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Die Erfindung betrifft eine Batterieanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 2 der Erfindung. Gemäß Anspruch 5 der Erfindung betrifft dieselbe ferner ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer derartigen Batterieanordnung.
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Die Hersteller von Batterien stehen insbesondere im Hinblick auf Fahrzeugbatterien, wie HV-Batterien (HV = Hochvolt), die als Traktionsbatterien Verwendung finden, vor der Herausforderung, höchste Sicherheitsstandards insbesondere bzgl. der Crash- und Berstsicherheit der Batterien mit einem möglichst geringen Gewicht zu kombinieren. In Kraftfahrzeugen bestehen diverse Lastfälle, bei denen die Batterie durch dieselben umgebenden Komponenten vor Intrusion, Stößen und/oder Deformation geschützt sein muss. Ein typischer Lastfall ist der Pfahltest, bei welchem die Batterie statisch (Crush) oder dynamisch (Crash) gegen einen Pfahl gedrückt wird. Hierbei muss ein bestimmtes Kraft- bzw. Energieniveau von den die Batterie umgebenden Komponenten erreicht werden. Prämisse und Herausforderung hierbei ist zumeist das Einhalten eines minimalen Bauraums. Zum Batterieschutz eingesetzte Deformationselemente werden bei Beanspruchung elastisch und/oder plastisch verformt. Die Steifigkeit ist dabei zumeist geometrieabhängig und erfordert entsprechenden Bauraum. Biegesteife Konstruktionen benötigen einen hohen steinerischen Anteil, was wiederum technisch bedingt eine gewisse Breite der eingesetzten Profile bedeutet. Breite bedeutet beispielsweise im Falle eines in y-Richtung des Kraftfahrzeugs eindringenden Pfahls eine Erhöhung des Profilquerschnitts in besagter y-Richtung. Zur Erhöhung der Steifigkeit sind demnach im Wesentlichen zwei Wege bekannt. Zum einen die Änderung der Geometrie und zum anderen ein Materialwechsel. Ein höheres E-Modul ist bei Standardmaterialien einhergehend mit einer Gewichtserhöhung. Höhere Dehn- und Streckgrenzen erfordern meist kostenintensivere Materialien. Änderungen der Geometrie benötigen Bauraum, welcher gerade im automobilen Bereich nur eingeschränkt vorhanden ist.
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Die
DE 10 2009 040 598 A1 beschreibt ein Batteriemodul mit mehreren Batteriepacks, die ihrerseits jeweils mehrere Einzelzellen umfassen und im Wesentlichen in einem geschlossenen Gehäuse angeordnet sind. Das Batteriemodul umfasst mindestens eine Schutzvorrichtung in Form eines Aufprallenergie absorbierenden Elements, das am und/oder im Modulgehäuse angeordnet ist. Das Aufprallenergie absorbierende Element kann als Gürtel, Streifen oder Stange ausgebildet sein und aus einem plastisch deformierbaren Material, wie einem Aluminiumschaum, oder aus einem reißbaren, faserverstärkten Kunststoff bestehen.
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Die
DE 10 2010 050 826 A1 beschreibt eine Schutzvorrichtung für eine Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, welche besagte Traktionsbatterie im Seitencrashfall vor Beschädigung schützt. Die Schutzvorrichtung weist Deformationselemente auf, die als Sandwich-, Waben- oder Schaumstrukturen aus Metall oder Kunststoff oder aus Faserverbundmaterial hergestellt oder durch Crashboxen gebildet sind. Darüber hinaus ist es aus dieser Druckschrift bekannt, zwischen Schwellern des Kraftfahrzeugs und Seitenbereichen eines verschiebbar gelagerten Batteriekastens Dämpfungselemente ähnlich Zugbändern oder Zugfedern, hydraulischen Dämpfern oder hydraulischen oder reibschlüssigen Bremsen einzusetzen, die den verschiebbar gelagerten Batteriekasten jeweils nach außen zu den Schwellern hin in einer Mittelstellung vorspannen.
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Die
DE 10 2013 102 502 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einem heckseitigen Querträger sowie zum Schutz einer Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs mit einem Schutzprofil, welches im Hinblick auf einen Heckaufprall im Heckbereich des Kraftfahrzeugs zwischen der Traktionsbatterie oder einem diese umgebenden Crashrahmen und dem heckseitigen Querträger angeordnet ist.
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Auch den letztbeschriebenen Lösungen ist gemein, dass diese zum Schutz einer Batterie erhöhten Bauraum beanspruchen, um die gewünschte Wirkung zu erzielen.
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Aus der
DE 10 2016 004 805 A1 ist des Weiteren eine Crashanordnung an einem Kraftfahrzeug bekannt, welche ein Batteriegehäuse umfasst, das mittels bandförmiger und elastisch verformbarer Crashelemente mit einer Wand des Kraftfahrzeugs derart federelastisch verbunden und/oder verspannt ist, dass infolge einer mechanischen Belastung bei einem Crash bzw. Aufprall die auftretende mechanische Kraft durch das federelastische Crashelement aufgenommen bzw. kompensiert wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Hinblick auf den Stand der Technik alternative Batterieanordnung an einem Fahrzeug zu schaffen, welche im Falle eines Crashereignisses einen wirkungsvollen Schutz für zumindest ein vom Batteriegehäuse aufgenommenes Batteriemodul bietet. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer derartigen Batterieanordnung zur Verfügung zu stellen.
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Ausgehend von einer Batterieanordnung an einem Fahrzeug, mit einem Batteriegehäuse sowie mit einer Schutzvorrichtung für dasselbe, welche Schutzvorrichtung zumindest ein energieabsorbierendes Deformationselement aufweist, wobei das zumindest eine Deformationselement wenigstens ein Mittel zum Aufbau einer Vorspannung im Deformationselement entgegen einer potentiellen Krafteinleitungsrichtung „F“ aufweist, wird die gestellte Aufgabe gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dadurch gelöst, dass das Deformationselement eine dem Batteriegehäuse zugewandte und eine dem Batteriegehäuse abgewandte Wandung aufweist, und dass das Mittel zum Aufbau einer Vorspannung im Deformationselement durch ein langgestrecktes vorgespanntes Federelement gebildet ist, welches Federelement zum einen mittels seiner beiden Enden jeweils mittelbar über die dem Batteriegehäuse zugewandte erste Wandung des Deformationselements an je einem karosseriefesten ersten Abstützpunkt des Fahrzeugs und des Batteriegehäuses oder unmittelbar an je einem Befestigungselement des besagten Abstützpunktes und zum anderen zwischen dessen Enden an einer dem Batteriegehäuse abgewandten Wandung des Deformationselements in einem zweiten Abstützpunkt des Deformationselements abgestützt ist.
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Gemäß einer vorteilhaften zweiten Ausführungsform der Erfindung wird ausgehend von einer Batterieanordnung an einem Fahrzeug, mit einem Batteriegehäuse sowie mit einer Schutzvorrichtung für dasselbe, welche Schutzvorrichtung zumindest ein energieabsorbierendes Deformationselement aufweist, wobei das zumindest eine Deformationselement wenigstens ein Mittel zum Aufbau einer Vorspannung im Deformationselement entgegen einer potentiellen Krafteinleitungsrichtung einer Anstoßkraft „F“ aufweist, die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass das Deformationselement durch ein langgestrecktes Hohlprofil eines Crashrahmens des Batteriegehäuses gebildet ist, und dass das Mittel zum Aufbau einer Vorspannung im Deformationselement durch ein langgestrecktes vorgespanntes Federelement gebildet ist, welches Federelement innerhalb einer Profilkammer des Deformationselements angeordnet und zum einen mittels seiner beiden Enden an je einem karosseriefesten ersten Abstützpunkt des Fahrzeugs und des Batteriegehäuses und zum anderen zwischen dessen Enden an einer dem Batteriegehäuse abgewandten Wandung des Deformationselements in einem zweiten Abstützpunkt des Deformationselements abgestützt ist.
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Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Deformationselement, welches eine Vorspannung erhält bzw. mit einer Vorspannung entgegen einer potentiellen Krafteinleitungsrichtung einer Anstoßkraft „F“ eines Crashkörpers beaufschlagt ist/wird. Dies hat den Vorteil, dass im Falle eines Eindringens eines Crashkörpers in das Deformationselement zunächst besagte entgegen der Krafteinleitungsrichtung einer Anstoßkraft „F“ des besagten Crashkörpers wirkende Vorspannung überwunden werden muss, bevor es bei weiter erhöhtem Lastniveau zu einer energieabsorbierenden Deformation des Deformationselementes kommt. Gegenüber herkömmlichen, nicht mit einer Vorspannung beaufschlagten Deformationselementen ist durch diese Maßnahme demnach ein erhöhtes Kraftniveau bei gleichem oder gar minimiertem Gewicht und Bauraum erzielbar, bevor es bei weiter erhöhtem Lastniveau zur besagten energieabsorbierenden Deformation des Deformationselementes kommt. Das Mittel zum Aufbau der Vorspannung ist bevorzugt als Ein- oder Anbauteil des Deformationselements ausgebildet. Hierdurch ist es vorteilhaft ermöglicht, das Mittel zum Aufbau der Vorspannung an aktuell zu verzeichnende Lastfälle anzupassen und dem jeweiligen Deformationselement zuzuordnen bzw. im Hinblick auf den aktuell zu verzeichnenden Lastfall aus einer Mehrzahl unterschiedlich ausgebildeter und wirkender Mittel zum Aufbau der Vorspannung zu wählen und dem betreffenden Deformationselement zuzuordnen.
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Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
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Bevorzugt bestehen das Deformationselement und/oder das Mittel zum Aufbau besagter Vorspannung aus einem Metall, aus einem Kunststoff, aus einem faserverstärkten Kunststoff oder aus einem Verbundwerkstoff aus vorgenannten Werkstoffen. Diese Werkstoffe erlauben eine einfache und kostengünstige Herstellung derselben sowie Anpassung an erfindungsrelevante Lastfälle. Wie die Erfindung ferner vorsieht, ist das zumindest eine Deformationselement bevorzugt außerhalb des Batteriegehäuses angeordnet. Demgegenüber oder in Kombination mit der vorstehenden Maßnahme können auch erfindungsgemäß ausgebildete Deformationselemente vorgesehen sein, die innerhalb des Batteriegehäuses angeordnet sind und beispielsweise Gehäusewandungen gegen crashrelevante Intrusionskräfte abstützen.
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Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit zumindest einer Batterieanordnung der vorbeschriebenen Art.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung soll die übliche Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs mit „-x“ („minus x“), die Richtung entgegen seiner üblichen Fahrtrichtung mit„+x“ („plus x“), ausgehend von der üblichen Fahrtrichtung (-x) die Richtung in der Horizontalen quer zur x-Richtung nach rechts gesehen mit „+y“, ausgehend von der üblichen Fahrtrichtung (-x) die Richtung in der Horizontalen quer zur x-Richtung nach links gesehen mit„-y“, die Richtung in der Vertikalen quer zur x-Richtung nach oben gesehen mit„+z“, und die Richtung in der Vertikalen quer zur x-Richtung nach unten gesehen mit „-z“ bezeichnet werden. Diese Bezeichnungsweise der Raumrichtungen in kartesischen Koordinaten entspricht dem in der Kraftfahrzeugindustrie allgemein verwendeten Koordinatensystem. Überdies werden Begriffe wie „vorne“, „hinten“, „oben“ „unten“ sowie Begriffe mit ähnlichem Bedeutungsinhalt einschließlich der Begriffe „rechts“ und „links“ in der Weise verwendet, wie sie zur Richtungsbezeichnung an einem Kraftfahrzeug üblicherweise gebraucht werden. Es zeigen:
- 1 äußerst schematisch ein mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Batterieanordnung ausgestattetes Fahrzeug,
- 2 die Batterieanordnung in einer perspektivischen Einzelansicht mit der Darstellung einer erfindungswesentlichen Schutzvorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung,
- 3 die Schutzvorrichtung nach 2 in einer perspektivischen Einzeldarstellung,
- 4 eine Innenansicht der Schutzvorrichtung nach 2 und 3,
- 5 eine Aufsicht besagter Schutzvorrichtung,
- 6 die Batterieanordnung mit einer Schutzvorrichtung gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung, und
- 7 den Schnitt „I-I“ nach 6.
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1 zeigt zunächst ein Fahrzeug 1, vorliegend einen Personenkraftwagen, mit einem Elektromotor 2 als Antriebsmotor und einer eine Traktionsbatterie ausbildenden Batteriebaugruppe 3. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel handelt sich somit um ein rein elektrisch betriebenes Fahrzeug 1. Durch die Erfindung mit erfasst ist insbesondere auch ein sogenanntes Hybridfahrzeug, welches neben einem oder mehreren Elektromoren 2 auch einen Verbrennungsmotor aufweist (nicht zeichnerisch dargestellt). Herkömmlich sind ein, zwei oder mehr nicht zeichnerisch dargestellte Batteriezellen in einem Modulgehäuse 4 zu einem Batteriemodul 5 zusammengefasst. Eine Mehrzahl Batteriemodule 5 sind in einem in 2 (erste Ausführungsvariante der Erfindung) dargestellten Batteriegehäuse 6.1 bzw. in einem in 6 (zweite Ausführungsvariante der Erfindung) dargestellten Batteriegehäuse 6.2 der Batteriebaugruppe 3 angeordnet.
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Erste Ausführungsvariante (Fig. 2 bis 5):
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Gemäß 2 weist das Batteriegehäuse 6.1 ein wannenförmiges Gehäuseunterteil 7 auf, dem ein nicht zeichnerisch dargestellter Gehäusedeckel zum Verschließen des Batteriegehäuses 6.1 zugeordnet oder zuordenbar ist. Das Gehäuseunterteil 7 weist einen Gehäuseboden 8 und eine umlaufende Gehäusewandung 9 auf. Das Gehäuseunterteil 9 besteht bevorzugt aus einem Kunststoff oder einem faserverstärkten Kunststoff. Es kann jedoch aus einem Metall bestehen oder durch eine Kombination besagter Werkstoff gebildet sein.
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Die Gehäusewandung 9 weist Befestigungsmittel 10 zur Anbindung des Batteriegehäuses 6.1 an Befestigungspunkten 11 der Karosserie 12 (vgl. 1) des Fahrzeugs 1 auf. Die besagten Befestigungspunkte 11 sind beispielsweise durch eine Mitteltunnelstruktur der Karosserie 12 bereitgestellt. Die Befestigungsmittel 10 sind vorliegend durch am Batteriegehäuse 6.1 fixierte bzw. fixierbare und sich in Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung) erstreckende sowie im Zusammenbau im Bereich ihres oberen Endes an der Karosserie 12 abgestützte Buchsen 13 gebildet. Die Buchsen 13 sind von nicht zeichnerisch dargestellten Aufnahmebohrungen oder hohlzylindrischen Aufnahmen der Gehäusewandung 9 aufgenommen (vgl. 2). Im Zusammenbau wird das Batteriegehäuse 6.1 mittels in 2 dargestellter und die Buchsen 13 durchsetzender Befestigungsschrauben 14 mit der Fahrzeug-Karosserie 12 verschraubt.
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Das Batteriegehäuse 6.1 weist zumindest eine außerhalb desselben angeordnete Schutzvorrichtung 15, vorzugsweise zwei gegenüberliegend angeordnete Schutzvorrichtungen 15 zum Schutz der Batteriebaugruppe 3 im Falle eines Crashereignisses, gemäß diesem Ausführungsbeispiel eines Seitencrashereignisses auf. Die zwei Schutzvorrichtungen 15 sind an gegenüberliegenden Seiten des Batteriegehäuses 6.1, demnach im Hinblick auf besagtes Seitencrashereignis an in Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung) gesehen gegenüberliegenden Seiten des Batteriegehäuses 6.1 angeordnet. Der Einfachheit halber ist in 2 von den bevorzugt zwei gegenüberliegend angeordnete Schutzvorrichtungen 15 lediglich eine Schutzvorrichtung 15 gezeigt.
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Gemäß dieser ersten Ausführungsvariante der Erfindung weist eine jede Schutzvorrichtung 15 ein Deformationselement 16 nach Art eines Bügelelements 16.1, auch als Crashbügel bezeichnet, auf. Im Falle eines Crashereignisses wird durch das Bügelelement 16.1 die einwirkende Anstoßkraft „F“ über die karosseriefesten Buchsen 13 samt Befestigungsschrauben 14 in die Karosserie 12 des Fahrzeugs 1 bzw. in die tragende Struktur desselben übertragen. 2 zeigt insoweit lediglich beispielgebend als Crashkörper 17 bzw. Prüfkörper einen sogenannten Pfahl, welcher bei einem typischen Lastfall im Zuge eines an sich bekannten Pfahltestes Verwendung findet. Übersteigt die auf das Deformationselement 16 nach Art des Bügelelements 16.1 einwirkende Anstoßkraft „F“ eine bestimmtes Lastniveau, verformt sich das Deformationselement 16 energieabsorbierend plastisch.
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Ein jedes Bügelelement 16.1 einer jeden Schutzvorrichtung 15 ist durch einen Stützabschnitt 18 und beidenends je einen sich an den Stützabschnitt 18 einstückig anschließenden Verbindungsabschnitt 19 gebildet. Der Stützabschnitt 18 ist bevorzugt beabstandet zur Gehäusewandung 9 der Batteriegehäuses 6.1 angeordnet, wogegen die Verbindungsabschnitte 19 im Wesentlichen rechtwinklig zum Stützabschnitt 18 abgestellt und zur jeweils zugeordneten Buchse 13 hingeführt sowie an dieser abgestützt und befestigt sind.
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Das Bügelelement 16.1 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch ein oben offenes Hohlprofil nach Art eine U-Profils gebildet (vgl. 4), welches mittels eines Deckelelements 20 (vgl. 3) zu einem geschlossenen Profil verschließbar ist. Bevorzugt besteht das Bügelelement 16.1 aus einem Metall, weiter bevorzugt aus Stahl, aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung. Alternativ kann das Bügelelemente 16.1 auch aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, oder aus einem Verbundwerkstoff aus vorgenannten Werkstoffen bestehen, bei dem beispielsweise metallene oder andere geeignete Einleger in eine Kunststoffmatrix eingebettet sind (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Das als Bügelelement 16.1 ausgebildete Deformationselement 16 weist ein Mittel 21 zum Aufbau einer Vorspannung entgegen der Krafteinleitungsrichtung 22 der besagten Anstoßkraft „F“ auf (vgl. 4 und 5). Das Mittel 21 zum Aufbau der Vorspannung ist ein Ein- bzw. Anbauteil und innerhalb des U-profilförmigen Stützabschnitts 18 des Bügelelements 16.1 angeordnet.
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Im Besonderen ist das Mittel 21 zum Aufbau der Vorspannung durch ein langgestrecktes vorgespanntes Federelement 23 in Form einer langgestreckten Blattfeder gebildet, welche zum einen mittels ihrer beiden Enden 23a, 23b jeweils mittelbar über eine dem Batteriegehäuse 6.1 zugewandte erste Wandung 24 des Bügelelements 16.1 an je einem karosseriefesten ersten Abstützpunkt 25 des Fahrzeugs 1 und des Batteriegehäuses 6.1 abgestützt ist. Alternativ kann das vorgespannte Federelement 23 sich auch unmittelbar an besagten Befestigungsmitteln 10 abstützen (nicht zeichnerisch dargestellt). Die ersten Abstützpunkte 25 sind durch zwei Befestigungsmittel 10 in Form der von je einer Befestigungsschraube 14 durchsetzten Buchsen 13 des Gehäuseunterteils 7 gebildet.
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Zum anderen ist besagte Blattfeder zwischen deren Enden 23a, 23b an einer dem Batteriegehäuse 6.1 abgewandten zweiten Wandung 26 des Bügelelements 16.1 in einem zweiten Abstützpunkt 27 desselben mit Vorspannung abgestützt. Der zweite Abstützpunkt 27 ist vorliegend weitestgehend mittig des Stützabschnitts 18 des Bügelelements 16.1 angeordnet (vgl. 4 und 5). Alternativ können auch mehr als ein zweiter Abstützpunkt 27 vorgesehen sein, welche dann bevorzugt gleichmäßig über den Stützabschnitt 18 des Bügelelements 16.1 verteilt angeordnet sind (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Das Mittel 21 zum Aufbau der Vorspannung in Form der langgestreckten Blattfeder ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch ein Flachprofil gebildet und besteht bevorzugt aus einem Metall, weiter bevorzugt aus einem Stahl, insbesondere Federstahl. Alternativ kann dieses auch aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, oder aus einem Verbundwerkstoff aus vorgenannten Werkstoffen bestehen, bei dem beispielsweise metallene oder andere geeignete Einleger in eine Kunststoffmatrix eingebettet sind (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Zweite Ausführungsvariante (Fig. 6 und 7):
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Die 6 und 7 zeigen eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung, wobei funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den vorherigen Zeichnungsfiguren bezeichnet sind, so dass zu deren Erläuterung auch auf die vorstehende Beschreibung der ersten Ausführungsvariante der Erfindung verwiesen wird.
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Die zweite Ausführungsvariante der Erfindung unterscheidet sich zur ersten Ausführungsvariante zunächst dadurch, dass das Deformationselement 16 der Schutzvorrichtung 15 durch ein langgestrecktes Hohlprofil 16.2 eines sogenannten Crashrahmens 28 des Batteriegehäuses 6.2 gebildet ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel bildet besagter Crashrahmen 28 gleichzeitig die Gehäusewandung 9 des Batteriegehäuses 6.2 aus. Das besagte Hohlprofil 16.2 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl in Längsrichtung desselben angeordnete Profilkammern 29 auf. Bevorzugt besteht das Hohlprofil 16.2 aus einem Metall, weiter bevorzugt aus Stahl, aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung. Alternativ kann das Hohlprofil 16.2 auch aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, oder aus einem Verbundwerkstoff aus vorgenannten Werkstoffen bestehen, bei dem beispielsweise metallene oder andere geeignete Einleger in eine Kunststoffmatrix eingebettet sind (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Innerhalb einer Profilkammer 29 ist ein Mittel 21 zum Aufbau einer Vorspannung entgegen der Krafteinleitungsrichtung 22 der besagten Anstoßkraft „F“ angeordnet. Das Mittel 21 zum Aufbau einer Vorspannung ist als sogenannter gespannter Einsatz zwischen zwei karosseriefesten ersten Abstützpunkten 25 des Fahrzeugs 1 und des Batteriegehäuses 6.2 abgestützt (vgl. 6). Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Mittel 21 zum Aufbau einer Vorspannung ebenfalls durch ein Federelement 23 gebildet. Im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante, welche ein aus einem Flachprofil gebildetes Federelement 23 bevorzugt, weist dieses nunmehr einen geschlossenen Hohlprofilquerschnitt auf, der hier lediglich beispielgebend nach Art eines L-Profils gestaltet ist. Auch dieses Federelement 23 besteht bevorzugt aus einem Metall, weiter bevorzugt aus einem Stahl, insbesondere Federstahl. Alternativ kann dieses auch aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, oder aus einem Verbundwerkstoff aus vorgenannten Werkstoffen bestehen, bei dem beispielsweise metallene oder andere geeignete Einleger in eine Kunststoffmatrix eingebettet sind (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Die zwei ersten Abstützpunkte 25 sind in Anlehnung an die erste Ausführungsvariante der Erfindung durch zwei Befestigungsmittel 10 in Form von je einer mittels Befestigungsschraube 14 durchsetzten Buchse 13 des Gehäuseunterteils 7 gebildet (nicht zeichnerisch dargestellt). Des Weiteren ist das Mittel 21 zum Aufbau einer Vorspannung in Form des zwischen den beiden karosseriefesten Abstützpunkten 25 gespannten langgestreckten Federelements 23 zwischen den beiden ersten Abstützpunkten 25 respektive zwischen deren Enden 23a, 23b an einer dem Batteriegehäuse 6.2 abgewandten Wandung 30 des Hohlprofils 16.2 in zumindest einem zweiten Abstützpunkt 27 des Hohlprofils 16.2 mit Vorspannung abgestützt.
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Um die besagten ersten Abstützpunkte 25 und demgemäß auch das betreffende Batteriegehäuse 6.1 bzw. 6.2 sowohl in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) als auch in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) noch weiter zu verstärken und Anstoßkräfte „F“ ohne Verformung des betreffenden Batteriegehäuses 6.1 bzw. 6.2 in die Karosserie 12 des Fahrzeugs 1 zu übertragen, weist das betreffende Batteriegehäuse 6.1 bzw. 6.2 Verstärkungsstege 31 auf, welche gegenüberliegend angeordnete erste Abstützpunkte 25 untereinander kraftübertragend verbinden (lediglich am Beispiel des Batteriegehäuses 6.2 gem. 6 gezeigt).
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Nachfolgend wird die Erfindung weiter in ihrer Funktion beschrieben. Gesetzt den Fall, es trifft beispielsweise bei Simulation eines Seitencrashereignisses ein Crashkörper 17 in Form eines Pfahls (Pfahltest) auf einer Seite des Batteriegehäuses 6.1 auf das dort angeordnete Bügelelement 16.1 (erste Ausführungsvariante) bzw. auf einer Seite des Batteriegehäuses 6.2 auf das dort angeordnete Hohlprofil 16.2 (zweite Ausführungsvariante) der betreffenden Schutzvorrichtung 15 auf, so muss zunächst besagte entgegen der Krafteinleitungsrichtung 22 der Anstoßkraft „F“ des Crashkörpers 17 wirkende Vorspannung des Mittels 21 zum Aufbau einer Vorspannung im betreffenden Deformationselement 16 überwunden werden, bevor es bei weiter erhöhtem Lastniveau zu einer energieabsorbierenden Deformation des Deformationselementes 16 kommt. Wie bereits oben dargetan, ist gegenüber herkömmlichen, nicht mit einer Vorspannung beaufschlagten Deformationselementen 16 durch diese Maßnahme ein erhöhtes Kraftniveau bei gleichem oder gar minimiertem Gewicht und Bauraum erzielbar, bevor es bei weiter erhöhtem Lastniveau zur besagten energieabsorbierenden Deformation des Deformationselementes 16 kommt.
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Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen auf ein etwaige zu verzeichnendes Seitencrashereignis ab, wonach Schutzvorrichtungen 15 an in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) gesehen gegenüberliegend angeordneten Seiten des betreffenden Batteriegehäuses 6.1 bzw. 6.2 angeordnet sind. Demgegenüber können im Hinblick auf ein etwaige zu verzeichnendes Frontalcrashereignis auch Schutzvorrichtungen 15 an in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) gesehen gegenüberliegend angeordneten Seiten des betreffenden Batteriegehäuses 6.1 bzw. 6.2 oder an lediglich einer, bevorzugt der fahrzeugfrontseitigen Seite des betreffenden Batteriegehäuses 6.1 bzw. 6.2 angeordnet sein (vgl. 6), welches demgemäß durch die Erfindung mit erfasst ist. Eine Kombination beider Varianten ist durch die Erfindung selbstverständlich ebenfalls mit erfasst.
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Schließlich ist festzustellen, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele auf Deformationselemente 16 abstellen, welche außerhalb des die Batteriemodule 5 aufnehmenden Hohlraums des betreffenden Batteriegehäuses 6.1 bzw. 6.2 angeordnet sind. Demgegenüber oder in Kombination mit der vorstehenden Maßnahme können auch erfindungsgemäß ausgebildete Deformationselemente 16 vorgesehen sein, die innerhalb des betreffenden Batteriegehäuses 6.1 bzw. 6.2, d.h., im die Batteriemodule 5 aufnehmenden Hohlraum des betreffenden Batteriegehäuses 6.1 bzw. 6.2 angeordnet sind und beispielsweise Gehäusewandungen 9 gegen crashrelevante Intrusionskräfte abstützen (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Elektromotor
- 3
- Batteriebaugruppe
- 4
- Modulgehäuse
- 5
- Batteriemodul
- 6.1
- Batteriegehäuse
- 6.2
- Batteriegehäuse
- 7
- Gehäuseunterteil
- 8
- Gehäuseboden
- 9
- Gehäusewandung
- 10
- Befestigungsmittel
- 11
- Befestigungspunkt
- 12
- Karosserie
- 13
- Buchse
- 14
- Befestigungsschraube
- 15
- Schutzvorrichtung
- 16
- Deformationselement
- 16.1
- Bügelelement
- 16.2
- Hohlprofil
- 17
- Crashkörper
- 18
- Stützabschnitt
- 19
- Verbindungsabschnitt
- 20
- Deckelelement
- 21
- Mittel zum Aufbau einer Vorspannung im Deformationselement 16
- 22
- Krafteinleitungsrichtung
- 23
- Federelement
- 23a,b
- Enden des Federelements 23
- 24
- erste Wandung (Bügelelement 16.1)
- 25
- erste Abstützpunkte
- 26
- zweite Wandung (Bügelelement 16.1)
- 27
- zweiter Abstützpunkt
- 28
- Crashrahmen
- 29
- Profilkammer
- 30
- Wandung (Hohlprofil 16.2)
- 31
- Verstärkungssteg
- „F“
- Anstoßkraft
