DE102017101110A1

DE102017101110A1 - Deformierbares batteriesatzgehäuse

Info

Publication number: DE102017101110A1
Application number: DE102017101110.2A
Authority: DE
Inventors: Anil Reddy PULLALAREVU; Peyman Aghssa; Abdelmonaam Sassi; Amar MARPU; Nathan Kristofor Tardif; Adam Denlinger
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-01-26
Filing date: 2017-01-20
Publication date: 2017-07-27
Also published as: US9673433B1; CN106994890A; CN106994890B

Abstract

Eine beispielhafte Baugruppe für ein elektrifiziertes Fahrzeug umfasst unter anderem eine Unterwand eines Batteriegehäuses und eine Oberwand des Batteriegehäuses. Die Oberwand beinhaltet einen Oberwanddeformationsbereich, der dafür ausgelegt ist, sich als Reaktion darauf, dass eine Belastung auf das Batteriegehäuse ausgeübt wird, vor anderen Bereichen der Oberwand zu deformieren.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein Batteriesatzgehäuse und insbesondere ein Batteriesatzgehäuse, das Bereiche für kontrollierte Deformation unter einer Seitenaufprallbelastung einschließt.
STAND DER TECHNIK
Elektrifizierte Fahrzeuge unterscheiden sich von herkömmlichen Kraftfahrzeugen, da elektrifizierte Fahrzeuge selektiv unter Verwendung einer oder mehrerer von einer Traktionsbatterie mit Strom versorgter Elektromaschinen angetrieben werden. Die Elektromaschinen können die elektrifizierten Fahrzeuge anstelle eines Verbrennungsmotors oder zusätzlich dazu antreiben. Zu beispielhaften elektrifizierten Fahrzeugen zählen Hybridelektrofahrzeuge (HEVs), Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge (PHEVs), Brennstoffzellenfahrzeuge (FCVs) und Batterieelektrofahrzeuge (BEVs).
Die Traktionsbatterien eines typischen elektrifizierten Fahrzeugs beinhalten Arrays von Batteriezellen, die sich innerhalb eines Schutzgehäuses befinden. Relativ hohe Belastungen, wie etwa Seitenaufprallbelastungen auf das elektrifizierte Fahrzeug, können die Traktionsbatterien auf unerwünschte Weise stören, selbst wenn sich die Arrays in einem Gehäuse befinden. Die Traktionsbatterien können eine relativ große Packungsgrundfläche aufweisen.
KURZDARSTELLUNG
Eine Baugruppe für ein elektrifziertes Fahrzeug gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem eine Unterwand eines Batteriegehäuses und eine Oberwand des Batteriegehäuses. Die Oberwand beinhaltet einen Oberwanddeformationsbereich, der dafür ausgelegt ist, sich als Reaktion darauf, dass eine Belastung auf das Batteriegehäuse ausgeübt wird, vor anderen Bereichen der Oberwand zu deformieren.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der Baugruppe für ein elektrifiziertes Fahrzeug kann die Baugruppe ein erstes Array von Batteriezellen an einer ersten lateralen Seite des Oberwanddeformationsbereichs und ein zweites Array von Batteriezellen an einer gegenüberliegenden zweiten lateralen Seite des Oberwanddeformationsbereichs beeinhalten.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorhergehenden Baugruppen für ein elektrifiziertes Fahrzeug kann die Baugruppe einen Unterwanddeformationsbereich der Unterwand beinhalten. Der Unterwanddeformationsbereich ist dafür ausgelegt ist, sich als Reaktion auf die Belastung vor anderen Bereich der Unterwand zu deformieren.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorhergehenden Baugruppen für ein elektrifiziertes Fahrzeug nimmt der Unterwanddeformationsbereich ein Auspuffrohr eines elektrifizierten Fahrzeugs auf.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorhergehenden Baugruppen für ein elektrifiziertes Fahrzeug befindet sich das erste Array an einer ersten lateralen Seite des Unterwanddeformationsbereichs und das zweite Array befindet sich an einer gegenüberliegenden zweiten lateralen Seite des Unterwanddeformationsbereichs.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorhergehenden Baugruppen für ein elektrifiziertes Fahrzeug sind das erste Array und das zweite Array von allen Teilen des Unterwanddeformationsbereichs beabstandet.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorhergehenden Baugruppen für ein elektrifiziertes Fahrzeug ist der Unterwanddeformationsbereich ein Tunnel, der sich von einem ersten ebenen Abschnitt und einem zweiten ebenen Abschnitt der Unterwand erstreckt.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorhergehenden Baugruppen für ein elektrifiziertes Fahrzeug ist das erste Array auf dem ersten ebenen Abschnitt angeordnet und das zweite Array ist auf dem zweiten ebenen Abschnitt angeordnet.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorhergehenden Baugruppen für ein elektrifiziertes Fahrzeug beinhaltet die Baugruppe ein elektrifiziertes Fahrzeug. Das Batteriegehäuse ist unterhalb einer Bodenwanne des elektrifizierten Fahrzeugs zwischen einer Vorderachse und einer Hinterachse befestigt.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorhergehenden Baugruppen für ein elektrifiziertes Fahrzeug ist das Batteriegehäuse an dem elektrifizierten Fahrzeug zwischen der Vorderachse und einem Absatzgebiet der Bodenwanne befestigt.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorhergehenden Baugruppen für ein elektrifiziertes Fahrzeug ist das Batteriegehäuse seitlich zwischen einem ersten Seitenschweller und einem gegenüberliegenden zweiten Seitenschweller befestigt.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorhergehenden Baugruppen für ein elektrifiziertes Fahrzeug ist die Belastung eine Seitenbelastung.
Ein Verfahren zum Absorbieren einer Seitenbelastung mit einem Batteriesatz gemäß eines weiteren beispielhaften Aspekts der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem das Deformieren eines Oberwanddeformationsbereichs innerhalb einer Oberwand eines Batteriesatzgehäuses als Reaktion darauf, dass eine Seitenbelastung auf das Batteriesatzgehäuse ausgeübt wird. Der Oberwanddeformationsbereich ist dafür ausgelegt, sich vor einem ersten ebenen Abschnitt der Oberwand, der sich an einer ersten Seite des Oberwanddeformationsbereichs befindet, und vor einem zweiten ebenen Abschnitt der Oberwand, der sich auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite des Oberwanddeformationsbereichs befindet, zu deformieren.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der vorhergehenden Verfahrens beinhaltet das Verfahren das Deformieren eines Unterwanddeformationsbereichs innerhalb einer Unterwand eines Batteriesatzgehäuses als Reaktion darauf, dass eine Seitenbelastung auf das Batteriesatzgehäuse ausgeübt wird. Der Unterwanddeformationsbereich ist dafür ausgelegt, sich vor einem ersten ebenen Abschnitt der Unterwand, der sich an einer ersten Seite des Unterwanddeformationsbereichs befindet, und vor einem zweiten ebenen Abschnitt der Unterwand, der sich auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite des Unterwanddeformationsbereichs befindet, zu deformieren.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorhergehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren das Versenken eines Auspuffrohrs eines elektrifizierten Fahrzeugs innerhalb des Unterwanddeformationsbereichs.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorhergehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren das Positionieren eines ersten Arrays von Batteriezellen auf einem ersten ebenen Abschnitt der Unterwand und eines zweiten Arrays von Batteriezellen auf dem zweiten ebenen Abschnitt der Unterwand, wobei das erste und das zweite Array von allen Teilen des Unterwanddeformationsbereichs beabstandet sind.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorhergehenden Verfahren ist der Unterwanddeformationsbereich ein Tunnel, der sich relativ zu dem ersten ebenen Abschnitt und einem zweiten ebenen Abschnitt der Unterwand erstreckt.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorhergehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren ein Montieren des Batteriesatzgehäuses unter einer Bodenwanne eines elektrifizierten Fahrzeugs zwischen einer Vorderachse und einer Hinterachse.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorhergehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren ein Montieren des Batteriesatzgehäuses an dem elektrifizierten Fahrzeug zwischen der Vorderachse und einem Absatzgebiet der Bodenwanne.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorhergehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren ein Montieren des Batteriesatzgehäuses zwischen einem ersten Seitenschweller und einem gegenüberliegenden zweiten Seitenschweller.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der offenbarten Beispiele gehen für den Fachmann aus der detaillierten Beschreibung hervor. Die die detaillierte Beschreibung begleitenden Figuren können wie folgt kurz beschrieben werden:
1 zeigt einen beispielhaften Antriebsstrang für ein elektrifiziertes Fahrzeug.
2 zeigt ein Seitenprofil eines beispielhaften elektrifizierten Fahrzeugs, das den Antriebsstrang aus 1 enthält.
3 zeigt eine Vorderansicht des elektrifizierten Fahrzeugs aus 2.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Batteriesatzes aus dem Antriebsstrang aus 1.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Batteriesatzes von 4, der in einer Bodenwanne des elektrifizierten Fahrzeugs von 2 montiert ist.
6 zeigt eine Untersicht der Bodenwanne aus 4.
7 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in 4.
8 zeigt ein Energiemanagementmodell, das sich auf die Schnittansicht von 7 bezieht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung betrifft allgemein einen Batteriesatz. Ein Gehäuse des Batteriesatzes enthält Deformationsbereiche, die sich als Reaktion auf eine Belastung über einem Schwellenwert deformieren. Die Deformationsbereiche erleichtern eine kontrollierte Deformation des Batteriesatzes unter Belastung um Energie zu absorbieren. Die kontrollierte Deformation schützt Arrays von Batteriezellen innerhalb des Batteriesatzes.
Unter Bezugnahme auf 1 enthält ein Antriebsstrang 10 eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (HEV) einen Batteriesatz 14, der ein Gehäuse 16 mit mehreren Batterie-Arrays 18 aufweist. Der beispielhafte Batteriesatz 14 ist ein Hochspannungsbatteriesatz, der Leistung zum Antrieb des HEV liefern kann.
Der Antriebsstrang 10 beinhaltet ferner einen Verbrennungsmotor 20, einen Motor 22 und einen Generator 24. Der Motor 22 und der Generator 24 sind Arten von Elektromaschinen. Der Motor 22 und der Generator 24 können getrennt sein oder die Form eines kombinierten Motor/Generators aufweisen.
Bei dieser Ausführungsform ist der Antriebsstrang 10 ein leistungsverzweigter Antriebsstrang, der ein erstes Antriebssystem und ein zweites Antriebssystem einsetzt. Das erste und das zweite Antriebssystem erzeugen ein Drehmoment, um einen oder mehrere Sätze von Fahrzeugantriebsrädern 28 anzutreiben. Das erste Antriebssystem enthält eine Kombination aus dem Verbrennungsmotor 20 und dem Generator 24. Das zweite Antriebssystem enthält mindestens den Motor 22, den Generator 24 und den Batteriesatz 14. Der Motor 22 und der Generator 24 sind Teile eines elektrischen Antriebssystems des Antriebsstrangs 10.
Der Verbrennungsmotor 20 und der Generator 24 können durch eine Kraftübertragungseinheit 30, wie zum Beispiel einen Planetenradsatz, verbunden sein. Natürlich können auch andere Arten von Kraftübertragungseinheiten, einschließlich anderer Zahnradsätze und Getriebe, zur Verbindung mit dem Verbrennungsmotor 20 mit dem Generator 24 verwendet werden. Bei einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist die Kraftübertragungseinheit 30 ein Planetenradsatz, der ein Hohlrad 32, ein Sonnenrad 34 und eine Trägeranordnung 36 umfasst.
Der Generator 24 kann von dem Verbrennungsmotor 20 durch die Kraftübertragungseinheit 30 dahingehend angetrieben werden, kinetische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Der Generator 24 kann alternativ als ein Motor funktionieren, um elektrische Energie in kinetische Energie umzuwandeln, wodurch er Drehmoment an eine Welle 38 abgibt, die mit der Kraftübertragungseinheit 30 verbunden ist.
Das Hohlrad 32 der Kraftübertragungseinheit 30 ist mit einer Welle 40 verbunden, die durch eine zweite Kraftübertragungseinheit 44 mit den Fahrzeugantriebsrädern 28 verbunden ist. Die zweite Kraftübertragungseinheit 44 kann einen Zahnradsatz mit mehreren Zahnrädern 46 umfassen. Andere Kraftübertragungseinheiten könnten in anderen Beispielen verwendet werden.
Die Zahnräder 46 übertragen Drehmoment von dem Verbrennungsmotor 20 zu einem Differential 48, um letztlich Traktion für die Fahrzeugantriebsräder 28 bereitzustellen. Das Differential 48 kann mehrere Zahnräder umfassen, die die Übertragung von Drehmoment zu den Fahrzeugantriebsrädern 28 ermöglichen. In diesem Beispiel ist die zweite Kraftübertragungseinheit 44 durch das Differential 48 mechanisch mit einer Achse 50 gekoppelt, um Drehmoment auf die Fahrzeugantriebsräder 28 zu verteilen.
Der Motor 22 kann selektiv zum Antrieb der Fahrzeugantriebsräder 28 durch Abgabe von Drehmoment an eine Welle 54, die auch mit der zweiten Kraftübertragungseinheit 44 verbunden ist, eingesetzt werden. Bei dieser Ausführungsform wirken der Motor 22 und der Generator 24 als Teil eines Rekuperationsbremssystems zusammen, in dem sowohl der Motor 22 als auch der Generator 24 als Motoren zur Abgabe von Drehmoment eingesetzt werden können. Zum Beispiel können der Motor 22 und der Generator 24 jeweils elektrische Leistung zum Aufladen von Zellen des Batteriesatzes 14 abgeben.
Unter Bezugnahme auf 2 und 3 enthält ein elektrifiziertes Fahrzeug 60 den Antriebsstrang 10 von 1. Bei diesem Beispiel ist der Batteriesatz 14 an einer Bodenwanne 64 des Fahrzeugs 60 montiert. Wie in 2 gezeigt ist, ist der Batteriesatz 14 zwischen einer Vorderachse 68 und einer Hinterachse 72 des Fahrzeugs 60 positioniert. Wie in 2 gezeigt ist, ist der Batteriesatz 14 zwischen einem ersten Schweller 74 an einer ersten Seite des Fahrzeugs 60 und einem zweiten Schweller 76 an einer gegenüberliegenden zweiten Seite des Fahrzeugs 60 positioniert. Der Batteriesatz 14 kann bei einigen Beispielen direkt an dem ersten Schweller 74 und dem zweiten Schweller 76 befestigt sein.
Wir beziehen uns nun auf 4, in der das Gehäuse 16 des Batteriesatzes 14 eine Oberwand 88 oder Abdeckung und eine Unterwand 92 oder eine Ablageplatte enthält. Die Seitenwände 96 erstrecken sich zwischen der Oberwand 88 und der Unterwand 92. Das Gehäuse bildet einen offenen Bereich, das mehrere Batterie-Arrays 18 aufnimmt. Bei diesem Beispiel ist die Oberwand 88 an aufwärts weisenden Oberflächen der Seitenwände 96 befestigt, um die Arrays 18 innerhalb des Gehäuses 16 einzuschließen.
Wir beziehen uns nun auf die 5 und 6 und weiterhin auf 4, wobei der Batteriesatz 14 innerhalb des Fahrzeugs 60 derart befestigt ist, dass sich die Oberwand 88 an einer abwärts weisenden Oberfläche 90 der Bodenwanne 64 abstützt. Der Batteriesatz 14 kann an der Bodenwanne 64 zum Beispiel unter Verwendung von mechanischen Befestigungselementen befestigt sein.
Die Bodenwanne 64 beinhaltet im Allgemeinen einen Vorderbereich 100, einen Mittelbereich 104 und einen Heckbereich 108. Der Vorderbereich 100 erstreckt sich von einer Vorderkante 112 der Bodenwanne 64 zu einer Position, die an der Vorderachse 68 ausgerichtet ist. Der Mittelbereich 104 erstreckt sich von der Position, die mit der Vorderachse 68 ausgerichtet ist, bis zu einem Absatz 116 der Bodenwanne 64. Der Mittelbereich 108 erstreckt sich von dem Absatz 116 bis zu einer Hinterkante 120 der Bodenwanne 64.
Bei diesem Beispiel ist der Batteriesatz 14 derart an dem Mittelbereich 104 der Bodenwanne 64 befestigt, dass der Batteriesatz 14 zwischen der Vorderachse 68 und dem Absatz 116 positioniert ist, wenn sich der Batteriesatz 14 in einer Einbaulage befindet. Der Absatz 116 ist in diesem Beispiel an einer Vorderkante eines Passagierrücksitzes innerhalb eines Passagierabteils des Fahrzeugs 60 ausgerichtet.
Die Bodenwanne 64 weist einen Tunnel 124 auf, der es ermöglicht, dass ein Auspuffrohr 128 vertikal angehoben sein kann, während ein geeigneter Freiraum gegenüber der Bodenwanne 64 beibehalten wird. Das beispielhafte Auspuffrohr 128 führt Verbrennungsprodukte, die von dem Verbrennungsmotor 20 (1) ausgestoßen werden. Der Tunnel 124 kann auch Freiraum für ein 12 V-Kabel, ein Bremskabel, ein Kraftstoffleitungsbündel usw. vorsehen.
Die Bodenwanne 64 kann in dem elektrifizierten Fahrzeug 60 wie gezeigt verwendet werden oder kann in einem herkömmlichen Fahrzeug, das über keinen Traktionsbatteriesatz verfügt, verwendet werden. Verwenden einer gemeinsamen Konstruktion für die Bodenwanne 64 in sowohl einem herkömmlichen Fahrzeug und dem elektrifizierten Fahrzeug 60 kann unter anderem Herstellungskosten und mit der Herstellung der Bodenwanne 64 verbundene Komplexität verringern.
Bei diesem Beispiel beinhaltet die Oberwand 88 des Gehäuses 16 einen Oberwanddeformationsbereich 128, das sich in den Tunnel 124 erstreckt, wenn sich der Batteriesatz 14 in der Einbaulage befindet. Bei anderen Beispielen erstreckt sich der Oberwanddeformationsbereich 128 in Richtung des Tunnels 124, aber nicht in diesen hinein. Bei anderen Beispielen ist der Oberwanddeformationsbereich 128 im Allgemeinen eben oder erstreckt sich abwärts. Die Unterwand 92 beinhaltet einen beispielhaften Unterwanddeformationsbereich 132, das sich in Richtung des Tunnels 124 aufwärts erstreckt. Bei anderen Beispielen ist der Unterwanddeformationsbereich 132 im Allgemeinen eben oder erstreckt sich abwärts.
Bei diesem Beispiel bildet der Unterwanddeformationsbereich 132 einen Gehäusetunnel 136, der zumindest teilweise einen Teil des Auspuffrohrs 128 aufnimmt. Dies schafft einen Freiraum zwischen dem Auspuffrohr 128 und dem Erdboden. Das beispielhafte Auspuffrohr 128 ist Teil eines Mittellinienauspuffsystems.
Der Unterwanddeformationsbereich 132 ist an dem Oberwanddeformationsbereich 128 ausgerichtet. Der Unterwanddeformationsbereich 132 erstreckt sich derart stärker als der Oberwanddeformationsbereich 128 aufwärts, dass das Gehäuse 16 einen schmaleren vertikalen Querschnitt des Gehäuses 16 bei und nahe einer Fahrzeugquermittellage aufweist.
Wir nehmen nun Bezug auf die Querschnittsseitenansicht von 7, bei der sich der beispielhafte Oberwanddeformationsbereich 128 von einem ersten im Allgemeinen ebenen Teil 140 der Oberwand 88 und einem zweiten im Allgemeinen ebenen Teil 142 der Oberwand 88 aufwärts erstreckt. Der Unterwanddeformationsbereich 132 erstreckt sich von einem ersten im Allgemeinen ebenen Teil 146 der Unterwand 92 und einem zweiten im Allgemeinen ebenen Teil 150 der Unterwand 92 aufwärts.
Der Oberwanddeformationsbereich 128 ist lateral zwischen dem ersten ebenen Teil 140 und dem zweiten ebenen Teil 142 positioniert. Der Unterwanddeformationsbereich 132 ist lateral zwischen dem ersten ebenen Teil 146 und dem zweiten ebenen Teil 150 positioniert. Der Oberwanddeformationsbereich 128 und der Unterwanddeformationsbereich 132 sind bei diesem Beispiel lateral ausgerichtet.
Bei diesem Beispiel ist mindestens ein erstes Array 18a auf dem ersten ebenen Teil 146 angeordnet und mindestens ein zweites Array 18b von Batteriezellen ist auf dem zweiten ebenen Teil 150 angeordnet. Es sei angemerkt, dass das erste Array 18a und das zweite Array 18b von allen Teilen des Unterwanddeformationsbereichs 132 beabstandet sind.
Ein Seitenaufprall auf eine erste Seite des elektrifizierten Fahrzeugs kann durch den ersten Schweller 74 eine Kraft F₁ auf den Batteriesatz 14 ausüben. Ein Seitenaufprall auf eine gegenüberliegende zweite Seite des elektrifizierten Fahrzeugs 60 kann durch den zweiten Schweller 76 eine Kraft F₂ auf den Batteriesatz 14 ausüben.
Falls die Kraft F₁ auf das Gehäuse 16 einen Schwellenwert überschreitet, beginnt sich mindestens der Oberwanddeformationsbereich 128 des Gehäuses 16 zu verformen. Ein Konstrukteur des Gehäuses 16 könnte den gewünschten Schwellenwert durch Stärken oder Schwächen des Deformationsbereichs 128 abstimmen. Der Schwellenwert könnte auf Belastungen für bestimmte Fahrzeugprogramme abgestimmt werden.
Bei diesem Beispiel verursacht die Geometrie des Oberwanddeformationsbereichs 128 als Reaktion auf die Kraft F₁ vor anderen Teilen der Oberwand 88 eine Deformation des Oberwanddeformationsbereichs 128. Dies ermöglicht es der Oberwand 88, die Kraft F₁zu absorbieren, ohne Bereiche der Oberwand 88 nahe an den Arrays 18a und 18b zu beeinträchtigen. Bei diesem Beispiel verbiegt sich der Oberwanddeformationsbereich 128 und faltet sich als Reaktion auf die Kraft F₁aufwärts in den Tunnel 124.
Falls die Kraft F₁ einen Schwellenwert überschreitet, beginnt sich mindestens der Unterwanddeformationsbereich 132 des Gehäuses 16 zu verformen. Bei diesem Beispiel verursacht die Geometrie des Unterwanddeformationsbereichs 132 als Reaktion auf die Kraft F₁ vor anderen Teilen der Unterwand 92 eine Deformation des Unterwanddeformationsbereichs 132.
Der Oberwanddeformationsbereich 128 und der Unterwanddeformationsbereich 132 bringen das Batteriesatzgehäuse 16 dazu, sich als Reaktion auf eine Seitenbelastung über dem Schwellenwert auf kontrollierte Weise zu verformen. Fokussieren der Deformation auf den Oberwanddeformationsbereich 128 und den Unterwanddeformationsbereich 132 kann Beeinträchtigungen der Arrays 18a und 18b verringern.
Obwohl die Geometrien des Oberwanddeformationsbereichs 128 und des Unterwanddeformationsbereichs 132 bei diesem Beispiel die kontrollierte Deformation verursachen, könnten andere Techniken verwendet werden, um die kontrollierte Deformation in dem Oberwanddeformationsbereich 128 und dem Unterwanddeformationsbereich 132 zu liefern. Der Oberwanddeformationsbereich 128 könnte zum Beispiel im Allgemeinen eben sein, aber aus einem schwächeren Material als der im Allgemeinen ebene Teil 140 und der im Allgemeinen ebene Teil 142 hergestellt sein. Der Oberwanddeformationsbereich 128 könnte ein im Allgemeinen ebener Bereich der Oberwand 88 sein, das ausgedünnt ist, um den Oberwanddeformationsbereich 128 relativ zu anderen Teilen der Oberwand 88 zu schwächen. Der Unterwanddeformationsbereich 132 könnte gleichermaßen im Allgemeinen eben und aus einem schwächeren oder dünneren Material relativ zum im Allgemeinen ebenen Teil 146 und dem im Allgemeinen ebenen Teil 150 hergestellt sein.
8 zeigt ein Energiemanagementmodell des Querschnitts von 7, wenn die Kraft F₁ auf das elektrifizierte Fahrzeug 60 ausgeübt wird. R₁ repräsentiert einen der Kraft F₁ entgegengebrachten Widerstand, der von einer Seitenwand 96a des Batteriesatzgehäuses 16 aufgebracht wird. R₂ repräsentiert einen der Kraft F₁ entgegengebrachten Widerstand, der von einem Querfrontelement 160 (4 und 5) der Bodenwanne 64 aufgebracht wird. R₃ repräsentiert einen der Kraft F₁ entgegengebrachten Widerstand, der von einem Querheckelement 164 der Bodenwanne 64 aufgebracht wird. R₄ repräsentiert einen der Kraft F₁ entgegengebrachten Widerstand, der von dem ersten ebenen Teil 140 der Oberwand 88 und dem ersten ebenen Abschnitt 146 der Unterwand 92 aufgebracht wird. R₆ repräsentiert einen der Kraft F₁ entgegengebrachten Widerstand, der von dem zweiten ebenen Abschnitt 142 der Oberwand 88 und dem zweiten ebenen Abschnitt 150 der Unterwand 92 aufgebracht wird. R₅ repräsentiert einen der Kraft F₁ entgegengebrachten Widerstand, der von dem Oberwanddeformationsbereich 128 der Oberwand 88 und dem Unterwanddeformationsbereich 132 der Unterwand 92 aufgebracht wird. R₇ repräsentiert Widerstand, der von der Rahmenstruktur der Bodenwanne 64 und einer Seitenwand 96b des Gehäuses 16 der Kraft F₁entgegengesetzt wird.
M₁ repräsentiert das Array 18a und M₂ repräsentiert das Array 18b. C₁ repräsentiert den Freiraum zwischen dem Array 18a und der Seitenwand 96a. C₂ repräsentiert den Freiraum zwischen dem Array 18a und dem Array 18b. C₃ repräsentiert den Freiraum zwischen dem Array 18b und der Seitenwand 96b.
Wie gezeigt, ist der Widerstand R₅ kleiner als jeder der Widerstände R₁, R₂, R₃, R₄, R₆ und R₇. Somit gibt das Gehäuse 16 nach und deformiert sich innerhalb des Oberwanddeformationsbereichs 128, des Unterwanddeformationsbereichs 132 oder in beiden, wenn die Kraft F₁ ausgeübt wird. Dies liefert eine kontrollierte Deformation des Gehäuses 16, die die Freiräume C₁, C₂ und C₃ beibehalten kann, um Beeinträchtigungen der Arrays 18a und 18b zu verringern.
Zusätzlich zu dem Oberwanddeformationsbereich 124 und dem Unterwanddeformationsbereich 132 kann der von den Schwellern 74 und 76 (in 8 nicht gezeigt) aufgebrachte Widerstand kleiner als die Widerstände R₁–R₇ sein, so dass sich die Schweller 74 und 76 deformieren und als Reaktion auf die Kraft F1 oder F2 vor dem Gehäuse 16 kollabieren.
Merkmale der offenbarten Beispiele beinhalten einen Batteriesatz, der sich von einem ersten Schweller zu einem gegenüberliegenden zweiten Schweller spannt. Der Batteriesatz weist Deformationsbereiche auf, um eine kontrollierte Deformation des Batteriesatzes unter einer Seitenbelastung zu liefern. Die Deformation wird in gewünschten Bereichen konzentriert, um Beeinträchtigungen der Batteriezellenarrays innerhalb eines Gehäuses des Batteriesatzes zu vermeiden. Der beispielhafte Batteriesatz beinhaltet Deformationsbereiche in einem Mittelbereich des Batteriesatzes, um den Batteriesatz mit einer „weichen“ Mitte zu versehen. Der beispielhafte Batteriesatz verkraftet Seitenaufprallbelastungen durch Deformieren in einen Tunnel der Bodenwanne.
Die vorhergehende Beschreibung ist beispielhaft und nicht einschränkend. Für den Fachmann können Variationen und Modifikationen der offenbarten Beispiele, die nicht zwangsweise von dem Wesen der vorliegenden Offenbarung abweichen, ersichtlich werden. Somit kann der rechtliche Schutzumfang, der der vorliegenden Offenbarung gewährt wird, nur durch eine genaue Untersuchung der folgenden Ansprüche bestimmt werden.

Claims

Baugruppe für ein elektrifiziertes Fahrzeug, die Folgendes umfasst: eine Unterwand eines Batteriegehäuses; und eine Oberwand des Batteriegehäuses, wobei die Oberwand einen Oberwanddeformationsbereich beinhaltet, das dafür ausgelegt ist, sich als Reaktion darauf, dass eine Belastung auf das Batteriegehäuse ausgeübt wird, vor anderen Bereichen der Oberwand zu deformieren.
Baugruppe für ein elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 1, die ferner ein erstes Array von Batteriezellen an einer ersten lateralen Seite des Oberwanddeformationsbereichs und ein zweites Array von Batteriezellen an einer gegenüberliegenden zweiten lateralen Seite des Oberwanddeformationsbereichs umfasst.
Baugruppe für ein elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 2, die ferner einen Unterwanddeformationsbereich der Unterwand umfasst, wobei der Unterwanddeformationsbereich dafür ausgelegt ist, sich als Reaktion auf die Belastung vor anderen Bereichen der Unterwand zu deformieren.
Baugruppe für ein elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei der Unterwanddeformationsbereich ein Auspuffrohr eines elektrifizierten Fahrzeugs aufnimmt.
Baugruppe für ein elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 3 oder 4, wobei sich das erste Array an einer ersten lateralen Seite des Unterwanddeformationsbereichs und das zweite Array an einer gegenüberliegenden zweiten lateralen Seite des Unterwanddeformationsbereichs befindet.
Baugruppe für ein elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei das erste Array und das zweite Array von allen Teilen des Unterwanddeformationsbereichs beabstandet sind.
Baugruppe für ein elektrifiziertes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3–6, wobei der Unterwanddeformationsbereich ein Tunnel ist, der sich von einem ersten ebenen Abschnitt und einem zweiten ebenen Abschnitt der Unterwand aufwärts erstreckt.
Baugruppe für ein elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei das erste Array auf dem ersten ebenen Abschnitt angeordnet ist und das zweite Array auf dem zweiten ebenen Abschnitt angeordnet ist.
Baugruppe für ein elektrifiziertes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1–8, die ferner ein elektrifiziertes Fahrzeug umfasst, wobei das Batteriegehäuse unterhalb einer Bodenwanne des elektrifizierten Fahrzeugs zwischen einer Vorderachse und einer Hinterachse befestigt ist.
Baugruppe für ein elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei das Batteriegehäuse an dem elektrifizierten Fahrzeug zwischen der Vorderachse und einem Absatzbereich der Bodenwanne befestigt ist.
Baugruppe für ein elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Batteriegehäuse lateral zwischen einem ersten Seitenschweller und einem gegenüberliegenden zweiten Seitenschweller befestigt ist.
Baugruppe für ein elektrifiziertes Fahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Belastung eine Seitenbelastung ist.
Verfahren zum Absorbieren einer Seitenbelastung mit einem Batteriesatz, das den folgenden Schritt umfasst: Ein Deformieren eines Oberwanddeformationsbereichs innerhalb einer Oberwand eines Batteriesatzgehäuses als Reaktion auf eine Seitenbelastung, die auf das Batteriesatzgehäuse ausgeübt wird, wobei der Oberwanddeformationsbereich dafür ausgelegt ist, sich vor einem ersten ebenen Abschnitt der Oberwand, der sich an einer ersten Seite des Oberwanddeformationsbereichs befindet, und vor einem zweiten ebenen Abschnitt der Oberwand, der sich auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite des Oberwanddeformationsbereichs befindet, zu deformieren.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend: Ein Deformieren eines Unterwanddeformationsbereichs innerhalb einer Unterwand eines Batteriesatzgehäuses als Reaktion auf eine Seitenbelastung, die auf das Batteriesatzgehäuse ausgeübt wird, wobei der Unterwanddeformationsbereich dafür ausgelegt ist, sich vor einem ersten ebenen Abschnitt der Unterwand, der sich an einer ersten Seite des Unterwanddeformationsbereichs befindet, und vor einem zweiten ebenen Abschnitt der Unterwand, der sich auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite des Unterwanddeformationsbereichs befindet, zu deformieren.
Verfahren nach Anspruch 14, das ferner das Versenken eines Auspuffrohrs eines elektrifizierten Fahrzeugs innerhalb des Unterwanddeformationsbereichs umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, das ferner das Positionieren eines ersten Arrays von Batteriezellen auf einem ersten ebenen Abschnitt der Unterwand und eines zweiten Arrays von Batteriezellen auf dem zweiten ebenen Abschnitt der Unterwand umfasst, wobei das erste und das zweite Array von allen Teilen des Unterwanddeformationsbereichs beabstandet sind.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Unterwanddeformationsbereich ein Tunnel ist, der sich relativ zum ersten ebenen Abschnitt und zum zweiten ebenen Abschnitt der Unterwand aufwärts erstreckt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13–17, das ferner das Montieren des Batteriesatzgehäuses unterhalb einer Bodenwanne eines elektrifizierten Fahrzeugs zwischen einer Vorderachse und einer Hinterachse umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, das ferner das Montieren des Batteriesatzgehäuses an dem elektrifizierten Fahrzeug zwischen der Vorderachse und einem Absatzbereich der Bodenwanne umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, das ferner das Montieren des Batteriesatzgehäuses lateral zwischen einem ersten Seitenschweller und einem gegenüberliegenden zweiten Seitenschweller umfasst.