschnitt 8a einen geringeren Durchmesser bzw. allgemein einen kleineren Querschnitt als der Abschnitt 8b auf, so dass der Abschnitt 8a innerhalb des Abschnitts 8b angeordnet ist. Bei Einwirken einer Kraft F auf den entsprechenden Quersteg 8 bewirkt das Verbindungselement 11 eine plastische Verformung des Abschnitts 8a, beispielsweise indem ein ebenfalls in 4 dargestellter Schlitz 12 in dem Abschnitt 8a gebildet wird. Auch auf diese Weise kann somit die Kraft F von der Deformationseinrichtung 10 aufgenommen werden. Statt des als durchlaufender Bolzen ausgebildeten Verbindungselements 11 könnte dasselbe auch lediglich an einer Seite der Deformationseinrichtung 10 vorgesehen sein. Selbstverständlich wären auch zwei oder mehr um den Umfang der Abschnitte 8a und 8b vorgesehene Verbindungselemente 11 denkbar.At the in 4 In the illustrated embodiment, the two sections 8a and 8b of the deformation device 10 are connected to one another by means of a connecting element 11 . Furthermore, the section 8a has a smaller diameter or generally a smaller cross-section than the section 8b, so that the section 8a is arranged inside the section 8b. When a force F acts on the corresponding crossbar 8, the connecting element 11 causes a plastic deformation of the section 8a, for example by a likewise in 4 slot 12 shown is formed in portion 8a. In this way, too, the force F can be absorbed by the deformation device 10 . Instead of the connecting element 11 designed as a continuous bolt, the same could also be provided only on one side of the deformation device 10 . Of course, two or more connecting elements 11 provided around the circumference of sections 8a and 8b would also be conceivable.

Bei der Ausführungsform der Deformationseinrichtung 10 gemäß 5 weist der Abschnitt 8a eine geringere Wandstärke als der Abschnitt 8b auf. Dadurch verformt sich der Abschnitt 8a bei Einwirken der Kraft F stärker als der Abschnitt 8b, so dass der Abschnitt 8a den Großteil der Kraft F aufnimmt und sich der Abschnitt 8b im Prinzip nicht verformt. Dadurch stellt der Abschnitt 8b ebenfalls keine Gefährdung für die benachbarten Batteriemodule 5 dar und die oben genannte Schutzzone bleibt aufrechterhalten. Bei dieser Ausführungsform wäre es zusätzlich möglich, die beiden Abschnitte 8a und 8b aus Werkstoffen mit unterschiedlicher Festigkeit auszuführen. Beispielsweise kann der Abschnitt 8a aus einem spröderem Werkstoff bestehen als der Abschnitt 8b, so dass die auf die Deformationseinrichtungen 10 einwirkende Kraft zu einer Zerstörung des Abschnitts 8a führt, wohingegen der Abschnitt 8b erhalten bleibt.In the embodiment of the deformation device 10 according to FIG 5 section 8a has a smaller wall thickness than section 8b. As a result, section 8a deforms more than section 8b when force F is applied, so that section 8a absorbs the majority of force F and section 8b does not deform in principle. As a result, the section 8b also does not pose a threat to the adjacent battery modules 5 and the above-mentioned protection zone is maintained. In this embodiment, it would also be possible to make the two sections 8a and 8b from materials with different strengths. For example, the section 8a from consist of a more brittle material than section 8b, so that the force acting on the deformation devices 10 leads to the destruction of section 8a, whereas section 8b is retained.

Bei der Ausführungsform von 6 ist an dem dem Rahmen 7 zugewandten Ende der Deformationseinrichtung 10 eine Umformeinrichtung 13 vorgesehen. Durch die Umformeinrichtung 13 wird der Abschnitt 8a bei Einwirken der Kraft F gemäß der gestrichelten Linien verformt, so dass die Kraft F abgebaut wird, ohne dass der Abschnitt 8b wesentlich beschädigt wird. Im vorliegenden Fall wird dies auch dadurch erreicht, dass der Abschnitt 8a wiederum einen geringeren Querschnitt, im vorliegenden Fall eine geringere Wandstärke, als der Abschnitt 8b aufweist.In the embodiment of 6 a forming device 13 is provided at the end of the deformation device 10 facing the frame 7 . The section 8a is deformed by the deforming device 13 when the force F acts according to the dashed lines, so that the force F is reduced without the section 8b being significantly damaged. In the present case, this is also achieved in that section 8a again has a smaller cross section, in the present case a smaller wall thickness, than section 8b.

Claims (9)

Vorrichtung (4) zum Schutz von Batteriemodulen (5) in einem Kraftfahrzeug (1), mit einem Gehäuse (6), das einen umlaufenden Rahmen (7) und mehrere, innerhalb des Rahmens (7) angeordnete, sich an ihren Enden an dem Rahmen (7) abstützende, in Querrichtung (y) des Kraftfahrzeugs (1) verlaufende Querstege (8) aufweist, zwischen denen die Batteriemodule (5) anordenbar sind, wobei die Querstege (8) an ihren dem Rahmen (7) zugeordneten Enden jeweilige Deformationseinrichtungen (10) aufweisen, die so ausgebildet sind, dass sie sich bei Aufbringen einer wenigstens teilweise in Längsrichtung auf dieselben wirkende Kraft im Wesentlichen lediglich in ihrer Längsrichtung verformen, wobei die Querstege (8) wenigstens zwei Abschnitte (8a,8b) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Abschnitte (8a,8b) mittels wenigstens eines Verbindungselements (11), das bei Einwirken einer Kraft auf den Querschnitt (8) eine plastische Verformung des Abschnitts (8a) bewirkt, miteinander verbunden sind.Device (4) for protecting battery modules (5) in a motor vehicle (1), having a housing (6) which has a peripheral frame (7) and several, arranged inside the frame (7), which are attached to the frame at their ends (7) has supporting transverse webs (8) running in the transverse direction (y) of the motor vehicle (1), between which the battery modules (5) can be arranged, the transverse webs (8) having respective deformation devices ( 10) which are designed in such a way that when a force is applied which acts at least partially in the longitudinal direction on the same, they deform essentially only in their longitudinal direction, the transverse webs (8) having at least two sections (8a, 8b), characterized in that that the at least two sections (8a, 8b) are connected to one another by means of at least one connecting element (11) which causes plastic deformation of the section (8a) when a force acts on the cross section (8). are. Vorrichtung (4) zum Schutz von Batteriemodulen (5) in einem Kraftfahrzeug (1), mit einem Gehäuse (6), das einen umlaufenden Rahmen (7) und mehrere, innerhalb des Rahmens (7) angeordnete, sich an ihren Enden an dem Rahmen (7) abstützende, in Querrichtung (y) des Kraftfahrzeugs (1) verlaufende Querstege (8) aufweist, zwischen denen die Batteriemodule (5) anordenbar sind, wobei die Querstege (8) an ihren dem Rahmen (7) zugeordneten Enden jeweilige Deformationseinrichtungen (10) aufweisen, die so ausgebildet sind, dass sie sich bei Aufbringen einer wenigstens teilweise in Längsrichtung auf dieselben wirkende Kraft im Wesentlichen lediglich in ihrer Längsrichtung verformen, wobei die Querstege (8) wenigstens zwei Abschnitte (8a,8b) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem der dem Rahmen (7) zugewandten Enden der Deformationseinrichtungen (10) Umformeinrichtungen (13) vorgesehen sind.Device (4) for protecting battery modules (5) in a motor vehicle (1), having a housing (6) which has a peripheral frame (7) and several, arranged inside the frame (7), which are attached to the frame at their ends (7) has supporting transverse webs (8) running in the transverse direction (y) of the motor vehicle (1), between which the battery modules (5) can be arranged, the transverse webs (8) having respective deformation devices ( 10) which are designed in such a way that when a force is applied which acts at least partially in the longitudinal direction on the same, they deform essentially only in their longitudinal direction, the transverse webs (8) having at least two sections (8a, 8b), characterized in that that forming devices (13) are provided on at least one of the ends of the deformation devices (10) facing the frame (7). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationseinrichtungen (10) so ausgebildet sind, dass sie sich nur über einen bestimmten Teil ihrer Länge verformen.device after claim 1 or 2 , characterized in that the deformation devices (10) are designed in such a way that they deform only over a certain part of their length. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querstege (8) wenigstens zwei Abschnitte (8a,8b) aufweisen.device after claim 2 , characterized in that the transverse webs (8) have at least two sections (8a, 8b). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Abschnitte (8a,8b) durch Aufbringen einer Kraft gegeneinander beweglich sind.device after claim 1 or 4 , characterized in that the at least two sections (8a, 8b) can be moved relative to one another by the application of a force. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Abschnitte (8a,8b) als Hohlprofile ausgebildet sind.device after claim 4 or 5 , characterized in that the at least two sections (8a, 8b) are designed as hollow profiles. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Abschnitte (8a,8b) aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Festigkeiten bestehen und/oder unterschiedliche Querschnitte aufweisen.device after claim 4 , 5 or 6 , characterized in that the at least two sections (8a, 8b) consist of materials with different strengths and/or have different cross sections. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Abschnitte (8a,8b) an ihren einander zugewandten Enden unterschiedliche Durchmesser aufweisen, so dass ein Abschnitt (8a) in den anderen Abschnitt (8b) eingreift.Device according to one of Claims 4 until 7 , characterized in that the at least two sections (8a, 8b) have different diameters at their mutually facing ends, so that one section (8a) engages in the other section (8b). Karosserie für ein Kraftfahrzeug (1), mit einem Bodenabschnitt (3) und mit mehreren in dem Bodenabschnitt (3) angeordneten Batteriemodulen (5), dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bodenabschnitt (3) eine Vorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 angeordnet ist.Body for a motor vehicle (1), with a floor section (3) and with a plurality of battery modules (5) arranged in the floor section (3), characterized in that in the floor section (3) a device (4) according to one of Claims 1 until 8th is arranged.
DE102017011968.6A 2017-12-23 2017-12-23 Device for protecting battery modules in a motor vehicle Active DE102017011968B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017011968.6A DE102017011968B4 (en) 2017-12-23 2017-12-23 Device for protecting battery modules in a motor vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017011968.6A DE102017011968B4 (en) 2017-12-23 2017-12-23 Device for protecting battery modules in a motor vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017011968A1 DE102017011968A1 (en) 2019-06-27
DE102017011968B4 true DE102017011968B4 (en) 2022-06-15

Family

ID=66768233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017011968.6A Active DE102017011968B4 (en) 2017-12-23 2017-12-23 Device for protecting battery modules in a motor vehicle

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017011968B4 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022004754A1 (en) 2021-12-22 2023-06-22 Mercedes-Benz Group AG System for holding and protecting battery modules
CN217641586U (en) * 2022-01-13 2022-10-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 Battery module, battery structure and electronic equipment
DE102022110994B3 (en) * 2022-05-04 2023-10-19 Audi Aktiengesellschaft Crash system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20220575U1 (en) 2002-09-19 2003-10-16 Rehau Ag & Co Shock absorber for car bumper comprises plastic tube, on which metal ring with flange is mounted, teeth on inside of ring cutting material from outside of tube when crash occurs
DE102009053138A1 (en) 2009-11-05 2011-05-12 Rehau Ag + Co. Electrically operated vehicle, has battery for storing electricity, and energy absorbing element provided in area directly surrounding battery or battery box for reducing kinetic energy of battery and/or vehicle during accidents
DE102011120960A1 (en) 2011-10-20 2013-04-25 Volkswagen Ag Battery arrangement for use in vehicle, particularly electric vehicle, has traction battery, which is arranged below vehicle floor and is protected against side crash with lateral deformation elements
DE102013220139A1 (en) 2012-10-15 2014-04-17 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Battery backup systems and devices
DE102015012257A1 (en) 2015-09-19 2016-04-07 Daimler Ag Protective device for an electric battery and vehicle
DE102016110787A1 (en) 2016-06-13 2017-12-14 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Battery housing of a traction battery of a motor vehicle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20220575U1 (en) 2002-09-19 2003-10-16 Rehau Ag & Co Shock absorber for car bumper comprises plastic tube, on which metal ring with flange is mounted, teeth on inside of ring cutting material from outside of tube when crash occurs
DE102009053138A1 (en) 2009-11-05 2011-05-12 Rehau Ag + Co. Electrically operated vehicle, has battery for storing electricity, and energy absorbing element provided in area directly surrounding battery or battery box for reducing kinetic energy of battery and/or vehicle during accidents
DE102011120960A1 (en) 2011-10-20 2013-04-25 Volkswagen Ag Battery arrangement for use in vehicle, particularly electric vehicle, has traction battery, which is arranged below vehicle floor and is protected against side crash with lateral deformation elements
DE102013220139A1 (en) 2012-10-15 2014-04-17 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Battery backup systems and devices
DE102015012257A1 (en) 2015-09-19 2016-04-07 Daimler Ag Protective device for an electric battery and vehicle
DE102016110787A1 (en) 2016-06-13 2017-12-14 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Battery housing of a traction battery of a motor vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017011968A1 (en) 2019-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19717473B4 (en) Energy absorber element
DE102014107320B4 (en) Bumper arrangement for a motor vehicle
DE102007035483A1 (en) crash facility
DE102017011968B4 (en) Device for protecting battery modules in a motor vehicle
DE202010016444U1 (en) Device for attaching door or flap hinges or other elements to the doors or flaps or to the bodywork of motor vehicles.
DE102008013832B4 (en) Energy absorbing connector
DE102012015990A1 (en) Deformation element used as bumper assembly of motor vehicle, is provided between cross element and supporting structure whose block dimension is deformed during crash, by degradation of impact forces applied on supporting structure
EP1541424B1 (en) Crash element shaped as a hollow profile
DE102019101718A1 (en) Bumper assembly for a motor vehicle
DE102008000936B4 (en) Wheel suspension for a vehicle and connecting element for such a suspension
DE102008026334A1 (en) Rear or front cross beam for frame structure of motor vehicle, has crash unit arranged in longitudinal end region, where beam is designed as one-sided open cap profile with cross section depth that change in longitudinal direction of beam
DE102006015877A1 (en) Crashboxvorrichtung
DE102012001940A1 (en) Deformation element, in particular for bumpers on motor vehicles
DE102015112496A1 (en) Body part of a vehicle
EP2017387B1 (en) Crash barrier assembly
DE102014108979A1 (en) Device for absorbing energy in a vehicle impact
DE102017220987B4 (en) Structural component for the body of a vehicle
DE102016117888A1 (en) Device for arranging a passenger restraint system
DE202018106907U1 (en) Vehicle restraint system
DE102005021741B4 (en) Device for energy absorption when an energy is applied to a motor vehicle
DE102015012142B3 (en) Vehicle body of a motor vehicle
DE102021111336B4 (en) Tension member for a motor vehicle body for reducing an intrusion depth
DE102018219325A1 (en) Seat belt with plate-shaped load limiter
DE102014220703B4 (en) Arrangement in the area of a mounting bracket in the front end of a motor vehicle
DE102013207236A1 (en) Front bumper assembly for vehicle e.g. motor car, has upper and lower cross beams connected with vehicle frame through leg portion, and specific material weakening point provided at junction of lower cross beam and leg portion

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final