DE102017217814A1 - Battery housing for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse (1) für ein Fahrzeug, umfassend- einen Kasten (2), welcher aus einem insbesondere seitlich umlaufenden Außenrahmen (3) und zumindest einem ersten Boden (4) gebildet ist,- einen Trägerrahmen (6) mit einer seitlich umlaufenden Begrenzung (6.1) und einer innerhalb der seitlichen Begrenzung durch mindestens einen Querträger (6.2) und/oder mindestens einen Längsträger (6.3) gebildete Fachstruktur (6.4) zur Aufnahme von Batterieelementen, welcher einstückig aus Kunststoff, insbesondere im Spritzgussverfahren hergestellt, im Innenraum (2.1) des Kastens (2) angeordnet ist,- einen Deckel (9) zum zumindest bereichsweisen Abdecken des Innenraums (2.1) des Kastens (2).The invention relates to a battery housing (1) for a vehicle, comprising - a box (2), which is formed of a particular laterally encircling outer frame (3) and at least a first floor (4), - a support frame (6) with a laterally circumferential boundary (6.1) and a within the lateral boundary by at least one cross member (6.2) and / or at least one longitudinal member (6.3) formed compartment structure (6.4) for receiving battery elements, which integrally made of plastic, in particular by injection molding, in the interior ( 2.1) of the box (2) is arranged, - a cover (9) for at least partially covering the interior (2.1) of the box (2).
Description
Technisches Gebiet (Technical Field)Technical Field
Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse für ein Fahrzeug.The invention relates to a battery housing for a vehicle.
Technischer Hintergrund (Background Art)Technical Background (Background Art)
Die zunehmende bzw. anhaltende Elektrifizierung von Fahrzeugen, insbesondere von Automobilen, und der gleichzeitige Kundenwunsch nach hohen Reichweiten solcher Fahrzeuge, erfordern die Entwicklung von leistungsfähigen Batteriekonzepten. Insbesondere Batteriegehäuse, welche die Batterien aufnehmen bzw. in welchen die Batterien integriert sind, haben in der Regel eine wesentliche Erstreckung über den Fahrzeugboden, welcher sich insbesondere im Wesentlichen unterhalb der Fahrgastzelle des Fahrzeugs befindet. Damit ergeben sich komplexe Anforderungen hinsichtlich der Faktoren Bauraum, Crashperformance, Gewicht, Dichtigkeit etc.The increasing or prolonged electrification of vehicles, in particular of automobiles, and the simultaneous customer request for long ranges of such vehicles, require the development of powerful battery concepts. In particular, battery housing, which receive the batteries or in which the batteries are integrated, usually have a substantial extent over the vehicle floor, which is located in particular substantially below the passenger compartment of the vehicle. This results in complex requirements with regard to the factors installation space, crash performance, weight, tightness, etc.
Dem Batteriegehäuse kommt dabei eine besondere Bedeutung zu, um auch im Crashfall eine hohe Betriebssicherheit gewährleisten zu können. Das Batteriegehäuse muss nämlich nicht unerhebliche mechanische Lasten aushalten können, welche sowohl seitlich, frontal, rückwärtig oder auch von unten einwirken können. Die auftretenden Lasten können dabei durch quasistatische Ersatzlastfälle repräsentiert werden, deren Behandlung jedoch sehr anspruchsvoll sein kann, da möglichst keine Beschädigung der Batterie oder einzelner Batterieelemente auftreten soll.The battery case is of particular importance in order to ensure high reliability even in the event of a crash. The battery case must be able to withstand not inconsiderable mechanical loads, which can act both laterally, frontally, rearwardly or from below. The occurring loads can be represented by quasistatic substitute load cases, but their treatment can be very demanding, since no damage to the battery or individual battery elements should occur as possible.
Batteriegehäuse für Fahrzeugbatterien sind allgemein bekannt. Im Wesentlichen sind zwei Bauweisen aus dem Stand der Technik bekannt. Die erste Bauweise bildet ein sogenanntes gebautes Batteriegehäuse aus Blech-, Guss- und/oder Profilbauteilen. Dieses hat ein gutes Verhältnis aus Crashperformance und Bauraumbedarf bezogen auf den effektiv für die Batterie respektive Batterieelemente nutzbaren, im Wesentlichen abgedichteten Innenraum des Batteriegehäuses. Eine große Herausforderung stellt dabei die Abdichtung des Innenraums des Batteriegehäuses insbesondere in den Ecken dar, da in den Ecken mehrere Bauteile miteinander gefügt werden müssen, so dass dadurch die Dichtigkeit beeinträchtigt werden kann. Die zweite Bauweise bilden Batteriegehäuse, bei denen der abgedichtete Innenraum des Batteriegehäuses durch ein wannenartiges, im Wesentlichen einstückig ausgebildetes Bauteil bereitgestellt wird. Das wannenartige Bauteil ist relativ einfach durch einen im Wesentlichen flächig aufliegenden Deckel abzudichten, welches gegebenenfalls innerhalb und/oder außerhalb durch zusätzliche Bauteile hinsichtlich einer besseren Crashperformance verstärkt werden kann. Ein wesentlicher Nachteil von insbesondere tiefgezogenen, wannenartigen Bauteilen besteht darin, dass Entformschrägen und entlang der Kanten und in den Ecken große Radien vorgesehen werden müssen, welche den Bauraum im Gehäuseinneren reduzieren.Battery housings for vehicle batteries are well known. Essentially, two prior art designs are known. The first construction forms a so-called built battery case made of sheet metal, cast and / or profile components. This has a good ratio of crash performance and space requirements based on the effective for the battery respectively battery elements usable, substantially sealed interior of the battery case. A major challenge is the sealing of the interior of the battery case, especially in the corners, since in the corners several components must be joined together, so that thereby the tightness can be impaired. The second construction form battery housing, in which the sealed interior of the battery case is provided by a trough-like, substantially integrally formed component. The trough-like component is relatively easy to seal by a substantially flat overlying lid, which can optionally be reinforced within and / or outside by additional components in terms of better crash performance. A major disadvantage of especially deep-drawn, tub-like components is that Entformschrägen and along the edges and in the corners large radii must be provided, which reduce the space inside the housing.
Bei beiden Bauweisen ist die Zugänglichkeit für die Montage der Batterie respektive Batterieelemente zudem sehr eingeschränkt und nur einseitig, meistens nur von oben möglich. Es wird in der Regel eine Vielzahl von verschiedenen Kleinteilen, wie zum Beispiel Anschraubdome, -platten oder -konsolen, benötigt, welche in aufwändigen Prozessen bei der Fertigung des Batteriegehäuses angebunden werden müssen. Die Montagefreigänge sind typischerweise klein. Bei beiden Bauweisen muss ein Deckel zum Abdecken des Innenraums des Batteriegehäuses verwendet werden, welcher zur Reparatur und Wartung demontierbar ausgeführt sein muss, was eine aufwendige Dichtungslösung notwendig macht.In both designs, the accessibility for mounting the battery or battery elements is also very limited and only one-sided, mostly only from above possible. It is usually a variety of different small parts, such as Anschraubdome, plates or consoles needed, which must be connected in complex processes in the manufacture of the battery case. The mounting clearances are typically small. In both constructions, a cover must be used to cover the interior of the battery case, which must be made removable for repair and maintenance, which makes a complex sealing solution necessary.
In Bezug auf den Stand der Technik besteht Bedarf nach einem Batteriegehäuse, welches insbesondere die Vorteile der beiden Bauweisen vereint und gleichzeitig den Fertigungsprozess und den Montageaufwand beim Einsetzen der Batterie respektive Batterieelemente vereinfacht.With respect to the prior art, there is a need for a battery case, which in particular combines the advantages of the two designs and at the same time simplifies the manufacturing process and the installation effort when inserting the battery or battery elements.
Zusammenfassung der Erfindung (Summary of Invention)Summary of Invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein im Vergleich zum Stand der Technik verbessertes Batteriegehäuse für ein Fahrzeug bereitzustellen.The invention is based on the object to provide an improved compared to the prior art battery housing for a vehicle.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Batteriegehäuse für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den nachgelagerten Ansprüchen aufgeführt.This object is achieved by a battery housing for a vehicle with the features of
Erfindungsgemäß ist ein Batteriegehäuse für ein Fahrzeug vorgesehen, welches
- - einen Kasten, welcher aus einem insbesondere seitlich umlaufenden Außenrahmen und zumindest einem ersten Boden gebildet ist,
- - einen Trägerrahmen mit einer seitlich umlaufenden Begrenzung und einer innerhalb der seitlichen Begrenzung durch mindestens einen Querträger und/oder mindestens einen Längsträger gebildete Fachstruktur zur Aufnahme von Batterieelementen, welcher einstückig aus einem Kunststoff, insbesondere im Spritzgussverfahren hergestellt, im Innenraum des Kastens angeordnet ist,
- - einen Deckel zum zumindest bereichsweisen Abdecken des Innenraums des Kastens, umfasst.
- a box, which is formed from an in particular laterally encircling outer frame and at least one first floor,
- a support frame having a laterally encircling boundary and a compartment structure formed within the lateral boundary by at least one cross member and / or at least one longitudinal member for receiving battery elements, which is integrally formed from a plastic, in particular by injection molding, in the interior of the box,
- - A lid for at least partially covering the interior of the box comprises.
Die Erfinder haben festgestellt, dass durch das Vorsehen eines Trägerrahmens aus Kunststoff, welcher insbesondere im Spritzgussverfahren hergestellt ist, eine im Vergleich zum Stand der Technik bessere Ausnutzung des Bauraums durch eine umlaufende im Wesentlichen vertikal durchgehende, im Wesentlichen in Richtung des Innenraums des Kastens weisende seitliche Begrenzung und einer weitgehend im Wesentlichen rechteckförmig durch eine innerhalb der seitlichen Begrenzung durch mindestens einen Querträger und/oder mindestens einen Längsträger gebildete Fachstruktur zur Aufnahme von Batterieelementen bereitgestellt werden kann. Bedingt durch die einstückig, umlaufend ausgeführte seitliche Begrenzung ist eine im Wesentlichen dichte Ausführung in den Ecken des Trägerrahmens/Batteriegehäuses gewährleistet, so dass der Außenrahmen hinsichtlich der Dichtigkeit und damit verbunden der Aufwand zur Herstellung insbesondere der Ecken nicht mehr den sehr hohen Anforderungen unterliegt. Der Geometrie, insbesondere dem Querschnitt der umlaufenden seitlichen Begrenzung sind insbesondere durch den vorzugsweise Spritzgussprozess im Wesentlichen keine Grenzen gesetzt. So können auf der äußeren, dem Innenraum abgewandten Seite der seitlichen Begrenzung Aussparungen vorgesehen sein, so dass insbesondere Versteifungsstrukturen, beispielsweise in Rippen- und/oder Wabenform ausgebildet sein können. The inventors have found that by providing a support frame made of plastic, which is produced in particular by injection molding, a better utilization of the installation space compared to the prior art by a circumferential substantially vertically continuous, substantially in the direction of the interior of the box facing lateral Limiting and a largely substantially rectangular shape formed by a formed within the lateral boundary by at least one cross member and / or at least one longitudinal member compartment structure for receiving battery elements can be provided. Due to the one-piece, circumferentially running lateral boundary a substantially dense design in the corners of the support frame / battery case is guaranteed, so that the outer frame is no longer subject to the very high requirements in terms of tightness and the cost of manufacturing in particular the corners. The geometry, in particular the cross section of the circumferential lateral boundary, is essentially unlimited due to the preferably injection molding process. For example, recesses may be provided on the outer side of the lateral boundary facing away from the interior so that in particular stiffening structures, for example in the form of ribs and / or honeycombs, may be formed.
Die dem Innenraum zugewandte Seite der seitlichen Begrenzung kann zumindest abschnittsweise im Wesentlichen plan und in den Ecken nahezu scharfkantig ausgebildet sein. Der Trägerrahmen kann zumindest bereichsweise und/oder bedarfsgerecht mit für den Spritzgussprozess und das gewählte Material geeigneten Füllstoffen verstärkt sein. Des Weiteren vereinfacht die oben und optional unten offene Ausführung des Trägerrahmens die Zugänglichkeit und damit verbunden die Montage der Batterieelemente erheblich. Der Deckel und der zweite Boden, welcher als Unterfahrschutz fungiert, bestehen insbesondere aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff, besonders bevorzugt aus einem Stahlwerkstoff mit einer Zugfestigkeit von jeweils mindestens 780 MPa. Alternativ können der Deckel und/oder der Unterfahrschutz aus einem Kunststoff bestehen, wodurch zwar das Gesamtgewicht des Batteriegehäuses reduziert werden kann, jedoch der Einsatz von Kunststoff zu Lasten der Crashperformance gehen kann, die schlechter ist im Vergleich zum Einsatz von metallischen Werkstoffen. Der Außenrahmen ist vorzugsweise aus einem oder mehreren Profilen zusammengebaut, welche insbesondere aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff mit einer Zugfestigkeit von mindestens 1000 MPa, besonders bevorzugt aus einem gehärteten Stahlwerkstoff mit einer Zugfestigkeit von mindestens 1500 MPa bestehen. Mit zunehmender Zugfestigkeit steigt auch der Widerstand in einem Crashfall, insbesondere wenn sich der Außenrahmen im Crashfall gar nicht bis geringfügig verformen darf, um den Trägerrahmen respektive die im Trägerrahmen aufgenommenen Batterieelemente vor Beschädigung zu schützen.The interior of the facing side of the lateral boundary may be at least partially substantially flat and formed in the corners almost sharp-edged. The support frame can be reinforced at least regionally and / or as needed with fillers suitable for the injection molding process and the selected material. Furthermore, the above and optionally open bottom design of the support frame simplifies the accessibility and associated with the mounting of the battery elements considerably. The cover and the second floor, which acts as an underrun protection, consist in particular of a metallic material, preferably of a steel material, particularly preferably of a steel material with a tensile strength of at least 780 MPa. Alternatively, the cover and / or the underrun protection may be made of a plastic, whereby although the total weight of the battery case can be reduced, but the use of plastic can go at the expense of crash performance, which is inferior compared to the use of metallic materials. The outer frame is preferably assembled from one or more profiles, which in particular consist of a metallic material, preferably of a steel material with a tensile strength of at least 1000 MPa, more preferably of a hardened steel material with a tensile strength of at least 1500 MPa. As the tensile strength increases, so does the resistance in the event of a crash, especially if the outer frame is not allowed to deform slightly in the event of a crash, in order to protect the carrier frame or the battery elements received in the carrier frame from damage.
Gemäß einer ersten Ausführungsform sind am Trägerrahmen in einem oder mehreren Kreuzungspunkten des oder der Querträger mit dem oder den Längsträgern und/oder in einem oder mehreren Kreuzungspunkten des oder der Querträger mit der seitlichen Begrenzung und/oder in einem oder mehreren Kreuzungspunkten des oder der Längsträger mit der seitlichen Begrenzung jeweils mindestens ein Funktionselement integriert. An dem vorzugsweise im Spritzgussverfahren hergestellten Trägerrahmen können direkt im Spritzgussprozess Funktionselemente ein- und/oder angespritzt, insbesondere integriert werden. Funktionselemente können sein, zum Beispiel Montageelemente für Batterieelemente, insbesondere in Form von eingespritzten Muttern in Anschraubböcken; Befestigungselemente zum mechanischen Fügen von Deckel und/oder Boden, insbesondere zum form- und/oder kraftschlüssigen Fügen, beispielsweise in Form von Schnapphaken, Rasthaken und/oder Anschraubdome; Abstandshalter; Befestigungselemente für Elektrik und/oder Kühlelemente, insbesondere Klemmen für Kabel, Kühlrohre etc.According to a first embodiment are on the support frame in one or more points of intersection of the cross member or with the longitudinal beams and / or in one or more points of intersection of the cross member or with the lateral boundary and / or in one or more points of intersection of the longitudinal beams or with the lateral boundary each integrated at least one functional element. On the carrier frame, which is preferably produced by injection molding, functional elements can be injected and / or injected, in particular integrated, directly into the injection molding process. Functional elements may be, for example mounting elements for battery elements, in particular in the form of injected nuts in Anschraubböcken; Fastening elements for mechanical joining of cover and / or floor, in particular for positive and / or non-positive joining, for example in the form of snap hooks, latching hooks and / or Anschraubdome; Spacer; Fasteners for electrical and / or cooling elements, in particular terminals for cables, cooling pipes, etc.
Zur Steigerung der Crashperformance und insbesondere um ein Einknicken respektive Versagen des bzw. der Querträger und/oder des bzw. der Längsträger zu verhindern, sind gemäß einer weiteren Ausführungsform metallische Einlegeteile in der Fachstruktur des Trägerrahmens vorgesehen respektive integriert. Die Einlegeteile können nach Art einer Gitterstruktur in dem vorzugsweise im Spritzgussverfahren hergestellten Trägerrahmen, insbesondere im Spritzgussprozess direkt umspritzt oder im fertiggeformten Trägerrahmen in dafür vorgesehene Hohlräume eingelegt bzw. aufgenommen, optional fixiert und/oder gegebenenfalls vergossen werden, so dass die Einlegeteile in dem bzw. den Querträgern und/oder in dem bzw. den Längsträgern des Trägerrahmens integriert sind und zur Verstärkung des Innenraums des Kastens dienen.To increase the crash performance and in particular to prevent buckling or failure of the cross member and / or the or the side members, according to a further embodiment, metallic inserts are provided in the compartment structure of the support frame respectively integrated. The inserts can in the manner of a lattice structure in the support frame preferably produced by injection molding, in particular injection molded directly or inserted in the finished molded support frame in designated cavities or received, optionally fixed and / or optionally encapsulated, so that the inserts in the or the cross members and / or in the or the longitudinal members of the support frame are integrated and serve to reinforce the interior of the box.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die umlaufende seitliche Begrenzung des Trägerrahmens zumindest im oberen Bereich eine im Wesentlichen eben ausgeführte obere Flanschfläche zur insbesondere dichtenden Verbindung mit dem Deckel auf. Bevorzugt ist der Deckel mit der oberen Flanschfläche des Trägerrahmens gefügt, insbesondere stoffschlüssig, vorzugsweise geklebt und/oder mit Dichtmitteln mechanisch gefügt, insbesondere durch eine form- und/oder kraftschlüssige, vorzugsweise lösbare Verbindung. Unabhängig von der Verbindungsart zwischen Deckel und oberer Flanschfläche des Trägerrahmens muss eine dichte Verbindung sichergestellt sein, um ein Eindringen von Fremdstoffen, insbesondere von Spritzwasser während des Betriebs im eingebauten Zustand der Batteriegehäuses, in den Innenraum respektive Batterieraum zu vermeiden.According to a further embodiment, the circumferential lateral boundary of the support frame, at least in the upper region, has an essentially flat upper flange surface for the in particular sealing connection with the cover. Preferably, the lid is joined to the upper flange surface of the support frame, in particular materially bonded, preferably glued and / or mechanically joined with sealing means, in particular by a positive and / or non-positive, preferably releasable connection. Regardless of the connection between the lid and upper Flange surface of the support frame, a tight connection must be ensured to prevent ingress of foreign substances, especially splash water during operation in the installed state of the battery case, in the interior or battery compartment.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die umlaufende im Wesentlichen eben ausgeführte obere Flanschfläche eine bereits in den Trägerrahmen integrierte Dichtung auf. Diese kann als separates Bauteil in eine gegebenenfalls vorhandene Nut in der Flanschfläche oder im Deckel eingelegt sein.According to a further embodiment, the circumferential essentially flat upper flange surface has a seal already integrated in the support frame. This can be inserted as a separate component in an optional groove in the flange or in the lid.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist an dem Außenrahmen ein zumindest abschnittsweise zur Anbindung des Batteriegehäuses an das Fahrzeug angeordnetes Profil, auch Montageprofil genannt, angebunden. Das Montageprofil kann aus einem oder mehreren Teilen zusammengesetzt sein und insbesondere aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff mit einer Zugfestigkeit von mindestens 980 MPa bestehen. Das Montageprofil ist insbesondere stoffschlüssig an dem Außenrahmen angebunden. Vorzugsweise sind der Außenrahmen und das Montageprofil miteinander verschweißt, um eine besonders stabile Ausführung des Batteriegehäuses bereitstellen zu können.According to a further embodiment, an at least partially arranged for connection of the battery case to the vehicle profile, also called mounting profile, attached to the outer frame. The mounting profile may be composed of one or more parts and in particular of a metallic material, preferably made of a steel material with a tensile strength of at least 980 MPa. The mounting profile is in particular materially connected to the outer frame. Preferably, the outer frame and the mounting profile are welded together to provide a particularly stable design of the battery case can.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die umlaufende seitliche Begrenzung des Trägerrahmens im unteren Bereich eine im Wesentlichen eben ausgeführte untere Flanschfläche zur insbesondere dichtenden Verbindung mit einem zweiten Boden auf. Bevorzugt ist der zweite Boden mit der unteren Flanschfläche des Trägerrahmens gefügt, insbesondere stoffschlüssig, vorzugsweise geklebt und/oder mit Dichtmitteln mechanisch gefügt, insbesondere durch eine form- und/oder kraftschlüssige, vorzugsweise lösbare Verbindung. Der zweite Boden besteht insbesondere aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff mit einer Zugfestigkeit von mindestens 780 MPa. Unabhängig von der Verbindungsart zwischen zweitem Boden und unterer Flanschfläche des Trägerrahmens muss eine dichte Verbindung sichergestellt sein, um ein Eindringen von Fremdstoffen, insbesondere von Spritzwasser während des Betriebs im eingebauten Zustand der Batteriegehäuses, in den Innenraum respektive Batterieraum zu vermeiden.According to a further embodiment, the circumferential lateral boundary of the support frame in the lower region has a substantially flat bottom flange surface for the particular sealing connection with a second bottom. Preferably, the second bottom is joined to the lower flange surface of the support frame, in particular materially bonded, preferably glued and / or mechanically joined with sealing means, in particular by a positive and / or non-positive, preferably releasable connection. The second floor consists in particular of a metallic material, preferably of a steel material with a tensile strength of at least 780 MPa. Regardless of the type of connection between the second floor and lower flange surface of the support frame, a tight connection must be ensured in order to prevent ingress of foreign substances, in particular splashes during operation in the installed state of the battery case, in the interior or battery compartment.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auf der Flanschfläche im oberen und/oder unteren Bereich des Trägerrahmens eine Dichtung angespritzt. Durch die Integration wird eine Dichtung für eine lösbare Verbindung mit dem Deckel und/oder dem zweiten Boden, insbesondere unverlierbar bei ausreichender Dichtigkeit bereitgestellt.According to a further embodiment, a seal is molded onto the flange surface in the upper and / or lower region of the support frame. The integration provides a seal for a releasable connection to the cover and / or the second floor, in particular captive with sufficient tightness.
Um eine Abdichtung nach unten zu vereinfachen, kann gemäß einer alternativen Ausführungsform der Trägerrahmen einstückig mit einem zweiten Boden ausgeführt sein. Dieser wird vorzugsweise im Spritzgussverfahren des Trägerrahmens mit berücksichtigt, so dass ein nur nach oben offener, seitlich und nach unten dichter Trägerrahmen in einem Batteriegehäuse vorgesehen werden kann. Besonders bevorzugt sind im zweiten Boden auf der der Fachstruktur abgewandten Seite Kanäle einstückig ausgebildet respektive integriert, so dass im Spritzgussverfahren vorzugsweise auch Kühlkanäle zum späteren Durchleiten von Kühlmedien berücksichtigt werden, wodurch die Teilezahl und der Montagaufwand reduziert werden kann. Ein Vorteil der integrierten Kühlkanäle gegenüber einer unter dem zweiten Boden angeordneten Kühlung ist das Vermeiden von Bauteilübergängen und damit eine effektivere Wärmeübertragung. Die Kanäle können zum Beispiel mit einem Injektionsverfahren im Spritzgussprozess hergestellt werden.In order to simplify a seal down, according to an alternative embodiment, the support frame may be integral with a second floor. This is preferably taken into account in the injection molding of the support frame, so that a only upwardly open, laterally and downwardly dense support frame can be provided in a battery case. Particularly preferred in the second floor on the side facing away from the compartment structure channels integrally formed respectively integrated, so that in the injection molding preferably also cooling channels for later passing cooling media are taken into account, whereby the number of parts and the assembly cost can be reduced. An advantage of the integrated cooling channels compared to a cooling arranged under the second floor is the avoidance of component transitions and thus a more effective heat transfer. For example, the channels can be manufactured by an injection molding process.
Der erste Boden bzw. Unterfahrschutz und der zweite Boden bilden gemeinsam, insbesondere mit dem unteren Teil des umlaufenden Außenrahmens einen Raum, auch Kühlraum genannt, in welchem insbesondere Kühlelemente zum Kühlen des Innenraums respektive des Kühlraums und andere Elemente angeordnet sind. Um einen leichten Zugang zu diesen Elementen respektive zum Kühlraum, insbesondere im eingebauten Zustand des Batteriegehäuses, zu ermöglichen, ist der erste Boden respektive der Unterfahrschutz gemäß einer weiteren Ausführungsform lösbar mit dem Außenrahmen verbunden.The first floor or underrun protection and the second floor together form, in particular with the lower part of the peripheral outer frame, a space, also called cooling space, in which, in particular, cooling elements for cooling the interior or the cooling space and other elements are arranged. In order to allow easy access to these elements or to the cooling chamber, in particular in the installed state of the battery case, the first floor or underrun protection according to a further embodiment is releasably connected to the outer frame.
Zwischen dem ersten Boden bzw. Unterfahrschutz und dem zweiten Boden können Elemente eingesetzt werden, welche von unten auf den Unterfahrschutz einwirkende Beanspruchungen in die angrenzende Struktur weiterleiten. Dies können beispielsweise profilartige Träger sein, welchem am Unterfahrschutz oder am zweiten Boden befestigt sind. In der Ausführungsform, bei der der Trägerrahmen einstückig mit einem zweiten Boden ausgeführt ist, können zu diesem Zweck mindestens eine Abstützungsrippe, welche im Boden auf der der Fachstruktur abgewandten Seite des Trägerrahmens integriert ist, durch das Spritzgussverfahren nach unten herausgestellt sein und/oder über beispielsweise das Vorsehen von metallischen Einleger nach unten bis zum Unterfahrschutz verlängert werden.Between the first floor or underrun protection and the second floor elements can be used, which pass from below to the underrun protection acting stresses in the adjacent structure. These may be, for example, profile-like carrier, which are attached to the underrun protection or on the second floor. In the embodiment in which the support frame is formed integrally with a second floor, for this purpose, at least one support rib, which is integrated in the bottom on the side facing away from the compartment structure of the support frame, exposed by the injection molding down and / or over, for example the provision of metallic inserts down to the underride protection are extended.
Einige große Batteriegehäuse sind nicht nur am Montageprofil mit der Karosserie verbunden sondern können innerhalb des Batterieraumes zusätzliche Befestigungen mit der Karosserie aufweisen. In diesen Fällen kommen beispielsweise Hülsen zum Einsatz, welche den Innenraum respektive Batterieraum zum Deckel und zum ersten und/oder zweiten Boden abdichten, so dass von unten durch die Hülse verschraubt werden kann. Die Herstellung und Integration von Hülsen aus Metall ist fertigungstechnisch aufwendig. Bei einem aus Kunststoff ausgeführten Trägerrahmen kann die mindestens eine Hülse ohne zusätzlichen Fertigungsaufwand integriert werden. Die mindestens eine Hülse ist oben an der Kontaktfläche zum Deckel und unten an der Kontaktfläche zum ersten und/oder zweiten Boden respektive zum Unterfahrschutz mit einer Dichtung versehen, welche vorzugsweise angespritzt ist. Vorzugsweise sind mehrere Hülsen in der Fachstruktur des Trägerrahmens integriert respektive einstückig mit dem Trägerrahmen ausgeführt.Some large battery cases are not only connected to the mounting profile with the body but may have additional attachments to the body within the battery compartment. In these cases, for example, sleeves are used, which the interior or battery compartment to the lid and the first and / or second Seal the bottom so that it can be screwed from below through the sleeve. The production and integration of sleeves made of metal is complex manufacturing technology. In a carrier frame made of plastic, the at least one sleeve can be integrated without additional manufacturing effort. The at least one sleeve is provided at the top of the contact surface to the cover and at the bottom of the contact surface to the first and / or second bottom respectively the underrun protection with a seal, which is preferably molded. Preferably, a plurality of sleeves in the compartment structure of the support frame are integrated respectively embodied in one piece with the support frame.
Die vorzugsweise Verwendung eines einstückig aus einem Kunststoff gebildeten Trägerrahmens hat gegenüber bekannten Batteriegehäusen folgende Vorteile:
- - Geringere Entformschrägen und kleinere Radien entlang der Kanten und in den Ecken gegenüber beispielsweise tiefgezogenen Wannen ermöglichen mehr Bauraum für die Batterie respektive Batterieelemente,
- - Gute Zugänglichkeit bei der Montage der Batterieelemente,
- - Der einstückige Trägerrahmen ist entlang des Rahmens dicht und gegenüber dem Boden und dem Deckel steht eine ebene, ununterbrochene Dichtfläche zur Verfügung,
- - Trennung von Innenraum/Batterieraum und Kühlraum,
- - Aufgrund der geringen Dichte ist der Kunststoff Gewichtseffizient,
- - Das Kunststoffbauteil ermöglicht die Integration von Funktionen z.B. die Anbindungsstellen der Batterieelemente oder Fixierungsmöglichkeiten für Kabel und/oder Schläuche,
- - Da der Kunststoff isolierend ist, wird die Gefahr von Kurzschlüssen bei Beschädigung des Batteriegehäuses reduziert.
- - Lower Entformschrägen and smaller radii along the edges and in the corners opposite, for example, deep-drawn trays allow more space for the battery or battery elements,
- Good accessibility when mounting the battery elements,
- - The one-piece support frame is sealed along the frame and opposite the bottom and the lid is a flat, uninterrupted sealing surface available,
- - Separation of interior / battery compartment and refrigerator,
- Due to the low density of the plastic weight efficiency,
- - The plastic component allows the integration of functions such as the connection points of the battery elements or fixing options for cables and / or hoses,
- - Since the plastic is insulating, the risk of short circuits in case of damage to the battery case is reduced.
Figurenlistelist of figures
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Teile sind stets mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Einzelnen zeigen:
-
1 ) eine Explosionsdarstellung eines ersten Beispiels eines Batteriegehäuses, -
2 a, b ) das erste Beispiel des Batteriegehäuses in unterschiedlichen Darstellungen, -
3 a - c) ein zweites Beispiel eines Batteriegehäuses in unterschiedlichen Darstellungen, -
4 ) ein drittes Beispiel eines Batteriegehäuses in einer Teilschnittdarstellung und -
5 ) ein viertes Beispiel eines Batteriegehäuses in einer Teilschnittdarstellung.
-
1 ) an exploded view of a first example of a battery case, -
2 a, b ) the first example of the battery case in different representations, -
3 a - c) a second example of a battery case in different representations, -
4 ) A third example of a battery case in a partial sectional view and -
5 ) A fourth example of a battery case in a partial sectional view.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen (Best Mode for Carrying out the Invention)Description of the Preferred Embodiments (Best Mode for Carrying Out the Invention)
In
Die
The
Die
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungen beschränkt, sondern die einzelnen Merkmale sind beliebig miteinander kombinierbar. Besonders bevorzugt kann das Batteriegehäuse (
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Batteriegehäusebattery case
- 22
- Kastenbox
- 2.12.1
- Innenraum des Kastens, BatterieraumInterior of the box, battery room
- 33
- Außenrahmenouter frame
- 44
- erster Boden, Unterfahrschutzfirst floor, underride protection
- 55
- Profil, MontageprofilProfile, mounting profile
- 5.15.1
- DurchgangslöcherThrough holes
- 66
- Trägerrahmensupport frame
- 6.16.1
- seitliche Begrenzunglateral boundary
- 6.11, 6.126.11, 6.12
- obere, untere Flanschflächeupper, lower flange surface
- 6.111,6.1216.111,6.121
- Nutgroove
- 6.136.13
- Verstärkungsstrukturreinforcing structure
- 6.2, 6.36.2, 6.3
- Querträger, LängsträgerCross member, side member
- 6.46.4
- Fachstrukturmultiple structure
- 6.56.5
- Funktionselementfunctional element
- 6.6, 86.6, 8
- zweiter Bodensecond floor
- 6.76.7
- Kanal, KühlkanalChannel, cooling channel
- 6.86.8
- integrierte Hülseintegrated sleeve
- 6.96.9
- Abstützungsrippesupport rib
- 77
- Gitterstrukturlattice structure
- 7.17.1
- metallische Einlegermetallic inserts
- 99
- Deckelcover
- 1010
- GussmasseSealing compound
- KK
- Raum, KühlraumRoom, fridge
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