DE102017111020A1

DE102017111020A1 - As a bottom part of a support structure for an electrically driven vehicle provided battery housing with a frame and electrically powered passenger car

Info

Publication number: DE102017111020A1
Application number: DE102017111020.8A
Authority: DE
Inventors: Hasan Atasoy; Ibrahim Halil Gül; Norbert Fit; Thomas Bischoff
Original assignee: Nemak SAB de CV
Current assignee: Nemak SAB de CV
Priority date: 2017-05-19
Filing date: 2017-05-19
Publication date: 2018-11-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein als Bodenteil einer Tragstruktur für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug vorgesehenes Batteriegehäuse (G) mit einem Rahmen (1), der einen sich in Längsrichtung (L) des Batteriegehäuses (G) erstreckenden Mittelteil (2), der aus einander kreuzenden Stegen (3 - 9) gebildet ist und mindestens ein von den Stegen (3 - 9) seitlich umgrenztes Fach (11-16) besitzt, das zur Aufnahme mindestens eines Batterieelements vorgesehen ist, einen an ein Ende des Mittelteils (2) angeschlossenen ersten Koppelabschnitt (33), der für eine Anbindung des Batteriegehäuses (G) an andere Bauteile des Fahrzeugs vorgesehen ist, und einen an das zum ersten Koppelabschnitt (33) gegenüberliegende Ende des Mittelteils (2) angeschlossenen zweiten Koppelabschnitt (34) umfasst, der ebenfalls für eine Anbindung des Batteriegehäuses (G) an andere Bauteile des Fahrzeugs vorgesehen ist. Als Möglichkeit einer kostengünstigen und einfachen Herstellung eines solchen Rahmens (1) schlägt die Erfindung vor, dass der Rahmen (1) in einem Stück aus einem Leichtmetallwerkstoff gegossen ist.

The invention relates to a battery housing (G) provided as a bottom part of a support structure for an electrically driven vehicle, having a frame (1) which extends in the longitudinal direction (L) of the battery housing (G) middle part (2) of intersecting webs (G). 3 - 9) is formed and at least one of the webs (3 - 9) laterally bounded compartment (11-16), which is provided for receiving at least one battery element, a at one end of the central part (2) connected to the first coupling portion (33 ), which is provided for a connection of the battery case (G) to other components of the vehicle, and a to the first coupling portion (33) opposite the end of the central part (2) connected to the second coupling portion (34), which also for a connection of the Battery housing (G) is provided to other components of the vehicle. As a possibility of inexpensive and simple production of such a frame (1), the invention proposes that the frame (1) is cast in one piece from a light metal material.

Description

Die Erfindung betrifft ein als Bodenteil einer Tragstruktur für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug vorgesehenes Batteriegehäuse mit einem Rahmen sowie ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit einer Tragstruktur, deren Bodenteil durch ein gestaltetes Batteriegehäuse gebildet ist.The invention relates to a provided as a bottom part of a support structure for an electrically driven vehicle battery housing with a frame and an electrically driven motor vehicle with a support structure whose bottom part is formed by a designed battery case.

Elektrisch betriebene Kraftfahrzeuge der hier in Rede stehenden Art führen Batterien mit sich, in denen die für den Fahrbetrieb benötigte elektrische Energie gespeichert ist. Die Batterien haben ein großes Gewicht. Ihre Platzierung im Fahrzeug stellt daher nicht nur aus statischer Sicht hohe Anforderungen an die Tragstruktur des Fahrzeugs dar, sondern beeinflusst auch entscheidend die im Fahrbetrieb auftretenden dynamischen Kräfte.Electrically powered motor vehicles of the type in question carry batteries with them, in which the electrical energy required for the driving operation is stored. The batteries are heavy. Their placement in the vehicle not only makes high demands on the supporting structure of the vehicle from a static point of view, but also decisively influences the dynamic forces occurring during driving.

Als im Hinblick auf das Fahrverhalten optimal hat sich eine Platzierung der Batterien im Bodenbereich des Fahrzeugs herausgestellt. Um dies zu ermöglichen, sind flach bauende, plattenartige Batterien vorgeschlagen worden. Diese lassen sich in Fächer einsetzen, die im Bodenbereich der Tragstruktur des Fahrzeugs ausgebildet sind.As optimal in terms of driving behavior, a placement of the batteries in the floor area of the vehicle has been found. To make this possible, shallow, plate-like batteries have been proposed. These can be used in compartments that are formed in the bottom region of the support structure of the vehicle.

Die Tragstruktur des Fahrzeugs umfasst dabei typischerweise ein Bodenteil, in dem zur Aufnahme der plattenförmigen Batterien vorgesehene Fächer ausgebildet sind, sowie daran angeschlossene, hier nicht im Zentrum der Betrachtung stehende weitere Bauelemente, über die beispielsweise die Fahrzeugaußenhaut oder andere Karosserieteile sowie die Achsaggregate des Fahrzeugs an die Tragstruktur angeschlossen sind.The support structure of the vehicle typically comprises a bottom part, in which are provided for receiving the plate-shaped batteries compartments, and connected thereto, not here in the center of consideration other components, on the example, the vehicle outer skin or other body parts and the axle assemblies of the vehicle the support structure are connected.

Ein Beispiel für ein derart aufgebautes Kraftfahrzeug ist in der EP 2 468 609 A2 beschrieben. Das Bodenteil der Tragstruktur dieses Fahrzeugs weist einen nach Art einer Leiter ausgebildeten Rahmen auf. Dieser in Draufsicht rechteckige, langgestreckte Rahmen besitzt einen Mittelteil, der aus zwei sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckende äußere Längs-Stege und quer dazu ausgerichtete, in gleichmäßigen Abständen über die Länge der Längs-Stege verteilt angeordnete Quer-Stege gebildet ist, die mit ihren Enden jeweils am zugeordneten Längs-Steg befestigt sind. Die durch die Quer-Stege abgeteilten Abschnitte des von dem Rahmen umgrenzten Raums bilden die Fächer, in denen jeweils eine der plattenförmigen Batterien eingelegt wird. An seinen schmalen Seiten hat der Rahmen jeweils einen Koppelabschnitt, über den das Batteriegehäuse mit anderen Bauteilen der Tragstruktur, wie Profile zum Ankoppeln an die Achsaggregate oder die Außenhaut des Fahrzeugs, verbunden ist. Zum Schutz der Batterien gegen Beschädigung durch Steinschlag und desgleichen kann der Rahmen an seiner Unterseite mit einer Platte abgedeckt sein. Ebenso kann auf dem Rahmen eine Abdeckung liegen, um im Fall eines Defekts der Batterien die Insassen des Fahrzeugs gegen aus den Batterien austretende Dämpfe oder desgleichen zu schützen.An example of such a constructed motor vehicle is in the EP 2 468 609 A2 described. The bottom part of the supporting structure of this vehicle has a frame designed in the manner of a ladder. This in plan view rectangular, elongated frame has a central part which is formed of two extending in the longitudinal direction of the vehicle outer longitudinal webs and transversely aligned, distributed at equal intervals over the length of the longitudinal webs arranged transverse webs, which with their Ends are each attached to the associated longitudinal web. The divided by the cross-webs portions of the bounded by the frame space form the subjects, in each of which one of the plate-shaped batteries is inserted. On its narrow sides, the frame in each case has a coupling section, via which the battery housing is connected to other components of the support structure, such as profiles for coupling to the axle aggregates or the outer skin of the vehicle. To protect the batteries against damage by stone chipping and the like, the frame can be covered on its underside with a plate. Also, a cover may be provided on the frame to protect the occupants of the vehicle from leaking batteries or the like in the event of battery failure.

Bei dem in der voranstehend erläuterten Weise gestalteten Rahmen des Bodenteils des aus der EP 2 468 609 A2 bekannten Fahrzeugs sind die Längs- und Quer-Stege als Profile ausgestaltet, die aus Aluminiumwerkstoff extrudiert sind. Die Steg-Profile sind in den in den Knotenpunkten, in denen sie jeweils aneinanderstoßen, fest miteinander verschweißt. Dabei können die Steg-Profile als Hohlprofile ausgebildet sein und in den Knotenpunkten so miteinander verbunden werden, dass eine Strömungsverbindung zwischen den von den Profilen jeweils umgrenzten Kammern hergestellt wird. Das auf diese Weise aus den Längs- und Querstegen gebildete Kammersystem kann von einer Kühlflüssigkeit durchströmt werden, um die beim Betrieb des Fahrzeugs oder beim Laden der Batterien entstehende Wärme abzuführen. Alternativ oder ergänzend können die Batterien auch über eine eigene Kühlung verfügen (Direktkühlung).In the case of the above-described manner designed frame of the bottom part of the from EP 2 468 609 A2 known vehicle, the longitudinal and transverse webs are designed as profiles that are extruded from aluminum material. The web profiles are firmly welded together in the junctions where they abut each other. In this case, the web profiles may be formed as hollow profiles and are connected to one another in the nodes so that a flow connection between the respectively bounded by the profiles chambers is made. The chamber system formed in this way from the longitudinal and transverse webs can be traversed by a cooling liquid to dissipate the heat generated during operation of the vehicle or when charging the batteries. Alternatively or additionally, the batteries can also have their own cooling (direct cooling).

An die statische und dynamische Belastbarkeit des Bodenteils von Fahrzeugen der voranstehend erläuterten Art werden erhebliche Anforderungen gestellt. So muss das Bodenteil nicht nur in der Lage sein, das beträchtliche Gewicht der Batterien zu tragen, sondern auch die dynamischen Lasten aufzunehmen, die im Fahrbetrieb des Fahrzeugs entstehen. Als solches stellt das Batteriegehäuse ein für die Sicherheit und Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs entscheidendes Bauteil dar.The static and dynamic load capacity of the bottom part of vehicles of the type described above, considerable demands are made. Not only must the bottom part be able to bear the considerable weight of the batteries, but it must also absorb the dynamic loads that occur when the vehicle is being driven. As such, the battery case represents a critical component for the safety and operability of the vehicle.

Ihre Größe sowie die hohen Anforderungen, die an ihre mechanischen und funktionalen Eigenschaften gestellt werden, machen die Herstellung von Batteriegehäusen aufwändig und teuer.Their size and the high demands placed on their mechanical and functional properties make the manufacture of battery cases complex and expensive.

Vor diesem Hintergrund hat sich die Aufgabe ergeben, ein als Bodenteil einer Tragstruktur für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug geeignetes Batteriegehäuse zu schaffen, das auf vereinfachte Weise kostengünstig herstellbar ist.Against this background, the task has been found to provide a suitable as a bottom part of a support structure for an electrically powered vehicle battery housing, which is inexpensive to produce in a simplified manner.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in einem Batteriegehäuse, das mindestens die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt.The solution of this problem consists according to the invention in a battery case having at least the features specified in claim 1.

Darüber hinaus sollte ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug angegeben werden, dass mit vermindertem Aufwand kostengünstig hergestellt werden kann.In addition, an electrically powered vehicle should be specified that can be produced inexpensively with reduced effort.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug mit einer Tragstruktur, deren Bodenteil durch ein erfindungsgemäß gestaltetes Batteriegehäuse gebildet ist.The solution to this problem consists in an electrically driven motor vehicle with a Support structure whose bottom part is formed by a battery housing designed according to the invention.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend wie der allgemeine Erfindungsgedanke im Einzelnen erläutert.Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims and are explained below as the general inventive concept in detail.

Ein erfindungsgemäßes, als Bodenteil einer Tragstruktur für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug vorgesehenes Batteriegehäuse weist in Übereinstimmung mit dem voranstehend erläuterten Stand der Technik einen Rahmen auf, der

- einen sich in Längsrichtung des Batteriegehäuses erstreckenden Mittelteil, der aus einander kreuzenden Stegen gebildet ist und mindestens ein von den Stegen seitlich umgrenztes Fach besitzt, das zur Aufnahme mindestens eines Batterieelements vorgesehen ist,
- einen an ein Ende des Mittelteils angeschlossenen ersten Koppelabschnitt, der für eine Anbindung des Batteriegehäuses an andere Bauteile des Fahrzeugs vorgesehen ist, und
- einen an das zum ersten Koppelabschnitt gegenüberliegende Ende des Mittelteils angeschlossenen zweiten Koppelabschnitt umfasst, der ebenfalls für eine Anbindung des Batteriegehäuses an andere Bauteile des Fahrzeugs vorgesehen ist.

An inventive, provided as a bottom part of a support structure for an electrically driven vehicle battery housing has, in accordance with the above-described prior art, a frame, the

a middle part extending in the longitudinal direction of the battery housing, which is formed by webs crossing one another and has at least one compartment which is bounded laterally by the webs and which is provided for receiving at least one battery element,
- A connected to one end of the central portion of the first coupling portion which is provided for a connection of the battery case to other components of the vehicle, and
- One connected to the first coupling portion opposite the end of the middle part connected second coupling portion, which is also provided for a connection of the battery case to other components of the vehicle.

Erfindungsgemäß ist nun der Rahmen in einem Stück aus einem Leichtmetallwerkstoff gegossen.According to the invention, the frame is cast in one piece from a light metal material.

Die Erfindung geht hierbei von der für die Fachwelt überraschenden Feststellung aus, dass sich der Rahmen eines erfindungsgemäßen Batteriegehäuses in einem Stück gießtechnisch unter Verwendung konventioneller Gießverfahren, insbesondere durch Druckgießen, herstellen lässt, obwohl er insbesondere in seinem Mittelteil aufgrund der dort vorgesehenen, die Fächer zur Aufnahme der Batterieelemente umgrenzenden Stegen eine besonders filigrane Gestalt aufweist und sich gleichzeitig über eine große, beispielsweise für den Bodenbereich konventioneller Personenkraftwagen typische Länge und Breite erstreckt, wogegen seine Dicke nur einen sehr kleinen Bruchteil der Länge bzw. Breite des Rahmens ausmacht.The invention is based on the surprising for the experts statement that the frame of a battery housing according to the invention in one piece by casting using conventional casting, in particular by die casting, although he especially in its middle part due to the provided there, the subjects to Receiving the battery elements bounding webs has a particularly filigree shape and at the same time extends over a large, for example, the floor area conventional cars typical length and width, whereas its thickness makes up only a very small fraction of the length or width of the frame.

Dass trotz dieser für eine gießtechnische Herstellung schwierigen geometrischen Verhältnisse die zuverlässige gießtechnische Herstellung gelingt, ist erst durch die Entwicklung einer Vorrichtung zum Gießen des Rahmens mittels eines Druckgießverfahrens möglich geworden, die

- mindestens ein erstes Formteil, welches einen Formhohlraum, der den Rahmen abbildet, an seinen Außenseiten und seinem Boden umgrenzt, und mindestens ein zweites Formteil umfasst, das ein Schmelzenversorgungssystem zum Befüllen des Formhohlraums mit der Leichtmetallschmelze umfasst, und
- zum Öffnen des Formhohlraums Stellmittel umfasst, die zum Verstellen der Formteile zwischen einer geschlossenen Stellung, in der der Formhohlraum der Vorrichtung gegenüber der Umgebung abgeschlossen ist, und einer geöffneten Stellung vorgesehen sind, in der der im Formhohlraum abgegossene Rahmen jeweils aus dem Formhohlraum der Vorrichtung entnehmbar ist,
- wobei das zweite Formteil das Schmelzenversorgungssystem auf seiner vom Formhohlraum abgewandten, nach außen gerichteten Seite abdeckt,
- wogegen das Schmelzenversorgungssystem an seiner dem Formhohlraum zugewandten Seite durch ein zusätzliches Formteil abgedeckt ist, das mit mindestens einer von dem Schmelzenversorgungssystem zum Formhohlraum führenden Durchgangsöffnung versehen ist,
- wobei an der Vorrichtung Stellmittel vorgesehen sind, die dazu eingerichtet sind, das zusätzliche Formteil beim Öffnen des Formhohlraums in Anlage an dem das Schmelzenversorgungssystem nach außen abdeckenden zweiten Formteil zu halten und das zusätzliche Formteil von dem zweiten Formteil zu trennen, nachdem der Formhohlraum der Vorrichtung geöffnet ist.

The fact that despite this geometric conditions, which are difficult for a production by casting technology, reliable casting technology can be achieved has only become possible through the development of a device for casting the frame by means of a diecasting method, which

at least a first mold part, which delimits a mold cavity, which frames the frame, at its outer sides and at its bottom, and at least one second mold part, which comprises a melt supply system for filling the mold cavity with the light metal melt, and
- To open the mold cavity comprises adjusting means which are provided for adjusting the mold parts between a closed position in which the mold cavity of the device is closed to the environment, and an open position in which the mold cavity in the poured mold each case from the mold cavity of the device is removable,
the second molding covering the melt supply system on its side facing away from the mold cavity, outwardly directed side,
whereas the melt supply system is covered on its side facing the mold cavity by an additional mold part provided with at least one passage opening leading from the melt supply system to the mold cavity,
- Where on the device actuating means are provided which are adapted to hold the additional mold part when opening the mold cavity in abutment with the melt supply system outwardly covering the second mold part and to separate the additional mold part from the second mold part, after the mold cavity of the device is open.

Bei einer solchen Vorrichtung kann die zu vergießende Leichtmetallschmelze über das in dem zweiten Formteil vorgesehene Schmelzenversorgungssystem während des Gießvorgangs auf eine Vielzahl von Gießläufen so verteilt werden, dass eine schnelle und annähernd zeitgleiche Füllung aller Abschnitte des den Rahmen abbildenden Formhohlraums erfolgen kann. Dabei steht im Schmelzenversorgungssystem ein so großes Schmelzenvolumen zur Verfügung, dass trotz der feinen Verteilung der Schmelze eine Fließgeschwindigkeit und Temperierung der Schmelze gewährleistet ist, welche für die zuverlässige Formfüllung sicher ausreicht. Gleichzeitig ist über das im Schmelzenversorgungssystem bereitstehende Schmelzenvolumen eine ausreichende Nachspeisung mit flüssiger Schmelze während der Phase der Verfestigung der in den Formhohlraum gelangten Schmelze gesichert.In such a device, the molten metal to be cast can be distributed over the provided in the second molded part melt supply system during the casting on a plurality of pour runs so that a fast and approximately simultaneous filling of all sections of the frame-forming mold cavity can be done. In this case, in the melt supply system such a large volume of melt is available that, despite the fine distribution of the melt, a flow rate and temperature control of the melt is ensured, which is certainly sufficient for reliable mold filling. At the same time, sufficient supply of liquid melt during the phase of solidification of the melt which has reached the mold cavity is ensured via the melt volume prepared in the melt supply system.

Dabei hat sich gezeigt, dass auf diese Weise trotz der großen von dem zu gießenden Rahmen eingenommenen Fläche für die Formfüllung Gießdrücke ausreichen, die im Rahmen heute üblicher Gießdrücke liegen. So reichen typischerweise Gießdrücke von maximal 300 bar für die sichere Formfüllung auch bei der zum Druckgießen eines erfindungsgemäß gegossenen Rahmens vorgesehenen Vorrichtung aus.It has been shown that in this way, despite the large area occupied by the frame to be cast surface for the mold filling sufficient casting pressures that are more common in today Casting pressures are. Thus, casting pressures of a maximum of 300 bar are typically sufficient for secure mold filling, even in the case of the die-casting device of a device cast in accordance with the invention.

Aufgrund der filigranen Struktur, die ein erfindungsgemäß gegossener Batteriegehäuse-Rahmen aufweist, schreitet nach dem Füllen die Verfestigung der Schmelze in dem Formhohlraum der erfindungsgemäß eingesetzten Vorrichtung schnell voran. Dagegen erstarrt das im Schmelzenversorgungssystem der Vorrichtung vorhandene, weniger stark verteilte Schmelzenvolumen typischerweise deutlich langsamer. Indem bei einer erfindungsgemäß eingesetzten Vorrichtung ein zusätzliches Formteil vorhanden ist, das das Schmelzenversorgungssystem des zweiten Formteils der Vorrichtung solange verschlossen hält, bis auch das im Schmelzenversorgungssystem vorhandene Schmelzenvolumen erstarrt ist, ist beim Betrieb einer erfindungsgemäß eingesetzten Vorrichtung ein unkontrolliertes Austreten von Schmelze auch dann verhindert, wenn der Formhohlraum der Vorrichtung bereits geöffnet wird, während die Schmelze des Schmelzenversorgungssystems noch nicht verfestigt ist. Die Durchgangsöffnungen, die in dem zusätzlichen, das Schmelzenversorgungssystem gegenüber dem Formhohlraum abdeckenden Formteil der Vorrichtung vorgesehen sind, sind dabei durch in ihnen einhergehend mit im Formhohlraum schnell erstarrter Schmelze verschlossen oder können durch zusätzliche Einrichtungen gezielt verschlossen werden.Due to the filigree structure, which has a battery housing frame cast according to the invention, the solidification of the melt in the mold cavity of the device used according to the invention proceeds rapidly after filling. By contrast, the less widely distributed melt volume present in the melt supply system of the device typically solidifies much more slowly. In the case of an apparatus used in accordance with the invention, an additional molded part is provided which keeps the melt supply system of the second molded part of the device closed until the melt volume present in the melt supply system has solidified, an uncontrolled release of melt is also prevented during operation of a device used in accordance with the invention. when the mold cavity of the device is already opened, while the melt of the melt supply system is not yet solidified. The passage openings, which are provided in the additional, the melt supply system relative to the mold cavity covering the molded part of the device are thereby closed by them in the mold cavity rapidly solidified melt in them or can be selectively closed by additional means.

Somit werden bei der durch Druckguss erfolgenden Herstellung des erfindungsgemäßen Rahmens für ein Batteriegehäuse, das dazu vorgesehen ist, den Bodenteil einer Tragstruktur für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug zu bilden und der Rahmen sich über die Länge des Batteriegehäuses erstreckt, aus einer Leichtmetallschmelze mittels einer in der voranstehend beschriebenen Weise ausgebildeten Vorrichtung mindestens folgende Arbeitsschritte durchlaufen:

a) Schließen des Formhohlraums, in dem die Formteile der Vorrichtung bewegt werden, bis sie dicht aneinander anliegen;
b) Abgießen der Leichtmetallschmelze in das Schmelzenversorgungssystem des zweiten Formteils, wobei die in das Schmelzenversorgungssystem gefüllte Leichtmetallschmelze über die mindestens eine in das zusätzliche Formteil eingeformte Durchgangsöffnung in den Formhohlraum der Vorrichtung gelangt;
c) Geschlossenhalten des Formhohlraums, bis die in den Formhohlraum eingefüllte Leichtmetallschmelze eine feste Form angenommen hat;
d) Öffnen des Formhohlraums, indem das zweite Formteil gemeinsam mit dem zusätzlichen Formteil einerseits und das erste Formteil andererseits auseinander bewegt werden, bis der Formhohlraum so weit geöffnet ist, dass der in ihm abgeformte Rahmen entnommen werden kann;
e) Entnehmen des Rahmens aus der Vorrichtung;
f) Geschlossenhalten des vom zweiten Formteil nach außen und dem zusätzlichen Formteil gegenüber dem Formhohlraum abgedeckten Schmelzenversorgungssystem, bis die im Schmelzenversorgungssystem enthaltene Leichtmetallschmelze eine feste Form angenommen hat;
g) Trennen des zusätzlichen Formteils von dem zweiten Formteil, so dass das Schmelzenversorgungssystem an der dem zusätzlichen Formteil zugeordneten Seite geöffnet ist;
h) Entnehmen der im Schmelzenversorgungssystem verfestigten Leichtmetallschmelze.

Thus, in the die-cast manufacturing of the battery case frame according to the present invention, which is intended to form the bottom part of a support structure for an electrically powered vehicle and the frame extends the length of the battery case, a light metal melt is formed by means of the above described device undergo at least the following steps:

a) closing the mold cavity, in which the moldings of the device are moved until they fit tightly against each other;
b) pouring the light metal melt into the melt supply system of the second molded part, wherein the light metal melt filled in the melt supply system passes via the at least one through hole formed in the additional molded part into the mold cavity of the device;
c) keeping the mold cavity closed until the light metal melt filled in the mold cavity has taken a solid shape;
d) opening the mold cavity by moving the second mold part together with the additional mold part on the one hand and the first mold part on the other hand until the mold cavity is opened so far that the molded-in frame can be removed;
e) removing the frame from the device;
f) keeping the melt supply system closed from the second mold part to the outside and the additional mold part from the mold cavity until the light metal melt contained in the melt supply system has taken a solid shape;
g) separating the additional molding from the second molding so that the melt supply system is open at the side associated with the additional molding;
h) removing the light metal melt solidified in the melt supply system.

Die Funktion des zusätzlichen Formteils besteht somit an erster Stelle darin, das in das zweite Formteil eingeformte Schmelzenversorgungssystem im Arbeitsschritt d) so verschlossen zu halten, dass bei geöffneter Vorrichtung keine Schmelze aus dem Schmelzenversorgungssystem in die Umgebung austreten kann.The function of the additional molded part is thus in the first place to keep the melt supply system formed in the second molded part in step d) so closed that, when the device is open, no melt can escape from the melt supply system into the environment.

Gleichzeitig dient das zusätzliche Formteil im Gießbetrieb zum Durchleiten der Schmelze in den Formhohlraum der Vorrichtung.At the same time, the additional molding in the casting operation serves to pass the melt into the mold cavity of the device.

Um sicherzustellen, dass die dazu im zusätzlichen Formteil vorgesehenen Durchgangsöffnungen verschlossen sind, wenn der Formhohlraum zum Entnehmen des Gussteils geöffnet wird, können optional Verschlusseinrichtungen, wie Ventile, Schieber oder desgleichen, vorgesehen sein, die im Bedarfsfall die Durchgangsöffnungen des zusätzlichen Formteils abschließen. Alternativ ist es auch möglich, den Zeitablauf des Gießverfahrens so zu steuern, dass die jeweils vorhandenen Durchgangsöffnungen des zusätzlichen Formteils durch in ihnen erstarrte Schmelze verschlossen sind, bevor Arbeitsschritt d), d.h. das Öffnen des Formhohlraums der Vorrichtung, eingeleitet wird. Erforderlichenfalls können auch Kühleinrichtungen vorgesehen sein, über die das Erstarren der Schmelze in der oder den Durchgangsöffnung(en) beschleunigt werden kann. Die Kühleinrichtungen können dabei gesteuert sein, so dass sie ihre Kühlwirkung erst entfalten, wenn der Füllvorgang (Arbeitsschritte b) und c)) abgeschlossen ist.In order to ensure that the passage openings provided therefor in the additional molding are closed when the mold cavity is opened to remove the casting, optional closure devices, such as valves, slides or the like, may be provided, terminating, if necessary, the passage openings of the additional molding. Alternatively, it is also possible to control the timing of the casting process in such a way that the through-openings of the additional molding present in each case are closed by melt solidified in them before work step d), i. the opening of the mold cavity of the device is initiated. If necessary, cooling devices can also be provided, by means of which the solidification of the melt in the through-opening (s) can be accelerated. The cooling devices can be controlled so that they only develop their cooling effect when the filling process (steps b) and c)) is completed.

Im Fall, dass die erfindungsgemäß zum Gießen des Rahmens eines erfindungsgemäßen Batteriegehäuses eingesetzte Vorrichtung in der voranstehend erläuterten Weise ein optionales viertes Formteil aufweist, kann es zweckmäßig sein, wenn das vierte Formteil dazu eingerichtet ist, während des Arbeitsschritts d) die zwischen dem Schmelzenversorgungssystem und dem Formhohlraum der Vorrichtung in den Durchgangsöffnungen des zusätzlichen Formteils und dem vierten Formteil verfestigte Leichtmetallschmelze zu brechen, in dem eine Relativbewegung sowohl zwischen dem vierten Formteil und dem ersten Formteil einerseits und dem vierten Formteil und der aus dem zweiten Formteil und dem zusätzlichen Formteil gebildeten Einheit andererseits erfolgt.In the case that the device used according to the invention for casting the frame of a battery housing according to the invention in the manner explained above an optional fourth Having molded part, it may be useful if the fourth molded part is adapted to break during the step d) between the melt supply system and the mold cavity of the device in the through holes of the additional molded part and the fourth molded part solidified light metal melt in which a relative movement both between the fourth mold part and the first mold part on the one hand and the fourth mold part and the unit formed from the second mold part and the additional mold part on the other hand takes place.

Eine einfache Bauform der erfindungsgemäß eingesetzten Vorrichtung kann erreicht werden, indem die jeweils beweglich gelagerten, durch die Stellmittel bewegbaren Formteile der Vorrichtung zum Öffnen und Schließen des Formhohlraums (Arbeitsschritt d)) sowie zum Trennen des zusätzlichen Formteils von dem zweiten Formteil (Arbeitsschritt g)) jeweils optional in einer linearen Bewegung geführt werden, die parallel zu einer gemeinsamen Längsbewegungsachse ausgerichtet ist.A simple design of the device according to the invention can be achieved by the respective movably mounted, movable by the actuating means moldings of the device for opening and closing the mold cavity (step d)) and for separating the additional molded part of the second mold part (step g)) are each optionally guided in a linear movement, which is aligned parallel to a common longitudinal movement axis.

Mit einer in der voranstehend erläuterten Weise gestalteten Vorrichtung gelingt es, einen Rahmen für ein Batteriegehäuse in der erfindungsgemäß vorgesehenen Weise mittels Druckguss zu gießen, wobei die zu vergießende Schmelze von einer konventionellen Druckgussmaschine bereitgestellt wird, die die Schmelze in das Schmelzenversorgungssystem mit einem Druck von höchstens 350 bar, insbesondere höchstens 300 bar, einbringt.With a device designed in the above-described manner, it is possible to die-cast a frame for a battery housing in the manner provided according to the invention, wherein the melt to be cast is provided by a conventional die-casting machine which applies the melt to the melt supply system at a pressure of at most 350 bar, in particular at most 300 bar, brings.

Im Ergebnis gelingt es so, auf überraschend einfache Weise einen Rahmen zu gießen, der die Basis für ein Batteriegehäuse der erfindungsgemäßen Art bildet. Durch die gießtechnische Herstellung des Rahmens lässt sich somit das Batteriegehäuse insgesamt mit deutlich vermindertem Zeit- und damit einhergehend vermindertem Kostenaufwand herstellen. Gleichzeitig weist der erfindungsgemäß gegossene Rahmen technologische Eigenschaften auf, die einer Schweißkonstruktion, wie sie im Stand der Technik vorgesehen ist, überlegen ist. Insbesondere sind bei einem erfindungsgemäß als Gussteil ausgeführten Rahmen im Bereich der Knoten, an denen die Stege des Rahmens einander kreuzen und miteinander verbunden sind, keine Wärmeeinflusszonen oder desgleichen vorhanden, von denen eine strukturelle Schwächung des Rahmens ausgehen könnte.As a result, it is possible to cast a frame in a surprisingly simple manner, which forms the basis for a battery case of the type according to the invention. As a result of the casting-technical production of the frame, the battery housing can thus be produced overall with a significantly reduced time and, consequently, reduced costs. At the same time, the frame cast according to the invention has technological properties which are superior to a welded construction as provided in the prior art. In particular, in a frame designed according to the invention as a casting in the region of the nodes at which the webs of the frame intersect and are interconnected, there are no heat affected zones or the like from which a structural weakening of the frame could result.

Um beim Gießen des Rahmens eines erfindungsgemäßen Batteriegehäuses eine optimal große Freiheit bei der Gestaltung des Formhohlraums zu haben und um das Ausformen des fertig erstarrten Rahmens bei gleichzeitiger Abdichtung des Schmelzenversorgungssystems zu erleichtern, kann bei der zum Gießen des Rahmens vorgesehenen, oben erläuterten Vorrichtung optional ein viertes Formteil vorhanden sein, das den Formhohlraum an seiner dem zweiten Formteil zugeordneten Seite abdeckt, wobei das zusätzliche Formteil zwischen dem vierten Formteil und dem zweiten Formteil angeordnet ist und wobei das vierte Formteil mindestens eine Durchgangsöffnung aufweist, die bei geschlossenem Formhohlraum eine Strömungsverbindung zwischen einer zugeordneten Durchgangsöffnung des zusätzlichen Formteils und dem Formhohlraum herstellt.In order to have an optimally large freedom in the design of the mold cavity when casting the frame of a battery housing according to the invention and to facilitate the molding of the completely solidified frame with simultaneous sealing of the melt supply system, in the device provided for casting the frame, explained above, optionally a fourth Molded part may be present, which covers the mold cavity on its side associated with the second mold part, wherein the additional mold part between the fourth mold part and the second mold part is arranged and wherein the fourth mold part has at least one passage opening, which with a closed mold cavity, a flow connection between an associated passage opening of the additional molding and the mold cavity.

Eine kompakte Bauform der Gießvorrichtung bei gleichzeitig optimiert kurzen Wegen für die im Gießbetrieb aus dem Schmelzenversorgungssystem in den Formhohlraum geleitete Schmelze ergibt sich dann, wenn das vierte Formteil optional eine Ausnehmung aufweist, in der das zusätzliche Formteil bei zum Gießen fertig geschlossenem Formhohlraum der Vorrichtung sitzt.A compact design of the casting device with optimized at the same time short ways for the running in the casting operation from the melt supply system in the mold cavity melt is obtained when the fourth molding optionally has a recess in which the additional molding sits at the finished mold ready for molding of the device.

Für die Verstellung der einzelnen Formteile der Gießvorrichtung sind in an sich bekannter Weise ausgebildete Stelleinrichtungen vorgesehen. Diese sind, sofern ein viertes Formteil in der voranstehend erläuterten Weise vorhanden ist, als weitere Option vorteilhafterweise dazu eingerichtet, zum Öffnen des Formhohlraums einen Abstand sowohl zwischen dem ersten Formteil einerseits und dem vierten Formteil andererseits, als auch zwischen der aus dem zweiten Formteil und dem zusätzlichen Formteil gebildeten Einheit einerseits und dem vierten Formteil andererseits herzustellen.For the adjustment of the individual moldings of the casting device trained adjusting devices are provided in a conventional manner. These are, as far as a fourth molding in the manner described above is present, as a further option advantageously arranged to open the mold cavity a distance both between the first mold part on the one hand and the fourth mold part on the other hand, and between the from the second mold part and the produce additional molded part unit on the one hand and the fourth molding on the other.

Eine kompakte und im Hinblick auf die flächige Erstreckung des zu gießenden Rahmens auch in seiner räumlichen Gestalt optimal an die Gießaufgabe angepasste Gießvorrichtung der voranstehend erläuterten Art ergibt sich dabei dann, wenn das erste Formteil, das zweite Formteil, das zusätzliche Formteil und das optional vorhandene vierte Formteil ebenfalls optional nach Art von Platten ausgebildet sind, die bei zum Gießen geschlossener Vorrichtung einen Stapel von aneinander liegenden Formteil-Platten bilden.A compact and with regard to the surface extension of the frame to be cast in its spatial shape optimally adapted to the casting task casting device of the type described above results in the case of the first molded part, the second molded part, the additional molded part and the optional fourth Molded part are also optionally formed in the manner of plates, which form a stack of juxtaposed molding plates in closed device for casting.

Erforderlichenfalls kann jedes der Formteile einer erfindungsgemäß für das Gießen des Rahmens eines erfindungsgemäßen Batteriegehäuses vorgesehenen Vorrichtung über Stellantriebe in seiner Position mittels geeigneter Stelleinrichtungen relativ zu den anderen Formteilen der Vorrichtung bewegt werden. In den meisten Anwendungsfällen wird es jedoch ausreichen, wenn das erste Formteil stationär unbeweglich angeordnet ist und die jeweiligen Stellmittel die anderen Formteile zum Öffnen und Schließen des Formhohlraums sowie zum Trennen des zusätzlichen Formteils von dem zweiten Formteil relativ zum feststehenden ersten Formteil bewegen.If necessary, each of the mold parts of a device according to the invention for the casting of the frame of a battery housing according to the invention can be moved via actuators in position by means of suitable adjusting devices relative to the other molded parts of the device. In most applications, however, it will be sufficient if the first molding stationary stationary and the respective actuating means move the other mold parts for opening and closing the mold cavity and for separating the additional molded part of the second molded part relative to the fixed first molded part.

Die Formteile einer erfindungsgemäß eingesetzten Vorrichtung können optional jeweils einstückig ausgebildet sein. Dies gilt insbesondere dann, wenn sie plattenförmig gestaltet sind. Bei komplexeren Formgebungen des Rahmens oder zur Verbesserung der Vielseitigkeit der Vorrichtung kann es jedoch erforderlichenfalls auch zweckmäßig sein, mindestens eines der jeweils vorhandenen Formteile aus zwei oder mehr Formbauteilen zusammenzusetzen.The moldings of a device used according to the invention can optionally each be formed integrally. This is especially true if they are designed plate-shaped. For more complex shapes of the frame or to improve the versatility of the device, however, it may also be appropriate, if necessary, to assemble at least one of the respective existing moldings of two or more mold components.

Wie erläutert, dient das im zweiten Formteil der erfindungsgemäß eingesetzten Vorrichtung abgebildete Schmelzenversorgungssystem zum Verteilen und Nachspeisen der in den Formhohlraum eingeleiteten, den zu gießenden Rahmen formenden Schmelze. Zu diesem Zweck kann das Schmelzenversorgungssystem in an sich bekannter Weise mindestens einen Speiser und einen Gießlauf zum Verteilen der in den Speiser gefüllten Schmelze auf zwei oder mehr in das zusätzliche Formteil eingeformten, zu dem Formhohlraum führenden Durchgangsöffnungen umfassen.As explained, the melt supply system shown in the second molded part of the device used according to the invention serves for distributing and feeding the melt introduced into the mold cavity and forming the frame to be cast. For this purpose, the melt supply system may comprise, in a manner known per se, at least one feeder and one run for distributing the melt filled in the feeder to two or more through holes formed in the additional mold part and leading to the mold cavity.

Typischerweise entspricht das Schmelzenvolumen, das in den Formhohlraum der erfindungsgemäß eingesetzten Vorrichtung zum Abbilden des zu gießenden Rahmens eingefüllt werden muss, einem Gewicht von mindestens 20 kg der Leichtmetallschmelze. Typischerweise liegt das Schmelzengewicht für den zu gießenden Rahmen bei 20 - 25 kg. Das Gesamtgewicht der zu vergießenden Schmelze, d.h. des für das zu gießende Bauteil selbst und das zum Füllen des Gießsystems benötigten Schmelzenvolumens, beträgt typischerweise 40 - 50 kg.Typically, the volume of melt to be filled into the mold cavity of the apparatus used to mold the frame to be cast according to the present invention will be at least 20 kg in weight of the molten metal melt. Typically, the melt weight for the frame to be cast is 20-25 kg. The total weight of the melt to be cast, i. of the component to be cast itself and the volume of the melt required to fill the casting system is typically 40-50 kg.

Bei der Leichtmetallschmelze, aus der der Rahmen des Batteriegehäuses erfindungsgemäß gegossen ist, handelt es sich typischerweise um eine aus einem Aluminiumgusswerkstoff erschmolzene Schmelze. Solche Gusswerkstoffe sind beispielsweise unter der Bezeichnung AlSi10MnMg, AlSi9MnMoZr, AIMg5Si2Mn bekannt und beispielsweise in der Norm DIN EN 1706 definiert.The molten metal from which the frame of the battery housing is cast according to the invention is typically a melt melted from an aluminum casting material. Such cast materials are known, for example, under the name AlSi10MnMg, AlSi9MnMoZr, AIMg5Si2Mn and defined, for example, in the standard DIN EN 1706.

Die Abmessungen erfindungsgemäßer Batteriegehäuse und des in ihnen jeweils vorgesehenen, erfindungsgemäß gegossenen Rahmens ergeben sich aus den jeweils typischen oder durch gesetzliche Vorschriften geregelten Abmessungen von Kraftfahrzeugen, bei denen es sich sowohl um Personenkraftfahrzeuge als auch um Nutzfahrzeuge mit einer entsprechenden Tragstruktur handeln kann, in die das erfindungsgemäße Batteriegehäuse jeweils als Bodenteil integriert wird. So beträgt bei Batteriegehäusen der erfindungsgemäßen Art die Länge typischerweise mindestens zwei Meter, wobei Längen von mindestens 2,5 Meter oder mindestens 3 Meter ebenso regelmäßig vorkommen. Die Breite der Batteriegehäuse beträgt dabei typischerweise mindestens 1,25 Meter, wobei hier Breiten von mindestens 1,5 Meter oder gar mindestens 1,8 Meter ebenso regelmäßig anzutreffen sind.The dimensions of the battery housing according to the invention and the frame provided in each case according to the invention result from the typical or statutory dimensions of motor vehicles, which may be both passenger vehicles and commercial vehicles with a corresponding support structure into which the Battery housing according to the invention is integrated in each case as a bottom part. Thus, in battery cases of the type according to the invention, the length is typically at least two meters, with lengths of at least 2.5 meters or at least 3 meters occurring just as regularly. The width of the battery case is typically at least 1.25 meters, with widths of at least 1.5 meters or even at least 1.8 meters are just as common.

Grundsätzlich kann die aus den Stegen gebildete Gitterstruktur des Rahmens eines erfindungsgemäßen Batteriegehäuses entsprechend der Formgebung der zur Verfügung stehenden Batterieelemente oder unter Berücksichtigung der an die Formsteifigkeit oder die Tragfähigkeit des Rahmens gestellten Anforderungen ausgelegt und geformt werden. So können die Stege in ihren Kreuzungspunkten in Draufsicht betrachtet Winkel einschließen, die von einem rechten Winkel abweichen. Auf diese Weise ist es möglich, die die von den Stegen des Rahmens umgrenzten, zur Aufnahme der Batterien vorgesehenen Fächer, wiederum in Draufsicht auf den Rahmen betrachtet, rauten- oder wabenförmig auszubilden. Für die meisten Anwendungszwecke ausreichend und im Hinblick auf die in der Regel quaderförmige Gestalt heute üblicher Batterieelemente kann es jedoch vorteilhaft sein, wenn der Mittelteil des Rahmens mindestens zwei parallel zur Längsrichtung des Batteriegehäuses ausgerichtete Längs-Stege und mindestens einen im rechten Winkel quer dazu ausgerichteten Quer-Steg umfasst. Bei einer solchen Ausrichtung der Längs- und Quer-Stege des erfindungsgemäßen Rahmens ergeben sich in Draufsicht rechteckige Fächeraufnahmen, die eine optimale Passform für die in sie einzusetzenden, quaderförmigen Batterieelemente besitzen.In principle, the grid structure formed by the webs of the frame of a battery housing according to the invention can be designed and shaped according to the shape of the available battery elements or taking into account the requirements imposed on the dimensional stability or the load capacity of the frame. Thus, the webs in their crossing points considered in plan view include angles that deviate from a right angle. In this way, it is possible to form the rhomboid or honeycomb shape, which is bounded by the webs of the frame and intended to hold the batteries, again viewed in plan view of the frame. For most applications, however, sufficient and in view of the generally cuboid shape of today conventional battery elements, it may be advantageous if the middle part of the frame at least two parallel to the longitudinal direction of the battery housing aligned longitudinal webs and at least one transverse to the transverse direction perpendicular thereto -Steg includes. In such an orientation of the longitudinal and transverse webs of the frame according to the invention arise in plan view rectangular fan shots that have an optimal fit for the inserted into them, cuboid battery elements.

Auch die Anzahl der Stege kann entsprechend der Anzahl der innerhalb des vom erfindungsgemäß gegossenen Rahmen eines Batteriegehäuses umgrenzten Raums vorzusehenden, zur Aufnahme jeweils mindestens eines Batterieelements bestimmten Fächer oder unter Berücksichtigung der sich aus den im Gebrauch auftretenden statischen oder dynamischen Lasten gewählt werden. So kann es zweckmäßig sein, wenn beim Mittelteil des Rahmens drei oder mehr Längs-Stege vorgesehen sind. Diese können beispielsweise parallel zueinander ausgerichtet sein. Grundsätzlich unabhängig von ihrer Ausrichtung, jedoch insbesondere dann, wenn sie parallel zueinander ausgerichtet sind, können zwei der Längs-Stege den äußeren Abschluss des Rahmens an dessen Längsseiten bilden, indem sie an jeweils einer der Längsseiten des Rahmens angeordnet sind. Mindestens ein weiterer Längs-Steg, der dann zwischen den beiden den Längsseiten zugeordneten Stegen angeordnet ist, kann dann zur Unterteilung des vom Rahmen seitlich umgrenzten Raums genutzt werden.Also, the number of webs can be selected according to the number of bounded within the space bounded by the present invention cast frame of a battery case, for receiving each at least one battery element specific subjects or taking into account the static or dynamic loads occurring in use. Thus, it may be expedient if three or more longitudinal webs are provided at the middle part of the frame. These can be aligned, for example, parallel to each other. In principle, regardless of their orientation, but in particular when they are aligned parallel to each other, two of the longitudinal webs can form the outer end of the frame on its longitudinal sides by being arranged on each one of the longitudinal sides of the frame. At least one further longitudinal web, which is then arranged between the two webs associated with the longitudinal sides, can then be used to subdivide the space bounded laterally by the frame.

Genauso kann es zweckmäßig sein, wenn der Mittelteil des Rahmens mindestens zwei Quer-Stege umfasst. Die beiden Querstege können den Abschluss des Rahmens an den Seiten bilden, an denen die Koppelabschnitte an den Mittelabschnitt des Rahmens angeschlossen sind. Alternativ oder ergänzend können ein, zwei oder mehr Quer-Stege auch genutzt werden, um den vom Rahmen umgrenzten Raum in eine größere Zahl von Fächern zur Aufnahme von Batterieelementen zu unterteilen.It may also be appropriate if the middle part of the frame comprises at least two transverse webs. The two transverse webs may form the conclusion of the frame on the sides at which the coupling portions are connected to the central portion of the frame. Alternatively or additionally, one, two or more transverse webs can also be used to the one bounded by the frame Divide space into a larger number of compartments for holding battery elements.

Die jeweils vorhandenen Längs- oder Querstege können zweckmäßigerweise in gleichmäßigen Abständen über die Breite (Längs-Stege) oder die Länge (Quer-Stege) des Mittelteils verteilt angeordnet sein, wenn eine größere Zahl gleichartig dimensionierter Fächer zur Aufnahme von Batterieelementen bereitgestellt werden soll.The respective existing longitudinal or transverse webs may conveniently be arranged distributed at equal intervals across the width (longitudinal webs) or the length (transverse webs) of the central part, if a larger number of identically dimensioned compartments for receiving battery elements to be provided.

Es versteht sich von selbst, dass die Längs- und Quer-Stege eines erfindungsgemäß einstückig gegossenen Rahmens keine identische Form haben müssen, sondern dass die jeweilige Form der Stege individuell an die im Gebrauch auftretenden Belastungen angepasst sein kann. So kann es im Fall, dass die Längsseiten des Rahmens durch Längs-Stege gebildet sind, zweckmäßig sein, diese Längsseiten-Stege anders auszubilden als beispielsweise einen zusätzlichen Längs-Steg, der zwischen den Längsseiten-Stegen angeordnet ist, um eine mittige Teilung des von dem Rahmen umgrenzten Raums vorzunehmen. Gleiches gilt in entsprechender Weise für die Quer-Stege, von denen - sofern vorhanden - diejenigen, die die äußere Begrenzung des Mittelteils des Rahmens am Übergang zu den Koppelabschnitten des Rahmens bilden, selbstverständlich anders geformt sein können als diejenigen Quer-Stege, die zur Unterteilung des von dem Rahmen umgrenzten Raums vorgesehen sind.It goes without saying that the longitudinal and transverse webs of an integrally cast frame according to the invention need not have an identical shape, but that the respective shape of the webs can be adapted individually to the loads occurring in use. Thus, in the case that the longitudinal sides of the frame are formed by longitudinal webs, it may be appropriate to form these longitudinal side webs differently than, for example, an additional longitudinal web which is arranged between the longitudinal sides webs to a central division of the space bounded by the frame. The same applies mutatis mutandis to the transverse webs, of which - if any - those that form the outer boundary of the central part of the frame at the transition to the coupling portions of the frame, of course, can be shaped differently than those transverse webs, the subdivision of the space bounded by the frame.

An den Quer-Stegen können zudem optional zusätzliche Formelemente ausgebildet sein, die beispielsweise zum Befestigen der Batterieelemente oder als Hilfsmittel zur Montage weiterer Bauelemente genutzt werden können.On the transverse webs also optionally additional mold elements may be formed, which can be used for example for attaching the battery elements or as an aid for mounting other components.

Genauso kann die Gestaltung der Verbindungsknoten, in denen einander kreuzende oder aufeinander stoßende Stege miteinander verbunden sind, individuell unter Berücksichtigung der jeweils lokal auftretenden oder zu erwartenden Belastungen so ausgebildet werden, dass eine dauerhafte Formsteifigkeit des Rahmens auch unter Maximalbelastungen gewährleistet ist.Likewise, the design of the connection nodes, in which intersecting or abutting webs are connected to each other individually under consideration of each locally occurring or expected loads are designed so that a permanent stiffness of the frame is guaranteed even under maximum loads.

Die Formsteifigkeit des Rahmens eines erfindungsgemäßen Batteriegehäuses und der Schutz der in einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse enthaltenen Batterieelemente gegen eine Zerstörung bei einem Aufprall, zu dem es beispielsweise bei einem Crash kommen kann, kann optional dadurch optimiert werden, dass der Rahmen des Batteriegehäuses an seinen Längsseiten jeweils einen Längs-Steg aufweist und dass an der Außenseite jedes dieser Längs-Stege ein sich in Längsrichtung des Batteriegehäuses erstreckendes Tragprofil befestigt ist. Die Anbindung des jeweiligen Tragprofils an den jeweils zugeordneten, an der jeweiligen Längsseite positionierten Längs-Steg kann dabei dadurch vereinfacht werden, dass die den Längsseiten des Rahmens zugeordneten Längs-Stege als Profile mit einem Stegabschnitt und mindestens einem Gurtabschnitt ausgebildet sind, der an den Stegabschnitt angeformt ist und seitlich von dem Stegabschnitt absteht. Die den Längsseiten des Rahmens zugeordneten Längs-Stege sind demnach als T-, L- oder Z-förmige Profile geformt. Ihre seitlich von ihrem jeweiligen Stegabschnitt abstehenden Gurtabschnitte können dabei als Anlageflächen für einen Verbindungsabschnitt des zugeordneten Tragprofils genutzt werden. Der betreffende Verbindungsabschnitt kann dazu flach an dem Gurtabschnitt des jeweils zugeordneten Längs-Stegs anliegen.The dimensional stability of the frame of a battery housing according to the invention and the protection of the battery elements contained in a battery housing according to the invention against destruction during an impact, which can occur, for example, in a crash can optionally be optimized by the fact that the frame of the battery case at its longitudinal sides one Has longitudinal web and that on the outside of each of these longitudinal webs is fixed in the longitudinal direction of the battery housing extending support profile. The connection of the respective support profile to the respective associated, positioned on the respective longitudinal side longitudinal web can thereby be simplified, that the longitudinal sides of the frame associated longitudinal webs are formed as profiles with a web portion and at least one belt portion which is connected to the web portion is formed and projects laterally from the web portion. The longitudinal sides of the frame associated longitudinal webs are therefore shaped as T, L or Z-shaped profiles. Their laterally projecting from their respective web portion belt portions can be used as contact surfaces for a connecting portion of the associated support profile. The relevant connecting portion can lie flat against the belt portion of the respectively associated longitudinal web.

Die feste Verbindung zwischen dem jeweiligen Tragprofil und dem ihm zugeordneten Längs-Steg kann vorteilhafterweise über eine zwischen den jeweils aneinander anliegenden Verbindungs- und Gurtabschnitten von Tragprofil und zugeordnetem Längs-Steg bestehende stoffschlüssige Verbindung hergestellt sein. Über die aneinander liegenden Verbindungs- und Gurtabschnitte können große Kontaktflächen erzeugt werden, die beispielsweise für eine Verklebung der Tragprofile mit dem Rahmen geeignet sind. Alternativ oder ergänzend zu einer Klebeverbindung kann die feste Verbindung zwischen dem jeweiligen Tragprofil und der zugeordneten Längsseite des Rahmens bzw. dem dort vorgesehenen Längs-Steg durch eine Schweißverbindung hergestellt sein. Diese Schweißverbindung kann als Schweißnaht hergestellt sein, die sich über die Länge des Kontakts zwischen dem jeweiligen Tragprofil und dem ihm zugeordneten Längs-Steg des Rahmens erstreckt.The fixed connection between the respective support profile and the longitudinal web associated therewith can advantageously be produced via a cohesive connection existing between the respective adjoining connecting and belt sections of the supporting profile and the associated longitudinal web. Over the adjacent connection and belt sections large contact surfaces can be generated, which are suitable for example for a bonding of the support profiles with the frame. Alternatively or in addition to an adhesive bond, the fixed connection between the respective support profile and the associated longitudinal side of the frame or the longitudinal web provided there may be produced by a welded connection. This welded connection can be produced as a weld which extends over the length of the contact between the respective support profile and its associated longitudinal web of the frame.

Zum Schutz gegen Beschädigung durch äußere Einwirkung, insbesondere zum Schutz der in ihm gehaltenen Batterieelemente gegen Steinschlag und Feuchtigkeit, kann das mindestens eine von den Stegen des Rahmens umgrenzte und zur Aufnahme eines Batterieelements bestimmte Fach an der der Unterseite des Fahrzeugs zugordneten Unterseite des Rahmens mit einer Bodenplatte abgedeckt sein. Dabei kann je vorhandenem Fach eine eigene Bodenplatte vorgesehen sein, die beispielsweise jeweils an den das betreffende Fach umgrenzenden Stegen befestigt ist. Eine funktional besonders vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich, wenn sich die Bodenplatten in einem Stück über die gesamte Unterseite des Rahmens erstrecken.To protect against damage caused by external influence, in particular to protect the battery elements held against stone chipping and moisture, the at least one bounded by the webs of the frame and for receiving a battery element tray on the underside of the vehicle zugordneten underside of the frame with a Be covered floor plate. It can be provided depending on the existing compartment a separate base plate, for example, each attached to the respective compartment bounding webs. A functionally particularly advantageous embodiment results when the floor panels extend in one piece over the entire underside of the frame.

Die Bodenplatte kann zur Aussteifung des Bodenelements beitragen. Zu diesem Zweck kann sie beispielsweise als Sandwichelement aufgebaut sein, das mindestens eine Lage, die eine ausreichende Beständigkeit gegen impulsartig auftretende Belastungen besitzt, wobei diese Lage vorteilhafterweise der freien Außenseite der Bodenplatte zugeordnet ist, und mindestens eine weitere Lage aufweist, die ein gegenüber der ersten Lage vergrößertes Dämpfungsvermögen beispielsweise gegen Stoß- oder Temperaturbelastungen besitzt und dabei vorteilhafterweise von der höher stoßbelastbaren ersten Lage an ihrer Außenseite abgedeckt ist.The bottom plate can contribute to the stiffening of the bottom element. For this purpose, it may for example be constructed as a sandwich element, which has at least one layer which has sufficient resistance to impulsive loads, this layer advantageously the free outer side of the bottom plate is assigned, and has at least one further layer which has a relation to the first layer increased damping capacity, for example, against shock or temperature loads and is advantageously covered by the higher shock-resistant first layer on its outside.

Ein besonders geringes Gewicht bei gleichzeitig ausreichender Formsteifigkeit kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Bodenplatte im Ganzen oder eine ihrer Lagen aus einem Leichtmetallschaum besteht. Alternativ oder ergänzend kann sie auch als Vollblech- oder Strangpress-Konstruktion gebildet sein. Sofern die Bodenplatte aus mehreren Teilen zusammengesetzt ist, können die Einzelteile der Bodenplatte stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Genauso kann die Bodenplatte bevorzugt stoffschlüssig mit dem Rahmen verbunden werden. In beiden Fällen eignen sich bekannte Klebe- oder Schweißverfahren.A particularly low weight with sufficient dimensional stability can be achieved, for example, that the bottom plate as a whole or one of its layers consists of a light metal foam. Alternatively or additionally, it may also be formed as a solid sheet or extruded construction. If the bottom plate is composed of several parts, the items of the bottom plate can be integrally connected to one another. In the same way, the base plate can preferably be connected to the frame in a materially bonded manner. In both cases, known bonding or welding processes are suitable.

Die Bodenplatte kann auch zum Abführen von Wärme benutzt werden, das beim Betrieb oder beim Laden der im Batteriegehäuse gehaltenen Batterieelemente entstehen kann. Dazu können aktiv betriebene Kühlelemente oder mindestens eine von Kühlmittel durchflossene, über eine separate Kühleinrichtung des Fahrzeugs gespeiste Kühlleitung in die Bodenplatte integriert sein.The bottom plate can also be used to dissipate heat that may be generated during operation or charging of the battery elements held in the battery case. For this purpose, actively operated cooling elements or at least one coolant flowing through, fed via a separate cooling device of the vehicle cooling line can be integrated into the bottom plate.

Auch für eine Befestigung der optional vorgesehenen Bodenplatte eines erfindungsgemäßen Batteriegehäuses hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die den Längsseiten des Rahmens zugeordneten Längs-Stege optional in der oben bereits erläuterten Weise als T-, L- oder Z-förmige Profile mit mindestens einem seitlich von ihrem Stegabschnitt abstehenden, hier vorteilhafter der Unterseite des Batteriegehäuses zugeordneten Gurtabschnitt ausgestaltet sind. In diesem Fall kann die Bodenplatte flach an den betreffenden Gurtabschnitt der an den Längsseiten des Rahmens angeordneten Längs-Stege anliegen und dort in der oben bereits für den Anschluss der optional vorgesehenen Tragprofile erläuterten Weise stoffschlüssig an den jeweiligen Längs-Steg angebunden sein.Also, for an attachment of the optionally provided bottom plate of a battery housing according to the invention, it has proven to be advantageous if the longitudinal sides of the frame associated longitudinal webs optionally in the manner already explained above as T, L or Z-shaped profiles with at least one laterally protruding from its web portion, here advantageously the underside of the battery housing associated belt portion are configured. In this case, the bottom plate can lie flat against the relevant belt portion of the arranged on the longitudinal sides of the frame longitudinal webs and there be materially connected to the respective longitudinal web in the manner already explained above for the connection of the optionally provided support profiles.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel zeigenden Zeichnung näher erläutert. Deren Figuren zeigen jeweils schematisch:

1 einen Rahmen für ein Batteriegehäuse in Draufsicht;
2 ein den Rahmen gemäß 1 umfassendes Batteriegehäuse in Draufsicht;
3 das Batteriegehäuse gemäß 2 in einem Schnitt entlang der in 2 eingezeichneten Schnittlinie X-X;
4 eine Vorrichtung zum Gießen des in 1 dargestellten Rahmens mit für das Gießen geschlossenem Formhohlraum in seitlicher Ansicht;
5 die Vorrichtung gemäß 4 mit zur Entnahme des fertig gegossenen Rahmens geöffnetem Formhohlraum in seitlicher Ansicht;
6 die Vorrichtung gemäß 4 und 5 in zur Entnahme des in ihrem Schmelzenversorgungssystem erstarrten Schmelzenvolumens geöffnetem Zustand in seitlicher Ansicht.

The invention will be explained in more detail with reference to a drawing showing an embodiment. Their figures show each schematically:

1 a frame for a battery case in plan view;
2 a frame according to 1 comprehensive battery housing in plan view;
3 the battery case according to 2 in a section along the in 2 drawn section line XX;
4 a device for casting the in 1 illustrated frame with mold closed for casting in lateral view;
5 the device according to 4 with opened to remove the finished cast frame mold cavity in a side view;
6 the device according to 4 and 5 in order to remove the solidified in their melt supply system melt volume open state in a side view.

Der in 1 gezeigte Rahmen 1 für ein Batteriegehäuse G weist eine flache Gestalt mit einer Dicke DR auf, die wesentlich kleiner ist als die Länge LR und Breite BR des Rahmens 1.The in 1 shown frame 1 for a battery case G has a flat shape with a thickness DR on, which is much smaller than the length LR and width BR of the frame 1 ,

Dabei ist der Rahmen 1 in einem Stück aus einer Aluminiumgussschmelze gegossen, die entsprechend einer der oben schon erwähnten, für diese Zwecke an sich bekannten AI-Werkstoffe zusammengesetzt ist.Here is the frame 1 poured in one piece from a cast aluminum melt, which is composed according to one of the above-mentioned AI materials known per se for these purposes.

Der Rahmen 1 weist einen Mittelteil 2 auf, der sich über mehr als die Hälfte der Länge LR des Rahmens 1 erstreckt und eine in Draufsicht (1) rechteckige Grundform mit langen Längsseiten L1,L2 und kürzeren Schmalseiten S1,S2 besitzt. Die äußere Begrenzung des Mittelteils 2 an den Längsseiten L1,L2 bildet jeweils einen Längs-Steg 3,4. Die äußeren Längs-Stege 3,4 erstrecken sich in Längsrichtung L des Rahmens 1 und sind parallel zueinander ausgerichtet. Ein weiterer Längs-Steg 5 befindet sich bezogen auf die Breite BR des Rahmens 1 mittig zwischen den äußeren Längs-Stegen 3,4. Auch er ist parallel zu den Längs-Stegen 3,4 ausgerichtet.The frame 1 has a middle part 2 on, stretching over more than half the length LR of the frame 1 extends and one in plan view ( 1 ) rectangular basic form with long longitudinal sides L1 . L2 and shorter narrow sides S1 . S2 has. The outer boundary of the middle section 2 on the long sides L1 . L2 each forms a longitudinal web 3 . 4 , The outer longitudinal webs 3,4 extend in the longitudinal direction L of the frame 1 and are aligned parallel to each other. Another longitudinal bridge 5 is related to the width BR of the frame 1 centrally between the outer longitudinal webs 3 . 4 , He too is parallel to the longitudinal bars 3 . 4 aligned.

Die äußere Begrenzung an den Schmalseiten S1,S2 des Mittelteils 2 ist durch jeweils einen äußeren Quer-Steg 6,7 gebildet. Die Quer-Stege 6,7 sind rechtwinklig zu den Längs-Stegen 3,4,5 ausgerichtet. Zwei weitere Quer-Stege 8,9 sind in gleichmäßigen Abständen über den zwischen den äußeren Quer-Stegen 6,7 vorhandenen Längenabstand verteilt in dem von den äußeren Längs-Stegen 3,4 und den äußeren Quer-Stegen 6,7 umgrenzten Raum 10 des Rahmens 1 verteilt angeordnet. Auch die Quer-Stege 8,9 sind rechtwinklig zu den Längs-Stegen 3,4,5 ausgerichtet. Auf diese Weise sind im vom Rahmen 1 umgrenzten Raum 10 sechs in Draufsicht rechteckige Fächer 11,12,13,14,15,16 gebildet, in denen zum Gebrauch hier der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigte quaderförmige Batterieelemente passgenau platziert werden können.The outer boundary on the narrow sides S1 . S2 of the middle section 2 is by an outer cross-bridge 6 . 7 educated. The cross-bridges 6 . 7 are perpendicular to the longitudinal webs 3 . 4 . 5 aligned. Two further transverse webs 8,9 are at regular intervals over the between the outer transverse webs 6 . 7 existing length spacing distributed in that of the outer longitudinal webs 3 . 4 and the outer cross bars 6 . 7 bounded space 10 of the frame 1 arranged distributed. Also the cross-webs 8th . 9 are perpendicular to the longitudinal webs 3 . 4 . 5 aligned. This way, I'm from the frame 1 bounded space 10 six in plan view rectangular compartments 11 . 12 . 13 . 14 . 15 . 16 formed, in which for the sake of clarity not shown here cuboid battery elements can be accurately placed.

Die Knotenpunkte 17, in denen sich die Quer-Stege 8,9 und der Längs-Steg 5 treffen, sowie die Knotenpunkte 18, in denen die Quer-Stege 6 - 9 mit ihren Stirnseiten gegen den jeweils zugeordneten Längs-Steg 3,4 treffen, sind jeweils gießgerecht so ausgestaltet, dass sich eine biegesteife Anbindung der jeweils zusammentreffenden Längs- und Quer-Stege 6-9 ergibt.The nodes 17 in which are the cross-webs 8th . 9 and the longitudinal bridge 5 meet, as well as the nodal points 18 in which the cross-webs 6 - 9 with their front sides against the respectively assigned Longitudinal rib 3 . 4 meet, are each designed for casting so that a rigid connection of each meeting longitudinal and transverse webs 6-9 results.

Dabei weisen der Längs-Steg 5 und die Quer-Stege 6-9 jeweils die Grundform eines U-Profils auf, dessen Basis zur Unterseite U des Rahmens 1 und dessen Schenkel mit ihren freien Enden zur Oberseite O des Rahmens 1 gerichtet sind.In this case, the longitudinal web 5 and the cross-webs 6-9 each the basic shape of a U-profile, whose base to the bottom U of the frame 1 and its legs with their free ends to the top O of the frame 1 are directed.

Die jeweils außen liegenden Längs-Stege 3,4 des Rahmens 1 besitzen dagegen eine im Querschnitt Z-förmige Profilform mit einem in 3 senkrecht ausgerichteten Stegabschnitt 19, an dessen der Oberseite O zugeordneten oberen Längsrand ein nach außen abstehender und in Bezug auf den Stegabschnitt 19 rechtwinklig ausgerichteter oberer Gurtabschnitt 20 und an dessen der Unterseite U zugeordneten unteren Längsrand ein in Richtung des Raums 10 abstehender und in Bezug auf den Stegabschnitt 19 ebenfalls rechtwinklig ausgerichteter unterer Gurtabschnitt 21 angeformt sind.The respective outer longitudinal webs 3 . 4 of the frame 1 In contrast, have a cross-sectionally Z-shaped profile shape with a in 3 vertically oriented web section 19 , at the top of which O associated upper longitudinal edge outwardly projecting and with respect to the web portion 19 right-angled upper belt section 20 and at the bottom of it U associated lower longitudinal edge one in the direction of the room 10 protruding and in relation to the bridge section 19 also right-angled lower belt section 21 are formed.

An die Außenseiten der äußeren Längs-Stege 3,4 ist jeweils ein Tragprofil 22,23 angesetzt, das beispielsweise durch Extrusion aus einer für diese Zwecke dem Fachmann an sich bekannten Aluminiumknetlegierung gefertigt ist.To the outsides of the outer longitudinal webs 3 . 4 is each a support profile 22 . 23 attached, which is made for example by extrusion from a known to those skilled in the aluminum alloy wrought.

Die Tragprofile 22,23 weisen jeweils einen Hauptabschnitt 24 auf, der an seiner dem jeweiligen Längs-Steg 3,4 zugeordneten Seite eine ebene Anlagefläche 25 besitzt, deren Höhe der freien Höhe H des Stegabschnitts 19 entspricht. Mit ihrer Anlagefläche 25 liegen die Tragprofile 22,23 seitlich an der zugeordneten Außenseite 26 des Stegabschnitts 19 des jeweils zugeordneten Längs-Stegs 3,4 an, wobei optional eine stoffschlüssige Klebeverbindung durch eine Klebstoffschicht 27 hergestellt ist, welche sich zwischen der Anlagefläche 25 des jeweiligen Tragprofils 22,23 und der Außenseite 26 des Stegabschnitts 19 des jeweiligen äußeren Längs-Stegs 3,4 befindet. Alternativ oder ergänzend zu der Klebeverbindung kann im Bereich der einander zugeordneten Anlagefläche 25 und Außenseite 26 eine Schweißverbindung vorgesehen sein.The supporting profiles 22 . 23 each have a main section 24 on, at its the respective longitudinal web 3.4 associated page a flat contact surface 25 whose height is the free height H of the bridge section 19 equivalent. With its contact surface 25 are the support profiles 22 . 23 laterally on the associated outside 26 of the bridge section 19 of the respectively associated longitudinal web 3 . 4 optionally with a material-bonded adhesive bond through an adhesive layer 27 is made, which is between the contact surface 25 of the respective supporting profile 22 . 23 and the outside 26 of the bridge section 19 of the respective outer longitudinal web is 3.4. Alternatively or in addition to the adhesive connection can in the region of the mutually associated contact surface 25 and outside 26 a welded joint may be provided.

An ihrer Unterkante ist die Anlagefläche 25 der Tragprofile 22,23 jeweils durch einen rechtwinklig von ihr nach Art eines Schenkels nach außen abstehenden Verbindungsabschnitt 28 begrenzt, der mit seiner der Anlagefläche 25 zugeordneten Seite dicht an der freien unteren Außenseite des unteren Gurtabschnitts 21 anliegt. Dabei ist die Länge, über die der Verbindungsabschnitt 28 über die Anlagefläche 25 seitlich hinaussteht, so bemessen, dass der Verbindungsabschnitt 28 die zugeordnete untere Außenseite des unteren Gurtabschnitts 21 nur etwa über etwas mehr als die Hälfte ihrer Breite abdeckt.At its lower edge is the contact surface 25 the support profiles 22 . 23 in each case by a connecting portion protruding at right angles from it in the manner of a leg 28 limited, with its the contact surface 25 associated side close to the free lower outside of the lower Gurtabschnitts 21 is applied. Here is the length over which the connecting section 28 over the contact surface 25 protrudes laterally, so dimensioned that the connecting portion 28 the associated lower outside of the lower belt section 21 covering only about a little over half of its width.

An ihrer Oberkante stößt die Anlagefläche 25 dagegen jeweils durch einen in die Oberseite der Tragprofile 22,23 eingeformten und sich über die Länge der Tragprofile 22,23 erstreckenden Absatz 29. Die Breite des Absatzes 29 entspricht dabei der Breite, mit der der obere Gurtabschnitt 20 nach außen über die Außenseite 26 des Stegabschnitts 19 des jeweiligen Längs-Stegs 3,4 hinaussteht. Gleichzeitig entspricht die Tiefe des Absatzes 29 der Dicke des Gurtabschnitts 20, so dass bei an den jeweiligen Längs-Steg 3,4 angesetztem Tragprofil 22,23 der obere Gurtabschnitt 20 des zugeordneten Längs-Stegs 3,4 dicht und in Bezug auf die verbliebene freie Oberseite seines Hauptabschnitts 24 flächenbündig auf dem Absatz 29 des jeweiligen Tragprofils 22,23 sitzt. Eine weitere stoffschlüssige Verbindung zwischen dem jeweiligen Tragprofil 22,23 und dem zugeordneten Längs-Steg 3,4 ist dabei durch eine Schweißnaht 30 gebildet, die im Bereich der Stoßfuge erzeugt ist, in der die freie längsseitige Kante des oberen Gurtabschnitts 21 auf die seitliche Begrenzungsfläche des Absatzes 29 trifft und sich über die Länge der Stoßfuge erstreckt.At its upper edge abuts the contact surface 25 but in each case by one in the top of the support profiles 22 . 23 molded and extending over the length of the supporting profiles 22 . 23 extending paragraph 29 , The width of the paragraph 29 corresponds to the width with which the upper belt section 20 outwards over the outside 26 of the bridge section 19 protrudes the respective longitudinal web 3.4. At the same time the depth of the paragraph corresponds 29 the thickness of the belt section 20 , so that at at the respective longitudinal web 3 . 4 attached support profile 22 . 23 the upper belt section 20 of the associated longitudinal web 3 . 4 dense and relative to the remaining free top of its main section 24 flush on the heel 29 of the respective supporting profile 22 . 23 sitting. Another cohesive connection between the respective support profile 22,23 and the associated longitudinal web 3 . 4 is doing a weld 30 formed in the region of the butt joint, in which the free longitudinal edge of the upper belt section 21 on the lateral boundary surface of the paragraph 29 meets and extends over the length of the butt joint.

Auf dem nicht von dem unteren Verbindungsabschnitt 28 des jeweiligen Tragprofils 22,23 abgedeckten Teil der unteren Außenseite des unteren Gurtabschnitts 21 des jeweiligen Längs-Stegs 3,4 liegt mit ihrem Randbereich eine Bodenplatte 31 auf, die den Rahmen 1 an seiner Unterseite U abdeckt. Die Bodenplatte 31 besteht beispielsweise aus einem Leichtmetallschaum und kann Kühlleitungen umfassen, die im Gebrauch zum Abtransport von Wärme von Kühlmittel durchströmt werden können. Die Bodenplatte 31 und der untere Verbindungsabschnitt 28 sind gemeinsam mit dem unteren Gurtabschnitt 21 des jeweiligen Längs-Stegs 3,4 über Schweißnähte 32 stoffschlüssig verbunden, die sich im Bereich der Stoßfuge zwischen der freien Kante des unteren Verbindungsabschnitts 28 und der zugeordneten freien Seitenkante der Bodenplatte 31 über die Länge der betreffenden Stoßfuge erstrecken.On the not from the lower connecting section 28 of the respective supporting profile 22 . 23 covered part of the lower outside of the lower belt section 21 of the respective longitudinal web 3 . 4 lies with its edge area a bottom plate 31 on top of the frame 1 at its bottom U covers. The bottom plate 31 For example, it consists of a light metal foam and may include cooling lines, which can be traversed in use for the removal of heat from coolant. The bottom plate 31 and the lower connecting portion 28 are common with the lower belt section 21 of the respective longitudinal web 3 . 4 over welds 32 cohesively connected, extending in the region of the butt joint between the free edge of the lower connecting portion 28 and the associated free side edge of the bottom plate 31 extend over the length of the respective butt joint.

An die vom Raum 10 abgewandten Außenseiten der äußeren Quer-Stege 6,7 ist jeweils ein Koppelabschnitt 33,34 angeformt. Die Koppelabschnitte 33,34 dienen zum Anschluss des aus dem Rahmen 1, den Tragprofilen 22,23 und der Bodenplatte 31 sowie optional weiteren, hier nicht dargestellten Form- oder Bauelementen gebildeten Batteriegehäuses G an die hier nicht gezeigte Tragstruktur oder die Achsaggregate eines ebenfalls hier nicht gezeigten, elektrisch betriebenen Personenkraftfahrzeugs.To the ones from the room 10 remote outer sides of the outer transverse webs 6 . 7 is in each case a coupling section 33 . 34 formed. The coupling sections 33 . 34 serve to connect the out of the frame 1 , the supporting profiles 22 . 23 and the bottom plate 31 and optionally further, not shown here form or components formed battery housing G to the support structure, not shown here, or the axle assemblies of an electrically operated passenger vehicle, also not shown here.

Zum in einem Stück erfolgenden Gießen des Rahmens 1 ist die in den 4-6 dargestellte Vorrichtung 100 vorgesehen.For one-piece casting of the frame 1 is the one in the 4-6 illustrated device 100 intended.

Die Vorrichtung 100 weist ein erstes plattenförmiges Formteil 101 auf, in dessen eine Seite der eine Teil 102 des den zu gießenden Rahmen 1 abbildenden Formhohlraums 103 eingeformt ist. The device 100 has a first plate-shaped molding 101 on, in one side of the one part 102 of the frame to be cast 1 imaging mold cavity 103 is formed.

Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 100 ein ebenfalls plattenförmiges zweites Formteil 104, in dessen dem ersten Formteil 101 zugeordnete Seite ein Schmelzenversorgungssystem 105 eingeformt ist. Das Schmelzenversorgungssystem 105 umfasst in an sich bekannter Weise Speiser und Gießläufe, die zum Verteilen und Nachspeisen der über einen hier nicht sichtbaren Zulauf in das Schmelzenverteilungssystem 105 eingebrachten und von dem Schmelzenversorgungssystem 105 aus in den Formhohlraum 103 der Vorrichtung 100 gelangenden Leichtmetallschmelze bestimmt sind.Furthermore, the device comprises 100 a likewise plate-shaped second molded part 104 , in which the first molding 101 associated side a melt supply system 105 is formed. The melt supply system 105 comprises in a conventional manner feeders and runners, for distributing and desserts the not visible here inflow into the melt distribution system 105 introduced and from the melt supply system 105 out into the mold cavity 103 the device 100 reaching light metal melt are determined.

Zwischen dem ersten und dem zweiten Formteil 101,104 sind ein zusätzliches Formteil 106 und ein viertes Formteil 107 angeordnet, die jeweils ebenfalls plattenförmig ausgebildet sind. Das zusätzliche Formteil 106 ist zwischen dem vierten Formteil 107 und dem zweiten Formteil 104 positioniert. In die dem zweiten Formteil 104 zugeordnete Seite des vierten Formteils 107 ist eine Aufnahme 108 eingeformt, in der das zusätzliche Formteil 106 bei zum Gießen geschlossenem Formhohlraum 103 sitzt. In die dem ersten Formteil 101 zugeordnete Seite des vierten Formteils 107 ist dagegen der zweite Teil des den Rahmen 1 abbildenden Formhohlraums 103 eingeformt. In das zusätzliche Formteil 106 und das vierte Formteil 107 sind zueinander fluchtend Durchgangsöffnungen 109,110 eingeformt, über die das Schmelzenversorgungssystem 105 bei geschlossener Vorrichtung 100 an den Formhohlraum 103 strömungstechnisch angebunden ist. Die Durchgangsöffnungen 109,110 erweitern sich dabei ausgehend vom Schmelzenversorgungssystem 105 kegelförmig in Richtung des Formhohlraums 103.Between the first and the second molded part 101 . 104 are an additional molding 106 and a fourth molding 107 arranged, which are each also plate-shaped. The additional molding 106 is between the fourth molding 107 and the second molded part 104 positioned. In the second molding 104 associated side of the fourth molding 107 is a recording 108 molded, in which the additional molding 106 at mold cavity closed for pouring 103 sitting. In the first molding 101 associated side of the fourth molding 107 is the second part of the frame 1 imaging mold cavity 103 formed. In the additional molding 106 and the fourth molding 107 are aligned through openings 109 . 110 formed over which the melt supply system 105 with the device closed 100 to the mold cavity 103 fluidically connected. The passage openings 109 . 110 expand from the melt supply system 105 cone-shaped in the direction of the mold cavity 103 ,

Die jeweils plattenförmigen Formteile 101, 104, 106 und 107 sind als Dauerformen aus einem hierzu bewährten Warmarbeitsstahl gefertigt.The respective plate-shaped moldings 101 . 104 . 106 and 107 are manufactured as permanent molds from a proven hot-work steel.

Das erste Formteil 101 ist fest und unbeweglich positioniert, während die zweiten und vierten Formteile 104,107 sowie das zusätzliche Formteil 106 mittels Stelleinrichtungen 111,112,113 in einer linearen auf das erste Formteil 101 zu oder von diesem weg gerichteten Bewegung relativ zum ersten Formteil 101 und relativ zueinander bewegt werden können.The first molded part 101 is firmly and immovably positioned while the second and fourth moldings 104 . 107 as well as the additional molding 106 by means of adjusting devices 111 . 112 . 113 in a linear to the first molding 101 to or from this directed movement relative to the first molded part 101 and can be moved relative to each other.

Zusätzlich sind Auswerfereinrichtungen 114,115 zum Auswerfen des fertig gegossenen Rahmens 1 und zum Auswerfen der im Schmelzenversorgungssystem 105 erstarrten Schmelze vorgesehen.In addition, there are ejection devices 114 . 115 for ejecting the finished cast frame 1 and for ejecting the in the melt supply system 105 solidified melt provided.

Die Vorrichtung 100 ist Teil einer hier weiter nicht gezeigten Druckgießmaschine, die die zu vergießende Leichtmetallschmelze mit einem Druck von bis zu 300 bar in das Schmelzenversorgungssystem 105 einbringt.The device 100 is part of a die casting machine, which is not further shown here, which measures the molten metal to be cast with a pressure of up to 300 bar into the melt supply system 105 brings.

Zum Gießen des Rahmens 1 werden das zweite Formteil 104, das zusätzliche Formteil 106 und das vierte Formteil 107 in Richtung des fest positionierten ersten Formteils 101 bewegt, bis die Formteile 101,104,106 und 107 nach Art eines Stapels dicht aufeinander sitzen und der Formhohlraum 103 der Vorrichtung 100 geschlossen ist.To pour the frame 1 become the second molding 104 , the additional molding 106 and the fourth molding 107 in the direction of the firmly positioned first molding 101 moves until the moldings 101 . 104 . 106 and 107 sitting in the manner of a stack close together and the mold cavity 103 the device 100 closed is.

Anschließend wird die Leichtmetallschmelze in der Schmelzenversorgungssystem 105 gefördert und dort auf die Durchgangsöffnungen 109,110 des zusätzlichen Formteils 106 und des vierten Formteils 107 verteilt. Auf diese Weise gelangt die Leichtmetallschmelze so zügig und gleichmäßig aufgeteilt in den Formhohlraum 103, dass trotz der über eine große räumliche Erstreckung verzweigten feingliedrigen Struktur des zu gießenden Rahmens 1 und der ebenso feingliedrigen Gestalt seiner Stege 3-9 eine vollständige Formfüllung ohne die Gefahr eines lokalen vorzeitigen Einfrierens der Schmelze erzielt wird.Subsequently, the light metal melt in the melt supply system 105 promoted and there on the through holes 109,110 of the additional molding 106 and the fourth molding 107 distributed. In this way, the light metal melt passes so quickly and evenly divided into the mold cavity 103 in that, in spite of the delicate structure of the frame to be cast, despite the branched over a large spatial extension delicate structure 1 and the equally delicate form of his webs 3 - 9 a complete mold filling without the risk of local premature freezing of the melt is achieved.

Nachdem die in den Formhohlraum 103 gefüllte Leichtmetallschmelze zu dem Rahmen 1 und auch die in den Durchgangsöffnungen 109,110 vorhandene Leichtmetallschmelze erstarrt ist, werden das zweite Formteil 104 und das zusätzliche Formteil 106 als Einheit gemeinsam und das vierte Formteil 107 alleine vom ersten Formteil weg bewegt. Indem die Durchgangsöffnungen 109,110 des zusätzlichen Formteils 106 und des vierten Formteils 107 konisch in Richtung des ersten Formteils 101 sich erweitern, ist das vierte Formteil 107 so gestaltet, dass die durch die in den Durchgangsöffnungen 109,110 erstarrte Schmelze gebildeten Angüsse 116 gebrochen und die Formteile 104, 106, 107 unabhängig von dem fertig gegossenen Rahmen 1 von dem feststehenden Formteil 101 bewegt werden können.After that in the mold cavity 103 filled light metal melt to the frame 1 and also in the through holes 109 . 110 existing light metal melt is solidified, become the second molding 104 and the additional molding 106 as a unit in common and the fourth form part 107 moved away from the first molding alone. By the passage openings 109 . 110 of additional molding 106 and the fourth molding 107 conical in the direction of the first molding 101 to expand, is the fourth molding 107 designed so that by the in the through holes 109 . 110 solidified melt formed sprues 116 broken and the moldings 104 . 106 . 107 regardless of the finished cast frame 1 from the fixed molding 101 can be moved.

Während dieser Bewegung wird das zusätzliche Formteil 106 in fester Anlage an der zugeordneten Seite des zweiten Formteils 104 gehalten, so dass die im Schmelzenversorgungssystem 105 noch vorhandene Leichtmetallschmelze auch dann nicht aus dem Schmelzenversorgungssystem 105 austreten kann, wenn sie noch keine feste Form angenommen hat.During this movement becomes the additional molding 106 in fixed contact with the associated side of the second molded part 104 held, so that in the melt supply system 105 even existing light metal melt even then not from the melt supply system 105 can emerge if it has not yet adopted a firm form.

Nachdem das vierte Formteil 107 einen für die Entnahme des gegossenen Rahmens 1 ausreichenden Abstand vom ersten Formteil 101 hat, wird die Bewegung des vierten Formteils 107 gestoppt, jedoch die Bewegung der aus dem zweiten Formteil 104 und dem zusätzlichen Formteil 106 gebildeten Einheit fortgesetzt, bis auch zwischen dieser Einheit und dem vierten Formteil 106 ein für die Entnahme der im Schmelzenversorgungssystem 105 schließlich erstarrten Schmelze ausreichender Abstand besteht.After the fourth molding 107 one for the removal of the cast frame 1 sufficient distance from the first molded part 101 has, becomes the movement of the fourth molding 107 stopped, however, the movement of the second molding 104 and the additional molding 106 unit formed, until even between this unit and the fourth molding 106 one for the removal of the melt in the supply system 105 finally solidified melt is sufficient distance.

Der Rahmen 1 wird nun ausgestoßen und aus der Vorrichtung 100 entnommen.The frame 1 is now ejected and out of the device 100 taken.

Nach einer Dauer, die für eine ausreichende Verfestigung der im Schmelzenversorgungssystem 105 vorhandenen Schmelze ausreicht, wird das zusätzliche Formteil 106 von dem zweiten Formteil 104 getrennt, indem es in Richtung des ersten Formteils 101 wegbewegt wird, bis es in der ihm zugeordneten Aufnahme 108 des noch in der zuvor eingenommenen Position verweilenden vierten Formteils 107 sitzt. Anschließend wird die im Schmelzenversorgungssystem 105 verfestigte Schmelze 117 ausgestoßen und aus der Vorrichtung 100 entnommen.After a period sufficient for sufficient solidification in the melt supply system 105 existing melt is sufficient, the additional molding 106 from the second molding 104 separated by moving in the direction of the first molding 101 is moved away until it is in its assigned recording 108 the still remaining in the previously occupied position fourth molding 107 sitting. Subsequently, the in the melt supply system 105 solidified melt 117 ejected and out of the device 100 taken.

Anschließend wird der voranstehend erläuterte Ablauf wiederholt, um einen weiteren Rahmen 1 zu gießen.Subsequently, the above-explained sequence is repeated to another frame 1 to pour.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Rahmenframe
22: Mittelteil des Rahmens 1Middle part of the frame 1
3,4,53,4,5: Längs-StegeLongitudinal webs
6-96-9: Quer-StegeTransverse webs
1010: vom Rahmen 1 umgrenzter Raumbounded by the frame 1 space
11-1611-16: Fächer zur Aufnahme von BatterieelementenCompartments for holding battery elements
17,1817.18: Knotenpunktehubs
1919: Stegabschnitte der Längs-Stege 3,4Web portions of the longitudinal webs 3,4
2020: oberer Gurtabschnitt der Längs-Stege 3,4Upper belt section of the longitudinal webs 3,4
2121: unterer Gurtabschnitt der Längs-Stege 3,4lower belt section of the longitudinal webs 3,4
22,2322.23: Tragprofilesupporting profiles
2424: Hauptabschnitt der Tragprofile 22,23Main section of the support profiles 22,23
2525: Anlagefläche der Tragprofile 22,23Contact surface of the support profiles 22,23
2626: Außenseite des Stegabschnitts 19Outside of the web section 19
2727: Klebstoffschichtadhesive layer
2828: unterer Verbindungsabschnitt des Tragprofils 22,23lower connecting portion of the support section 22,23
2929: Absatz des Hauptabschnitts 24Paragraph of the main section 24
3030: SchweißnahtWeld
3131: Bodenplattebaseplate
3232: SchweißnahtWeld
33,3433.34: Koppelabschnitte des Rahmens 1 Coupling sections of the frame 1
BRBR: Breite des Rahmens 1Width of the frame 1
DRDR: Dicke des Rahmens 1Thickness of the frame 1
GG: Batteriegehäusebattery case
HH: freie Höhe des Stegabschnitts 19free height of the web section 19
LL: Längsrichtung des Rahmens 1Longitudinal direction of the frame 1
L1,L2L1, L2: Längsseiten des Rahmens 1Longitudinal sides of the frame 1
LRLR: Länge des Rahmens 1Length of the frame 1
OO: Oberseite des Rahmens 1Top of the frame 1
S1,S2S1, S2: Schmalseiten des Mittelteils 2Narrow sides of the middle part 2
UU: Unterseite des Rahmens 1 Bottom of the frame 1
100100: Vorrichtung zum in einem Stück erfolgenden Gießen des Rahmens 1Device for molding the frame 1 in one piece
101101: erstes Formteilfirst molding
102102: erster Teil des Formhohlraums 103first part of the mold cavity 103
103103: Formhohlraummold cavity
104104: zweites Formteilsecond molding
105105: SchmelzenversorgungssystemMelt supply system
106106: zusätzliches Formteiladditional molding
107107: viertes Formteilfourth molding
108108: Aufnahme für das zusätzliche Formteil 106 im vierten Formteil 107Recording for the additional molding 106 in the fourth molding 107th
109,110109,110: DurchgangsöffnungenThrough openings
111 - 113111 - 113: Stelleinrichtungenactuators
114,115114,115: Auswerfereinrichtungenejector means
116116: Angüssesprues
117117: im Schmelzenversorgungssystem 105 verfestigte Schmelzein the melt supply system 105 solidified melt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2468609 A2 [0005, 0006]

Claims

As a bottom part of a support structure for an electrically driven vehicle provided battery housing (G) with a frame (1), - in the longitudinal direction (L) of the battery case (G) extending central part (2) of intersecting webs (3-9 ) is formed and at least one of the webs (3 - 9) laterally bounded compartment (11-16) which is provided for receiving at least one battery element, - one at one end of the central part (2) connected to the first coupling portion (33), for a connection of the battery case (G) is provided to other components of the vehicle, and - a to the first coupling portion (33) opposite the end of the central part (2) connected to the second coupling portion (34), which also for a connection of the battery case (G) is provided to other components of the vehicle, characterized in that the frame (1) is cast in one piece from a light metal material.

Battery housing after Claim 1 , characterized in that the middle part (2) of the frame (1) has at least two longitudinal webs (3,4,5) aligned parallel to the longitudinal direction (L) of the battery housing (G) and at least one transverse web aligned transversely thereto. Web (6,7,8,9) includes.

Battery housing according to one of the preceding claims, characterized in that the central part (2) of the frame (1) comprises three or more longitudinal webs (3,4,5).

Battery housing according to one of the preceding claims, characterized in that the central part (2) of the frame (1) comprises at least two transverse webs (6,7,8,9).

Battery case after one of Claims 2 to 4 , characterized in that the longitudinal webs (3,4,5) at regular intervals over the width or transverse webs (6,7,8,9) are arranged distributed at equal intervals over the length of the central part (2).

Battery housing according to one of the preceding claims, characterized in that the frame (1) has on its longitudinal sides (L1, L2) in each case a longitudinal web (3, 4) and that on the outer side of each of these longitudinal webs (3, 4). a support profile (22, 23) extending in the longitudinal direction (L) of the battery housing (G) is fastened.

Battery housing after Claim 6 , characterized in that the longitudinal sides (L1, L2) of the frame (1) associated with longitudinal webs (3,4) as profiles with a web portion (19) and at least one belt portion (20,21) are formed on the Web portion (19) is formed and projects laterally from the web portion (19).

Battery case, after Claim 6 and 7 , characterized in that the support profiles (22,23) has a connecting portion (28) on which a belt portion (21) of their respective associated longitudinal web (3,4) lies flat, and that the respective support profile (22,23 ) and its associated longitudinal web (3,4) via one between the abutting connecting portion (28) and belt portion (21) of the supporting profile (22,23) and associated longitudinal web (3,4) made cohesive connection with each other are connected.

Battery housing after Claim 8 , characterized in that the cohesive connection is a welded joint.

Battery housing after Claim 9 , characterized in that the welded connection is produced as a weld seam (32) which extends over the length of the contact between the respective support profile (22, 23) and its associated longitudinal web (3, 4) of the frame (1).

Battery housing according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one of the webs (3-9) of the frame (1) bounded and for receiving a battery element specific compartment on the underside of the vehicle zugordneten underside (U) of the frame (1 ) is covered with a bottom plate (31).

Battery housing after Claim 11 , characterized in that the bottom plates (31) extend in one piece over the underside (U) of the frame (1).

Battery housing after Claim 11 or 12 , characterized in that the bottom plate (31) consists of a light metal foam or is formed as a solid sheet or extrusion construction.

Battery case after one of Claims 11 to 13 and after one of the Claims 7 to 10 , characterized in that the bottom plate (31) flat against a belt portion (28) on the longitudinal sides (L1, L2) of the frame (1) arranged longitudinal webs (3,4) and there cohesively to the respective longitudinal web (3,4) is connected.

Electrically driven motor vehicle with a support structure whose bottom part by a according one of the preceding claims designed battery case (G) is formed.