DE102018110519A1

DE102018110519A1 - battery box

Info

Publication number: DE102018110519A1
Application number: DE102018110519.3A
Authority: DE
Inventors: Christian Buse; Christian Hielscher; Karoline Käsewieter; Alex Mirau
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2018-05-02
Filing date: 2018-05-02
Publication date: 2019-11-07
Anticipated expiration: 2038-05-03
Also published as: DE102018110519B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Batteriekasten 1 zur Anordnung unterhalb einer Fahrgastraumes eines Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges, wobei der Batteriekasten 1 auf seiner Unterseite 2 oder auf seiner Oberseite Streben 3 - 6 aufweist, die diagonal zur Fahrzeuglängsachse LA und zur Fahrzeugquerachse verlaufen, um den unteren Bereich der Fahrgastzelle auszusteifen, wobei jeweils zwei Streben 3, 4, 5, 6 von den Mittenbereichen 14, 22 einer vorderen und einer hinteren Rahmenwand 11 des Batteriekastens 1 zu den Mittenbereichen 16, 17 einer linken und rechten Rahmenwand 12, 13 verlaufen, so dass die Streben 3 - 6 in Form einer Raute angeordnet sind.

The invention relates to a battery box 1 for arrangement below a passenger compartment of an electric vehicle or hybrid vehicle, wherein the battery box 1 on its underside 2 or on its top struts 3 - 6, which extend diagonally to the vehicle longitudinal axis LA and the vehicle transverse axis to the lower portion of the passenger compartment two struts 3, 4, 5, 6 extend from the center regions 14, 22 of a front and a rear frame wall 11 of the battery box 1 to the central regions 16, 17 of a left and right frame wall 12, 13, so that the struts 3 - 6 are arranged in the form of a rhombus.

Description

Die Erfindung betrifft einen Batteriekasten mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a battery box having the features in the preamble of patent claim 1.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt die Traktionsbatterien zum Antrieb eines Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges in Batteriekästen anzuordnen, die unterhalb des Fahrgastraumes angeordnet werden. Diese Batteriekästen werden auch als Batterieträger oder als Battery Tray bezeichnet. Die Batteriekästen sind zumeist aus metallischen Werkstoffen hergestellt z. B. als Tiefziehbauteile. Sie sollen leicht sein und eine hohe Steifigkeit aufweisen, gleichzeitig jedoch geringere Produktionskosten verursachen und zudem fluiddicht sein, um das Auslaufen von Batterieflüssigkeit im Falle eines Crashes zu verhindern.From the prior art it is known to arrange the traction batteries for driving an electric vehicle or hybrid vehicle in battery boxes, which are arranged below the passenger compartment. These battery boxes are also referred to as a battery tray or as a battery tray. The battery boxes are usually made of metallic materials z. B. as thermoformed components. They should be lightweight and have high rigidity, but at the same time lower production costs and also be fluid-tight, to prevent leakage of battery fluid in the event of a crash.

Bei einem Frontalaufprall erfolgt in gängigen Konzepten von Fahrzeugstrukturen die Übertragung der Last allein über die Schweller oder über eine Art Tunnel oberhalb des Batteriekastens. Die seitliche Weiterleitung der Kräfte auf die Schweller erfolgt über die Längsträger. Das ist aufgrund der geometrischen Verhältnisse ungünstig, weil sich die Längsträger zwischen den Rädern befinden und die Schweller weiter außen befinden. Die Längsträger müssen in dem Übergangsbereich zu dem Batteriekasten nach außen und zudem nach unten abknicken. Im Knickbereich wirken Biegekräfte. Die Längsträger müssen entsprechend massiv ausgelegt werden. In der Regel bringt dies eine Gewichtszunahme mit sich. Würden die Kräfte in die Mitte des Fahrzeuges eingeleitet, müsste der Tunnel höhere Kräfte aufnehmen. Tunnel nehmen allerdings relativ viel Platz im Fahrgastraum ein. Das ist unerwünscht.In a frontal impact occurs in common concepts of vehicle structures, the transmission of the load alone on the sills or a kind of tunnel above the battery box. The lateral forwarding of the forces on the sills is done via the side members. This is unfavorable due to the geometric conditions, because the side members are located between the wheels and the sills are located further out. The longitudinal members must bend in the transition region to the battery box to the outside and also down. Bending forces act in the bending area. The side members must be designed accordingly massive. As a rule, this brings with it an increase in weight. If the forces were introduced into the center of the vehicle, the tunnel would have to absorb higher forces. However, tunnels take up a relatively large amount of space in the passenger compartment. That is undesirable.

Die JP 2006 182 295 A1 offenbart einen Batteriekasten mit einem H-förmigen Innenträger und einem X-Strebenkreuz unter dem Batteriekasten im Lastpfad zwischen vorderen und hinteren Längsträgern eines PKWs. Die H-förmige Längs- und Querverstrebung innerhalb des durch ein Bodenblech und einen Deckel geschaffenen Batteriekastens beansprucht relativ viel Bauraum, so dass weniger Platz für die Batteriemodule zur Verfügung steht.The JP 2006 182 295 A1 discloses a battery box with an H-shaped inner support and an X-cross strut under the battery box in the load path between front and rear side members of a car. The H-shaped longitudinal and transverse struts within the created by a bottom plate and a lid battery box takes up a lot of space, so that less space for the battery modules is available.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen Batteriekasten zur Anordnung unterhalb eines Fahrgastraumes eines Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges aufzuzeigen, welcher ein verbessertes Crashverhalten aufweist und gleichzeitig den für Batteriemodule zu nutzenden Bereich möglichst wenig begrenzt.Proceeding from this, the present invention seeks to show a battery box for arrangement below a passenger compartment of an electric vehicle or hybrid vehicle, which has an improved crash behavior and at the same time limits the area to be used for battery modules as little as possible.

Diese Aufgabe ist bei einem Batteriekasten mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved in a battery box with the features of claim 1.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims relate to advantageous developments of the invention.

Der erfindungsgemäße Batteriekasten zur Anordnung unterhalb eines Fahrgastraumes eines Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges besitzt auf seiner Unterseite und/oder auf seiner Oberseite Streben, die diagonal zur Fahrzeuglängsachse und Fahrzeugquerachse verlaufen, um den unteren Bereich der Fahrgastzelle des Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges auszusteifen. Jeweils zwei Streben erstrecken sich von den Mittenbereichen einer vorderen und einer hinteren Rahmenwand des Batteriekastens zu den Mittenbereichen einer linken und rechten Rahmenwand des Batteriekastens. Dadurch bilden die vier Streben eine unterseitige oder oberseitige Raute. Diese rautenförmige Anordnung der Streben befindet sich außerhalb des Innenraums des Batteriekastens. Der Batteriekasten wird nicht hinsichtlich der Beladbarkeit mit Batteriemodulen beschränkt.The battery box according to the invention for arrangement below a passenger compartment of an electric vehicle or hybrid vehicle has on its underside and / or on its top struts which extend diagonally to the vehicle longitudinal axis and vehicle transverse axis to stiffen the lower portion of the passenger compartment of the electric vehicle or hybrid vehicle. Two struts each extend from the center regions of a front and a rear frame wall of the battery box to the center regions of a left and right frame wall of the battery box. As a result, the four struts form a lower-side or upper-side rhombus. This diamond-shaped arrangement of the struts is located outside the interior of the battery box. The battery box is not limited in loading capacity with battery modules.

Zudem wird durch die rautenförmige Anordnung ein neuer Lastpfad geschaffen, der günstiger ist, als X-förmig angeordnete Versteifungen eines Batteriekastens. Der Grund dafür ist, dass der Rahmen des Batteriekastens linke und rechte Rahmenwände besitzt, über die sehr große Kräfte in Längsrichtung übertragen werden können. Bei einem Frontalcrash entlasten die rechte und die linke Rahmenwand die daran angeordneten Schweller. Kollisionskräfte müssen daher nicht mehr ausschließlich über die Schweller übertragen werden, sondern können über die Rahmenwände und in Kombination mit den Rahmenwänden über die rautenförmig angeordneten Streben übertragen werden.In addition, a new load path is created by the diamond-shaped arrangement, which is cheaper than X-shaped stiffening a battery box. The reason for this is that the frame of the battery box has left and right frame walls, over which very large forces can be transmitted in the longitudinal direction. In a frontal crash, the right and left frame wall relieve the sills arranged thereon. Collision forces therefore no longer have to be transmitted exclusively via the sills, but can be transmitted via the frame walls and in combination with the frame walls via the lozenge-shaped struts.

Die Streben leiten die bei einem Frontalcrash angreifenden Kräfte von der vorderen Rahmenwand in den Mittenbereich der seitlichen Rahmenwände ein. Von dort werden die Kräfte sowohl über die seitlichen Rahmenwände als auch über die zwei weiteren Streben in die hintere Rahmenwand eingeleitet.The struts introduce the forces acting on a frontal crash from the front frame wall into the central area of the side frame walls. From there, the forces are introduced into the rear frame wall via the side frame walls as well as the two other struts.

Der Batteriekasten ist erfindungsgemäß eine autarke, selbsttragende Einheit. Längsträger können an den vorderen und hinteren Enden des Batteriekastens gefügt sein. Der Batteriekasten kann insbesondere stoffschlüssig mit den Längsträgern zu einer tragenden Fahrzeugstruktur gefügt werden. Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Batteriekastens besteht darin, dass die rautenförmig angeordneten Streben einen besseren Schutz der Batteriemodule in verschiedenen Crashszenarien ermöglichen und dass gleichzeitig der vorhandene Bauraum in Hochrichtung des Fahrzeugs besser genutzt wird. Zudem verbessern sich durch die Steifigkeitseigenschaften des Batteriekastens auch die Steifigkeitseigenschaften des gesamten Elektrofahrzeuges. Damit werden auch die fahrdynamischen Eigenschaften verbessert. Je nach Auslegung kann die Nutzung des Batteriekastens in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung als Bestandteil der Fahrzeugstruktur sogar zu einer Verringerung des Gesamtgewichts der Karosserie führen.The battery box is according to the invention a self-sufficient, self-supporting unit. Side members may be joined at the front and rear ends of the battery box. In particular, the battery box can be joined to the longitudinal members in a material-locking manner to form a load bearing vehicle structure. The particular advantage of the battery box according to the invention is that the diamond-shaped struts provide better protection of the battery modules in different crash scenarios and that at the same time the existing space in the vertical direction of the vehicle is better used. In addition, the stiffness properties of the battery box also improve the rigidity properties of the entire electric vehicle. This also improves the driving dynamics characteristics. Depending on the design, the use of the Battery box in the embodiment of the invention as part of the vehicle structure even lead to a reduction in the total weight of the body.

Der Batteriekasten besitzt einen umlaufenden, geschlossenen Rahmen, der von Rahmenwänden gebildet ist. Der Batteriekasten ist insbesondere rechteckig. In Fahrtrichtung betrachtet können die beiden vorderen Ecken des Batteriekastens abgeschrägt sein, beispielsweise in Anpassung an einen Radkasten bzw. in Anpassung an den Radeinschlag bzw. den Bauraum für Räder des Kraftfahrzeuges.The battery box has a circumferential, closed frame, which is formed by frame walls. The battery box is in particular rectangular. Viewed in the direction of travel, the two front corners of the battery box can be chamfered, for example in adaptation to a wheel arch or in adaptation to the Radeinschlag or the space for wheels of the motor vehicle.

Der erfindungsgemäße Batteriekasten besitzt in vorteilhafter Weiterbildung eine quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende Strebe, die sich von dem Mittenbereich der linken Rahmenwand zu dem Mittenbereich der rechten Rahmenwand erstreckt. Dadurch ergibt sich zusammen mit den vier weiteren, rautenförmig angeordneten Streben eine doppel-V-förmige Verstrebung. Für eine optimale Lastübertragung befinden sich alle genannten Streben in einer Ebene, d. h. unterhalb und/oder oberhalb des Bodens. Die quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende Strebe dient zur Queraussteifung. Sie nimmt Kräfte auf, die bei einem Seitencrash wirken. Die Kräfte werden über die doppel-V-förmige Verstrebung sowohl in die vordere und hintere Rahmenwand eingeleitet, als auch unmittelbar über die quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende Strebe in die gegenüberliegende längsseitige Rahmenwand. Da diese gegenüberliegende Rahmenwand gewissermaßen nach außen gedrückt wird, werden die an diese Rahmenwand angeschlossenen diagonal verlaufenden Streben der Raute auf Zug gegenüber der vorderen und hinteren Rahmenwand des Batteriekastens belastet. Gleichzeitig drücken die beiden anderen, gegenüberliegenden, diagonal verlaufenden Streben der Raute ebenfalls auf die vordere und hintere Rahmenwand. Im Ergebnis kommt es zu einem sehr steifen Verbund durch die doppel-V-förmige Verstrebung, die sich aus der im Wesentlichen rechteckigen Struktur des umlaufenden Rahmens des Batteriekastens ergibt, in Kombination mit der Querstrebe und den diagonal verlaufenden Streben. Da der Bereich unterhalb des Bodens üblicherweise für einen Unterfahrschutz (Poller) genutzt wird, kann die erfindungsgemäße Verstärkung des Batteriekastens ebenfalls für diesen Zweck genutzt werden. Das bedeutet, dass der Bauraum in Hochrichtung des Fahrzeuges besser ausgenutzt wird.The battery box according to the invention has in an advantageous development of a transverse to the vehicle longitudinal axis strut, which extends from the central region of the left frame wall to the central region of the right frame wall. This results in a double-V-shaped strut together with the four other, diamond-shaped struts arranged. For optimal load transfer, all of these struts are in one plane, i. H. below and / or above the ground. The transverse to the vehicle longitudinal axis strut serves to Querstesteifung. It absorbs forces that act in a side crash. The forces are introduced via the double-V-shaped bracing both in the front and rear frame wall, as well as immediately above the transverse to the vehicle longitudinal axis strut in the opposite longitudinal side frame wall. Since this opposite frame wall is pressed to a certain extent to the outside, connected to this frame wall diagonal struts of the rhombus are charged to train opposite the front and rear frame wall of the battery box. At the same time, the two other opposing, diagonally extending struts of the diamond also press against the front and rear frame walls. As a result, there is a very rigid composite by the double-V-shaped struts, resulting from the substantially rectangular structure of the peripheral frame of the battery box, in combination with the cross member and the diagonal struts. Since the area below the floor is usually used for a underride protection (bollard), the reinforcement of the battery box according to the invention can also be used for this purpose. This means that the space in the vertical direction of the vehicle is better utilized.

Konstruktionsmethoden auf Basis bionischer Algorithmen haben gezeigt, dass die Streben, die zum Vorderwagen gerichtet sind, keine konstante Breite aufweisen müssen. Die Dicke der Streben kann in Richtung zu den längsseitigen Rahmenwänden etwas zunehmen. Zudem können zusätzliche Anbindungspunkte zu der linken und rechten Rahmenwand vorgesehen sein. Ferner kann zur Erhöhung der Knicksteifigkeit der diagonal verlaufenden Streben eine zusätzliche Aussteifung zweckmäßig sein, so dass die V-förmige Anordnung durch eine weitere quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende Strebe ergänzt wird. Die V-Form kann in diesem Fall auch als A-Form bezeichnet werden.Construction methods based on bionic algorithms have shown that the struts directed towards the front end need not have a constant width. The thickness of the struts may increase somewhat towards the longitudinal frame walls. In addition, additional attachment points may be provided to the left and right frame wall. Further, to increase the buckling resistance of the diagonally extending struts additional reinforcement may be appropriate, so that the V-shaped arrangement is supplemented by a further transverse to the vehicle longitudinal axis strut. The V-shape can also be referred to as A-shape in this case.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die von vorderen Längsträgern in den Rahmen des Batteriekastens eingeleiteten Kräfte nicht ausschließlich in den äußeren Eckbereich des Batteriekastens eingeleitet werden, sondern zusätzlich in den Mittenbereich der vorderen Rahmenwand. In diesem Fall werden die Kräfte von den Längsträgern kommend über die Mittenwand unmittelbar in die V-förmig angeordneten Streben eingeleitet und von hier ausgehend in die seitlichen Rahmenwände.Furthermore, it is advantageous if the forces introduced by front longitudinal members into the frame of the battery box are not introduced exclusively into the outer corner region of the battery box, but additionally into the center region of the front frame wall. In this case, the forces are introduced from the longitudinal members via the center wall directly into the V-shaped struts arranged and starting from here in the side frame walls.

Die crashrelevanten Kräfte werden maßgeblich über die Streben und die Rahmenstruktur des Batteriekastens übertragen. Der Boden des Batteriekastens hat primär die Funktion, die Batterien zu tragen. Er ist mit den Rahmenwänden gefügt, insbesondere ist er stoffschlüssig gefügt. Auch über den Boden können in gewissem Umfang Kräfte übertragen werden, allerdings besitzt er nicht die Biegesteifigkeit wie ein Hohlprofil. Der Boden wird daher vorzugsweise zusätzlich ausgesteift.The crash-relevant forces are largely transmitted via the struts and the frame structure of the battery box. The bottom of the battery box has the primary function of carrying the batteries. He is joined to the frame walls, in particular it is joined cohesively. Also, forces can be transmitted to some extent over the ground, but it does not have the flexural rigidity of a hollow section. The soil is therefore preferably additionally stiffened.

Oberhalb des Bodens befinden sich bevorzugt Innenverstrebungen. Sie können sich in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken und/oder zusätzlich in Fahrzeugquerrichtung. Sie dienen zur Quer- und/oder Längsaussteifung des Innenraumes des Batteriekastens. Zusätzlich dienen sie zur Begrenzung einzelner aufzunehmender Batteriemodule. Die Innenverstrebungen haben daher mehrere Funktionen. Hinsichtlich der Tragfunktionen unterstützen die Innenverstrebungen die V-förmig angeordneten Streben bzw. die Querstreben. Da sich die Innenverstrebungen und die übrigen Streben beiderseits des Bodens befinden, ist der Boden insgesamt betrachtet relativ engmaschig und stark ausgesteift. Es ergibt sich ein Fachwerkverbund, der als solcher geeignet ist, hohe Kräfte bei erheblicher Steifigkeit zu übertragen.Above the floor are preferably internal struts. They may extend in the vehicle longitudinal direction and / or additionally in the vehicle transverse direction. They serve to transverse and / or Längsaussteifung the interior of the battery box. In addition, they serve to limit individual battery modules to be accommodated. The inner struts therefore have several functions. With regard to the support functions, the inner struts support the V-shaped struts or the transverse struts. Since the inner struts and the other struts are located on both sides of the ground, the soil is relatively close meshed and strongly stiffened overall. The result is a truss composite, which is suitable as such, to transmit high forces with considerable rigidity.

Die Steifigkeit der Rahmenwände wird auch dadurch erreicht, dass diese im Querschnitt im Wesentlichen L-förmig sind. Sie besitzen bevorzugt einen nach außen gerichteten Horizontalschenkel. Das bedeutet, dass der Schenkel von der Fahrzeuglängsachse weg gerichtet ist. Der weitere Schenkel ist ein nach oben gerichteter Vertikalschenkel. Auf dem Horizontalschenkel kann ein Schweller befestigt werden. Über den Schweller wird der Horizontalschenkel und damit die Rahmenwand in Fahrzeuglängsrichtung erheblich verstärkt, wobei die bei einem Frontalcrash wirkenden Kräfte zu einem wesentlichen Teil über den Batteriekasten übertragen werden sollen. Die Biegesteifigkeit des Horizontalschenkels kann über aussteifende Einprägungen erhöht sein. Diese Einprägungen können in Gruppen oder durchgehend über den gesamten Außenumfang des Batteriekastens bzw. des Vertikalschenkels angeordnet sein. Sie sollten sich zumindest dort befinden, wo keine Innenverstrebungen angeordnet sind. Bereiche, in denen keine Innenverstrebungen mit der Rahmenwand verbunden sind, sind hinsichtlich der Biegesteifigkeit naturgemäß etwas schwächer, als diejenigen Bereiche, in denen die Rahmenwände zusätzlich an Innenverstrebungen abgestützt sind. Die Einprägungen befinden sich daher vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen von zwei benachbarten Innenverstrebungen. Die Einprägungen befinden sich bevorzugt an der Oberseite des Horizontalschenkels und erstrecken sich von der Oberseite über die äußere Randseite bis zur Unterseite des Horizontalschenkels. Es können insbesondere mehrere wellenförmig angeordnete Sicken sein, die aufgrund ihrer Funktion auch als Anti-Eindrück-Sicken bezeichnet werden können.The rigidity of the frame walls is also achieved in that they are substantially L-shaped in cross section. They preferably have an outwardly directed horizontal leg. This means that the leg is directed away from the vehicle's longitudinal axis. The other leg is an upward vertical leg. On the horizontal leg a sill can be attached. About the sill of the horizontal leg and thus the frame wall in the vehicle longitudinal direction is significantly increased, the forces acting in a frontal crash forces are to be transferred to a substantial extent on the battery box. The bending stiffness of the horizontal leg can be increased by stiffening impressions. These impressions may be arranged in groups or continuously over the entire outer circumference of the battery box or the vertical leg. They should at least be located where no internal struts are arranged. Areas in which no inner struts are connected to the frame wall are naturally somewhat weaker in terms of flexural rigidity than those areas in which the frame walls are additionally supported on inner struts. The embossments are therefore preferably at regular intervals of two adjacent inner struts. The indentations are preferably located at the top of the horizontal leg and extend from the top over the outer edge side to the bottom of the horizontal leg. In particular, it may be a plurality of corrugations arranged in a wave, which may be referred to as anti-indentation beads due to their function.

Zusätzliche Versickungen können im Anbindungsbereich der diagonal verlaufenden Streben an den Horizontalschenkeln ausgebildet sein. Wenn sich die diagonal verlaufenden Streben unterhalb des Batteriekastens befinden, sind auch die zusätzlichen Versickungen im Anbindungsbereich der diagonal verlaufenden Streben, vorzugsweise im unteren Bereich des Horizontalschenkels angeordnet.Additional passages may be formed in the connection region of the diagonal struts on the horizontal legs. If the diagonally extending struts are located below the battery box, the additional passages are also arranged in the connection area of the diagonally extending struts, preferably in the lower area of the horizontal leg.

Die Streben und/oder die Innenverstrebungen sind im Querschnitt U- oder hutförmig. Es handelt sich bei den Streben und den Innenverstrebungen um Bauteile, die mit dem Boden oder mit einem Deckel gefügt sind. Die jeweiligen Streben bzw. Innenverstrebungen begrenzen dadurch Hohlräume zusammen mit dem Boden bzw. Deckel.The struts and / or the Innenverstrebungen are U-shaped or hat-shaped in cross section. The struts and the internal struts are components which are joined to the floor or to a cover. The respective struts or Innenverstrebungen thereby limit cavities together with the bottom or lid.

Durch diese Hohlstrukturen entstehen biegesteife Querschnitte, die hohe Biegemomente aufnehmen können. Auch dadurch wird der Batteriekasten verstärkt. Es wird ein zusätzlicher Lastpfad durch den Batteriekasten hindurch geschaffen, wobei umso höhere Lasten übertragen werden können, je intensiver die Aussteifungen des Batteriekastens mit Streben bzw. Innenverstrebungen ist.Through these hollow structures arise rigid cross-sections that can absorb high bending moments. This also reinforces the battery box. It creates an additional load path through the battery box through, the higher the loads can be transferred, the more intense the stiffeners of the battery box with struts or Innenverstrebungen.

Es wird als besonders effektiv angesehen, wenn die Hohlräume in den Streben und/oder den Innenverstrebungen Bestandteil eines Kühlsystems sind. Kühlsysteme sind bei Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen zum Teil erforderlich, da die Batterien vorzeitig altern würden, wenn bestimmte Betriebstemperaturen überschritten werden. Die Hohlräume können zur Durchleitung eines Kühlmittels ausgebildet sein. Bei dem Kühlmittel kann es sich um ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel oder auch um Luft handeln. Es können in den Hohlräumen geeignete Kühlelemente angeordnet sein. Die Hohlräume selbst können die Wandung eines Kühlmittelkanals sein. Es ist auch möglich in den Hohlräumen Leitungen unterzubringen, durch welche ein Kühlmittel geführt wird. Auf diese Weise tragen die Innenverstrebungen und gegebenenfalls auch die Streben dazu bei, den Raumbedarf eines Kühlsystems zu minimieren. Dadurch können größere oder mehr Batteriemodule untergebracht werden. Dies führt zu einer erhöhten Reichweite des Kraftfahrzeuges.It is considered to be particularly effective if the cavities in the struts and / or the inner struts are part of a cooling system. Cooling systems are sometimes required for electric vehicles or hybrid vehicles because the batteries would prematurely age when certain operating temperatures are exceeded. The cavities can be designed for the passage of a coolant. The coolant may be a liquid or gaseous coolant or also air. It can be arranged in the cavities suitable cooling elements. The cavities themselves may be the wall of a coolant channel. It is also possible to accommodate in the cavities lines through which a coolant is passed. In this way, the inner braces and possibly also the struts contribute to minimize the space requirement of a cooling system. As a result, larger or more battery modules can be accommodated. This leads to an increased range of the motor vehicle.

In einer ersten Ausführungsform bilden die Außenwände und der Boden eine Wanne. Die Wanne soll dicht sein. Dazu ist sie mit einem Deckel gefügt. Es kann sich bei dem Deckel um eine flache, leicht profilierte Platte handeln.In a first embodiment, the outer walls and the floor form a trough. The tub should be tight. For this she is joined with a lid. It may be the lid to a flat, slightly profiled plate.

In einer zweiten Ausführungsform umschließen die Außenwände eine separate Wanne, insbesondere in Form einer Faltwanne oder auch einer Tiefziehwanne. Sie ist insbesondere auf den Oberseiten des Vertikalschenkels gehalten. Unterseitig wird die Wanne durch die diagonal verlaufenden Streben unterstützt. Diese Wanne ist wiederum mit einem Deckel dicht gefügt. Die Außenwände müssen in diesem Fall weder mit der Wanne noch untereinander dicht zusammengefügt sein.In a second embodiment, the outer walls surround a separate tub, in particular in the form of a folding tub or a deep-drawn pan. It is held in particular on the tops of the vertical leg. On the underside of the tub is supported by the diagonal struts. This tub is in turn tightly joined with a lid. The outer walls in this case must not be tightly joined together with the tub or each other.

Die Rahmenwände, die Streben und die Innenverstrebungen sind insbesondere warmgeformt und pressgehärtet mit einer Zugfestigkeit von wenigstens abschnittsweise zwischen 1300 und 2100 MPa. Sie können alternativ aus ultrahochfestem Stahl kaltgeformt und/oder mit einer Zugfestigkeit von wenigstens abschnittsweise zwischen 1300 und 1500 MPa rollgeformt sein. Diese Stähle erfüllen die Anforderungen an moderne Fahrzeuge bezüglich verbesserten Crashverhaltens und geringem Fahrzeuggewicht. Alternativ zu Stahllegierungen können auch hochfeste oder höchstfeste Aluminiumlegierungen als Rahmenwand, Strebe oder Innenverstrebungen Verwendung finden, insbesondere aus der Gruppe der 6000 oder 7000 (EN573-3:2013-12) Legierungen. Insbesondere für die Außenwände lassen sich somit auch mehrere Kammern ausbilden zur Optimierung von Steifigkeit und Energieaufnahmevermögen.The frame walls, the struts and the inner struts are in particular thermoformed and press-hardened with a tensile strength of at least in sections between 1300 and 2100 MPa. Alternatively, they may be cold formed from ultra high strength steel and / or roll formed with a tensile strength of at least in sections between 1300 and 1500 MPa. These steels meet the requirements of modern vehicles in terms of improved crash behavior and low vehicle weight. As an alternative to steel alloys, it is also possible to use high-strength or very high-strength aluminum alloys as frame wall, strut or internal struts, in particular from the group of 6000 or 7000 (EN573-3: 2013-12) alloys. Thus, in particular for the outer walls, it is also possible to form a plurality of chambers for optimizing rigidity and energy absorption capacity.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

1 einen Batteriekasten in einer Ansicht von unten;
2 den Batteriekasten der 1 in einer Draufsicht von schräg oben ohne Deckel;
3 eine Längsschnittansicht durch den Batteriekasten der 1;
4 in vergrößerter perspektivischer Darstellung eine Längsschnittansicht eines Rahmenbereiches des Batterieträgers;
5 den Batteriekasten der 1 in einer Draufsicht ohne Deckel in Verbindung mit Längsträgern und mit geändertem Verlauf der Frontcrash-Lasteinleitung und vorderen Rahmenwand;
6 eine Seitenansicht des Batteriekastens gemäß 5 ohne Fahrzeugschweller;
7 eine Seitenansicht des Batteriekastens der 5 mit Fahrzeugschweller;
8 eine Ansicht von unten auf eine weitere Ausführungsform eines Batteriekastens mit bionischer V-Verstrebung und
9 eine Doppel-V-Verstrebung mit integrierter Querverstrebung als bionisch geformtes Pressteil zur Verbindung mit einem Batteriekasten.

The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in schematic drawings. It shows:

1 a battery box in a view from below;
2 the battery box the 1 in a plan view obliquely from above without cover;
3 a longitudinal sectional view through the battery box of 1 ;
4 in an enlarged perspective view a longitudinal sectional view of a frame portion of the battery carrier;
5 the battery box the 1 in a plan view without cover in conjunction with side members and with a changed course of the front crash load introduction and front frame wall;
6 a side view of the battery box according to 5 without vehicle sill;
7 a side view of the battery box the 5 with vehicle rocker;
8th a bottom view of another embodiment of a battery box with bionic V-brace and
9 a double-V brace with integrated cross brace as a bionic molded part for connection to a battery box.

Die 1 zeigt einen Batteriekasten 1 zur Anordnung unterhalb eines nicht näher dargestellten Fahrgastraumes. 1 zeigt den Batteriekasten 1 von unten. Der Batteriekasten wird bei Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen verwendet, um Energiespeicher, insbesondere in Form von Batterien oder Akkumulatoren, innerhalb des Batteriekastens 1 aufzunehmen.The 1 shows a battery box 1 for arrangement below a passenger compartment, not shown. 1 shows the battery box 1 from underneath. The battery box is used in electric vehicles or hybrid vehicles to energy storage, especially in the form of batteries or accumulators, within the battery box 1 take.

Es handelt sich um Traktionsbatterien zum Vortrieb des Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges. Der Batteriekasten 1 besitzt auf seiner dargestellten Unterseite 2 Streben 3 - 6, die diagonal zur Fahrzeuglängsachse LA verlaufen sowie quer zu einer Fahrzeugquerachse QA, die im 90°-Winkel zur Fahrzeuglängsachse LA steht. Die Fahrtrichtung FR des nicht näher dargestellten Elektrofahrzeuges zeigt in der Bildebene in Richtung des Pfeils. Die Fahrtrichtung FR ist auch zu erkennen an den abgeschrägten Ecken 7, 8 des Batteriekastens 1, um hier Platz für einen Radeinschlag zu schaffen.These are traction batteries for propulsion of the electric vehicle or hybrid vehicle. The battery box 1 owns on its illustrated base 2 pursuit 3 - 6 , which are diagonal to the vehicle's longitudinal axis LA run as well as across a vehicle transverse axis QA at a 90 ° angle to the vehicle's longitudinal axis LA stands. The direction of travel FR of the electric vehicle, not shown in the image plane in the direction of the arrow. The direction of travel FR is also recognizable by the bevelled corners 7 . 8th of the battery box 1 to make room for a wheelbase here.

Bei dem erfindungsgemäßen Batteriekasten dienen die Streben 3 - 6 zur Ausbildung eines neuen Lastpfades, und zwar auf der Unterseite 2 des Batteriekastens 1. Bei einem Frontalcrash wirkt eine Kraft in Richtung des Pfeils F auf den Rahmen 9 des Batteriekastens 1. Der Rahmen 9 wird von mehreren Rahmenwänden 10 - 13 gebildet. Der Batteriekasten 1 ist in seiner Grundform rechteckig mit den besagten abgeschrägten Ecken 7, 8. Von einer vorderen Rahmenwand 10 wird die Kraft F eines Frontalaufpralls sowohl über die Ecken 7, 8 in die linke und rechte Rahmenwand 12, 13 eingeleitet und von dort in die hintere Rahmenwand 11. Zudem wird die Kraft F zusätzlich zentral über die diagonal verlaufenden Streben 3, 4 weitergeleitet und zwar von einem Mittenbereich 14 der vorderen Rahmenwand 10. Hier setzen die beiden Streben 3, 4 an. Sie führen unter Eingliederung einer quer zur Fahrzeuglängsachse LA verlaufenden Strebe 15 zu Mittenbereichen 16, 17 der linken und rechten Seitenwand 12, 13. Die Pfeile P1, P2 verdeutlichen den Kraftverlauf.In the battery box according to the invention serve the struts 3 - 6 to form a new load path, on the underside 2 of the battery box 1 , In a frontal crash, a force in the direction of the arrow F acts on the frame 9 of the battery box 1 , The frame 9 is made of several frame walls 10 - 13 educated. The battery box 1 is rectangular in its basic form with the said bevelled corners 7 . 8th , From a front frame wall 10 becomes the force F of a frontal impact both over the corners 7 . 8th in the left and right frame wall 12 . 13 initiated and from there into the rear frame wall 11 , In addition, the force F is also centrally on the diagonal struts 3 . 4 forwarded from a central area 14 the front frame wall 10 , Here are the two pursuits 3 . 4 at. They lead by inclusion of a transverse to the vehicle longitudinal axis LA extending strut 15 to middle areas 16 . 17 the left and right sidewall 12 . 13 , The arrows P1 . P2 illustrate the force curve.

Die quer verlaufende Strebe 5 dient dazu, Kräfte, die in Richtung der Fahrzeugquerachse QA angreifen und durch den Pfeil F1 gekennzeichnet sind, von der einen Rahmenwand 12 auf die andere Rahmenwand 13 zu übertragen. Die Pfeile P3 und P4 verdeutlichen diesen Lastfall. Im übertragenen Sinne ergeben sich die umgekehrten Wirkungsrichtungen für einen Seitenaufprall von der anderen Längsseite des Kraftfahrzeuges her bzw. bei einem Heckaufprall.The transverse strut 5 serves to forces in the direction of the vehicle transverse axis QA attack and by the arrow F1 are characterized by a frame wall 12 on the other frame wall 13 transferred to. The arrows P3 and P4 illustrate this load case. In a figurative sense, the reverse directions of action result for a side impact from the other longitudinal side of the motor vehicle or in a rear impact.

Durch die Doppel-V-förmige Verstrebung, ergibt sich in Kombination mit dem im Wesentlichen rechteckigen Rahmen 9 ein fachwerkartiger Verbund hoher Steifigkeit. Es ist zu erkennen, dass der Rahmen 9 über seinen Umfang verteilt in im Wesentlichen gleichmäßigen Abständen aussteifende Einprägungen 18 aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel befinden sich an jeder linken und rechten Rahmenwand 12, 13 jeweils vier Gruppen dieser Einprägungen 18, wobei die Einprägung 18 in den Mittenbereichen 16, 17 sich nicht ganz über die Unterseite 2 des Batteriekastens 1 erstreckt. Dort sind zusätzliche Verprägungen 19 im Anbindungsbereich der quer verlaufenden Strebe 15 positioniert. Dadurch können quer angreifende Kräfte in Richtung des Pfeiles F1 besser in die quer verlaufende Strebe 15 übertragen werden. Die Einprägungen 18 befinden sich in dieser Ansicht an den längsseitigen Rahmenwänden 12, 13 jeweils unmittelbar gegenüberliegend. Zudem befinden sie sich dort, wo im Bereich des Bodens 20 Verstärkungssicken 21 angeordnet sind. Die Verstärkungssicken 21 verlaufen jeweils in Querrichtung, das heißt sie verlaufen parallel zu der wesentlich größeren quer verlaufenden Strebe 15 zwischen den beiden Mittenbereichen 16, 17 der längsseitigen Rahmenwände 12, 13. Der Begriff Mittenbereich 16, 17 in diesem Kontext bedeutet nicht, dass es sich hierbei zwangsläufig um die exakte Mitte der seitlichen Rahmenwand 12, 13 handeln muss. In diesem Ausführungsbeispiel ist das in Fahrtrichtung vordere V, das von den beiden Streben 3, 4 gebildet wird, etwas kürzer als das hintere V, das von den Streben 5, 6 gebildet wird, d. h. die Mittenbereiche 15, 16 sind etwas in Fahrtrichtung nach vorne verlagert, sie befinden sich allerdings im Abstand von den vorderen und hinteren Rahmenwänden 10, 11 bzw. im Abstand von den dortigen Mittenbereichen 14, 22. Die Lage des Mittelbereichs 14 über die Länge der Rahmenwand 12, 13 und 22 kann insbesondere an Fahrzeuge-Crashtestbedingungen wie an die Auftreffposition eines Pfahls beim Pfahlaufprall-Test angepasst sein.Due to the double V-shaped strut, results in combination with the substantially rectangular frame 9 a truss-like composite of high rigidity. It can be seen that the frame 9 distributed over its circumference in substantially uniform intervals stiffening impressions 18 having. In this embodiment are located on each left and right frame wall 12 . 13 four groups each of these impressions 18 , where the imprint 18 in the middle areas 16 . 17 not quite over the bottom 2 of the battery box 1 extends. There are additional stampings 19 in the connection area of the transverse strut 15 positioned. As a result, forces acting transversely in the direction of the arrow F1 better in the transverse strut 15 be transmitted. The imprints 18 are located in this view on the longitudinal frame walls 12 . 13 each immediately opposite. In addition, they are located where in the area of the soil 20 reinforcing beads 21 are arranged. The reinforcement beads 21 each extending in the transverse direction, that is, they are parallel to the much larger transverse strut 15 between the two central areas 16 . 17 the longitudinal frame walls 12 . 13 , The term center area 16 . 17 in this context does not mean that this is necessarily the exact center of the lateral frame wall 12 . 13 must act. In this embodiment, the front is in the direction of travel V that of the two struts 3 . 4 is formed slightly shorter than the rear V that of the struts 5 . 6 is formed, ie the central areas 15 . 16 are slightly forward in the direction of travel, but they are located at a distance from the front and rear frame walls 10 . 11 or at a distance from the local center areas 14 . 22 , The location of the middle area 14 over the length of the frame wall 12 . 13 and 22 may be particularly adapted to vehicle crash test conditions such as the impact position of a pile in the pile impact test.

In der Darstellung gemäß 2 ist der Batteriekasten 1 von schräg oben zu sehen. Es ist zu erkennen, dass sich innerhalb des Batteriekastens 1 weitere Innenverstrebungen 23, 24 befinden, die sich in Längsrichtung bzw. Querrichtung erstrecken. Die sich in Querrichtung erstreckenden Innenverstrebungen 24 sind in beidseitig gleichen Abständen zu den benachbarten Verstärkungssicken 21 im Boden 20 angeordnet. Das bedeutet, dass die quer verlaufenden Innenverstrebungen 24 den Rahmen 9 des Batteriekastens 1 dort aussteifen, wo sich keine Einprägungen 18 befinden. Aufgrund des abwechselnden Versatzes der Einprägungen 18 in Kombination mit den bodenseitigen Verstärkungssicken 21, den quer verlaufenden Innenverstrebungen 24 und den angedeuteten, diagonal verlaufenden Streben 3 - 6 sowie der Querstrebe 15 ergibt sich ein sehr steifer Verbund, der hohe Seitenkräfte aufnehmen kann.In the illustration according to 2 is the battery box 1 seen from diagonally above. It can be seen that inside the battery box 1 further interior bracing 23 . 24 located, which extend in the longitudinal or transverse direction. The transversely extending internal struts 24 are equidistant from the adjacent reinforcing beads on both sides 21 in the ground 20 arranged. That means the transverse inner braces 24 the frame 9 of the battery box 1 stiffen where there are no imprints 18 are located. Due to the alternating offset of the impressions 18 in combination with the bottom reinforcing beads 21 , the transverse internal struts 24 and the indicated diagonal struts 3 - 6 as well as the cross strut 15 results in a very stiff composite, which can absorb high lateral forces.

Aus der Darstellung der 2 wird ferner deutlich, dass die Rahmenwände 10 - 13 im Wesentlichen L-förmig konfiguriert sind. Sie besitzen jeweils einen nach außen gerichteten Horizontalschenkel 25 und einen den Innenraum des Batteriekastens 1 begrenzenden Vertikalschenkel 26.From the representation of 2 it also becomes clear that the frame walls 10 - 13 are configured essentially L-shaped. They each have an outwardly directed horizontal leg 25 and one the interior of the battery box 1 limiting vertical leg 26 ,

Die Schnittdarstellung der 3 zeigt den Batteriekasten 1 im Längsschnitt. Die L-förmigen Rahmenwände erstrecken sich über einen Großteil der Höhe des Batteriekastens 1. Insgesamt ist der Batteriekasten 1 sehr flach. An einer Unterseite 2 des Batteriekastens verlaufen die Streben 4, 6, 15 und stützen den Boden 20. Sie bilden einen neuen Lastenpfad in Kombination mit dem Boden 20 und mit dem Rahmen 9 des Batteriekastens 1. Im Innenraum des Batteriekastens 1 sind die nach oben, d. h. in Z-Richtung ragenden Innenverstrebungen 24 zu sehen, die in Querrichtung verlaufen. Diese besitzen eine geringere Höhe als die in Längsrichtung verlaufenden Innenverstrebungen 23. Die Verstärkungssicken 21 besitzen wesentlich geringere Abmessungen als die übrigen Innenverstrebungen 23, 24 bzw. als die Streben 4, 6, 15, die den gesamten Batteriekasten 1 aussteifen.The sectional view of the 3 shows the battery box 1 in longitudinal section. The L-shaped frame walls extend over much of the height of the battery box 1 , Overall, the battery box 1 very flat. At a bottom 2 of the battery box, the struts run 4 . 6 . 15 and support the ground 20 , They form a new load path in combination with the ground 20 and with the frame 9 of the battery box 1 , In the interior of the battery box 1 are the upwards, ie in the Z direction projecting inner struts 24 to see, which run in the transverse direction. These have a lower height than the longitudinal inner struts 23 , The reinforcement beads 21 have much smaller dimensions than the rest of the inner braces 23 . 24 or as the struts 4 . 6 . 15 that the entire battery box 1 stiffen.

Die perspektivische Darstellung der 4 zeigt im Längsschnitt Details der L-förmigen Rahmenwände. Bei diesem Beispiel verläuft der Schnitt durch den Mittenbereich 14 der vorderen Rahmenwand 10. Es ist einerseits die Einprägung 18 als Anordnung von vier nebeneinander angeordneten, parallel verlaufenden Sicken zu erkennen. Diese Einprägungen 18 erstrecken sich über eine Oberseite 27 des Horizontalschenkels 25, setzen sich über seine nach außen gerichtete Randseite 28 bis zur Unterseite 30 fort, wie es auch in 1 dargestellt ist. Zusätzlich ist im Querschnitt eine Versickung 29 an einer Unterseite 30 des Horizontalschenkels zu erkennen. Die Versickung 29 besitzt eine in Z-Richtung, d. h. in Hochrichtung gemessene Höhe, die im Wesentlichen der in Z-Richtung gemessenen Höhe der diagonal verlaufenden Strebe 3 an der Unterseite des Batteriekastens 1 entspricht. Die Lage der Versickung 29 ist angepasst an die Anbindungspunkte der Strebe 3, gut zu erkennen auch in 8. Es ist ferner zu erkennen, dass der Batteriekasten 1 eine Wanne 31 besitzt. Die Wanne 31 kann im Tiefziehverfahren oder auch durch Abkanten hergestellt sein. Sie liegt bei diesem Ausführungsbeispiel auf einer Oberseite des Vertikalschenkels 26 auf und wird unterseitig von der diagonal verlaufenden Strebe 3 sowie den weiteren genannten Streben unterstützt. Alle unterseitigen Streben 3 - 6, 15 sind insbesondere mit dem Boden 20 gefügt.The perspective view of 4 shows in longitudinal section details of the L-shaped frame walls. In this example, the section is through the center area 14 the front frame wall 10 , It is on the one hand the impression 18 to recognize as an arrangement of four juxtaposed, parallel beads. These impressions 18 extend over a top 27 of the horizontal leg 25 , sit down over its outward-facing edge 28 to the bottom 30 as it is in 1 is shown. In addition, there is a trickle in the cross section 29 at a bottom 30 to recognize the horizontal leg. The trickle 29 has a height measured in the Z direction, ie in the vertical direction, which is essentially the height of the diagonal strut measured in the Z direction 3 at the bottom of the battery box 1 equivalent. The location of the seepage 29 is adapted to the connection points of the strut 3 to recognize well in too 8th , It can also be seen that the battery box 1 a tub 31 has. The tub 31 can be made by deep drawing or by folding. It lies in this embodiment on an upper side of the vertical leg 26 up and down on the diagonal strut 3 as well as the other mentioned aspirations. All bottom struts 3 - 6 . 15 are in particular with the ground 20 together.

Der Rahmen 9, die Streben 3 - 6, 15 und auch die Innenverstrebungen 23, 24 sind aus Stahl hergestellt. Insbesondere bestehen sie aus warmgeformten und pressgehärteten Stählen. Der Rahmen 9 ist als Hohlprofil konfiguriert. Der Horizontalschenkel 25 besitzt zudem mehrere Schraublöcher 32 zur Befestigung eines nicht näher dargestellten Schwellers.The frame 9 , the aspiration 3 - 6 . 15 and also the inner struts 23 . 24 are made of steel. In particular, they consist of thermoformed and press-hardened steels. The frame 9 is configured as a hollow profile. The horizontal leg 25 also has several screw holes 32 for attachment of a sill, not shown.

5 zeigt den Batteriekasten 1 der 1 - 4 in der Einbausituation. In dieser Position ist der Batteriekasten 1 längsseitig der linken und rechten Rahmenwand 12, 13 verschraubt. Zusätzlich sind Längsträger 34, 35 zu erkennen, die sich in den Vorderwagenbereich einer Fahrzeugkarosserie erstrecken. Die Längsträger 34, 35 sind im Bereich der nicht näher dargestellten Radausbuchtungen gerade und verlaufen parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeuges. Da der Batteriekasten 1 breiter ist, als die beiden Längsträger 34, 35 beanstandet sind, gibt es einen gekrümmten Übergangsbereich 36, 37 eines jeden Längsträgers. In diesem Übergangsbereich 36, 37 führt der jeweilige Längsträger 34 nach außen an dem nicht näher gestellt dargestellten Rad vorbei. An den Enden des Übergangsbereiches 36 ist der jeweilige Längsträger 34, 35 in nicht näher dargestellter Weise mit dem Batteriekasten 1 verbunden. Zusätzlich sind an jedem Längsträger 34 zur Fahrzeugmitte hin gerichtete Diagonalstreben 38, 39 ausgebildet, die sich bis zu einem Mittenbereich 14 des Batteriekastens erstrecken. In nicht näher dargestellter Weise können über die Diagonalstreben 38, 39 bei einem Frontalcrash Kräfte unmittelbar in den Mittenbereich 14 und von hier über die nicht näher dargestellten Streben 3, 4 im Bereich der Unterseite des Batteriekastens 1 in die längsseitigen Rahmenwände 12, 13 übertragen werden. 5 shows the battery box 1 of the 1 - 4 in the installation situation. In this position is the battery box 1 along the left and right frame wall 12 . 13 screwed. In addition, side members are 34 . 35 can be seen, which extend into the front area of a vehicle body. The side members 34 . 35 are in the range of not shown Radausbuchtungen straight and parallel to the longitudinal axis of the motor vehicle. Because the battery box 1 wider than the two side members 34 . 35 There is a curved transition area 36 . 37 of each longitudinal member. In this transitional area 36 . 37 leads the respective side member 34 out past the wheel not shown in detail. At the ends of the transition area 36 is the respective side member 34 . 35 in a manner not shown with the battery box 1 connected. In addition, on each side rail 34 towards the center of the vehicle directed diagonal struts 38 . 39 formed, extending up to a mid-range 14 of the battery box. In a manner not shown can on the diagonal struts 38 . 39 in a frontal crash forces directly into the center area 14 and from here on the struts, not shown 3 . 4 in the area of the underside of the battery box 1 in the longitudinal frame walls 12 . 13 be transmitted.

6 zeigt die Einbausituation gemäß 5 in einer Seitenansicht ohne montierte Schweller. Es ist zu erkennen, dass sich die Diagonalstrebe 39 weiter nach unten erstreckt, als der nach unten abgekröpfte Übergangsbereich 37 des Längsträgers 35. Der Übergangsbereich 37 ist daher nicht nur nach außen gebogen, sondern auch nach unten. 6 shows the installation situation according to 5 in a side view without mounted sills. It can be seen that the diagonal brace 39 extends further down than the downwardly cranked transition region 37 of the longitudinal member 35 , The transition area 37 is therefore not only bent outward, but also downwards.

7 zeigt hierzu im Vergleich die Einbausituation mit montiertem Schweller 33. Nun wird deutlich, dass sich der abgekröpfte Übergangsbereich 37 des Längsträgers 35 an dem Schweller 33 abstützt, der im Bereich der Unterseite 2 des Batteriekastens 1 verläuft. 7 shows in comparison the installation situation with mounted sill 33 , Now it becomes clear that the cranked transition area 37 of the longitudinal member 35 at the sill 33 supported, the one in the area of the bottom 2 of the battery box 1 runs.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist in 8 eine bionische V-Verstrebung mit integrierter Querverstrebung dargestellt. In der Bildebene rechts ist eine konventionelle V-Strebe dargestellt. Diese bionische V-Verstrebung kann als einzelne V-Anordnung bei einem derartigen Batteriekasten vorgesehen sein. Es kann auch eine Doppel-V-Verstrebung vorgesehen sein, wie sie in der Einzelheit gemäß 9 dargestellt ist. Es ist zu erkennen, dass sich unter Berücksichtigung bionischer Rechenalgorithmen zusätzliche Verstrebungen ergeben. Auffällig ist, dass im mittleren Anbindungsbereich zu den seitlichen Rahmenwänden zusätzliche Stützstreben 40 ausgebildet sind, die im Wesentlichen im rechten Winkel zu den diagonal verlaufenden Streben 3 - 6 verlaufen. Bei diesem Ausführungsbeispiel (8 und 9) wurden die bisher eingeführten Bezugszeichen für im Wesentlichen gleiche Komponenten beibehalten.In one embodiment of the invention is in 8th a bionic V-strut with integrated cross brace shown. In the image plane right is a conventional V-strut shown. This bionic V-strut may be provided as a single V-arrangement in such a battery box. There may also be provided a double V brace as described in detail in 9 is shown. It can be seen that there are additional struts considering bionic computational algorithms. It is noticeable that in the central connection area to the side frame walls additional support struts 40 are formed, which are substantially at right angles to the diagonal struts 3 - 6 run. In this embodiment ( 8th and 9 ), the previously introduced reference numerals have been retained for substantially the same components.

Es fällt ferner auf, dass die zentrale, quer verlaufende Strebe 15 vergleichsweise groß dimensioniert ist. Sie besitzt eine Breite, die größer ist als die Breite der übrigen Streben 3 - 6. Zusätzlich ist anzumerken, dass eine weitere Strebe 41 parallel zu der zentralen, quer verlaufenden Strebe 15 ausgebildet ist und zwar bei dem Ausführungsbeispiel der 9 in Querrichtung verlaufend und im Abstand zur zentralen quer verlaufenden Strebe 15. Dadurch handelt es sich bei der Doppel-V-Verstrebung um eine Doppel-A-Verstrebung mit zentraler Querstrebe 15. Es ist ferner zu erkennen, dass ein Knotenbereich 42, der zur Anbindung an eine linke und rechte Rahmenwand 12, 13 dient, relativ groß ausfällt. Hier ist ein zentraler Übertragungsbereich für die Kräfte sowohl bei einem Frontalcrash als auch bei einem Seitencrash vorgesehen.It is also noticeable that the central, transverse strut 15 is comparatively large dimensions. It has a width which is greater than the width of the other struts 3 - 6 , In addition, it should be noted that another strut 41 parallel to the central, transverse strut 15 is formed and that in the embodiment of 9 extending transversely and spaced from the central transverse strut 15 , As a result, the double-V brace is a double A brace with central cross brace 15 , It can also be seen that a nodal area 42 , which is connected to a left and right frame wall 12 . 13 serves, relatively large fails. Here is a central transmission range for the forces provided in both a frontal crash as well as a side impact.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 -1 -: Batteriekastenbattery box
2 -2 -: Unterseitebottom
3 -3 -: Strebestrut
4 -4 -: Strebestrut
5 -5 -: Strebestrut
6 -6 -: Strebestrut
7 -7 -: Eckecorner
8 -8th -: Eckecorner
9 -9 -: Rahmenframe
10 -10 -: Vordere RahmenwandFront frame wall
11 -11 -: Hintere RahmenwandRear frame wall
12 -12 -: Linke RahmenwandLeft frame wall
13 -13 -: Rechte RahmenwandRight frame wall
14 -14 -: Mittenbereich von 10Middle range of 10
15 -15 -: Quer verlaufende StrebeTransverse strut
16 -16 -: Mittenbereich von 12Middle range of 12
17 -17 -: Mittenbereich von 13Middle range of 13
18 -18 -: Einprägungimpressing
19 -19 -: VersickungVersickung
20 -20 -: Bodenground
21 -21 -: Verstärkungssicke in 20Reinforcement bead in 20
22 -22 -: Mittenbereich von 11Middle range of 11
23 -23 -: Innenverstrebunginternal brace
24 -24 -: Innenverstrebunginternal brace
25 -25 -: Horizontalschenkelhorizontal leg
26 -26 -: Vertikalschenkelvertical leg
27 -27 -: Oberseite von 25Top of 25
28 -28 -: Randseite von 25Edge side of 25
29 -29 -: Versickung von 14Infiltration of 14
30 -30 -: Schraublochscrew
31 -31 -: Wannetub
32 -32 -: Schraublöcherscrew
33 -33 -: Schwellersill
34 -34 -: Längsträgerlongitudinal beams
35 -35 -: Längsträgerlongitudinal beams
36 -36 -: Übergangsbereich von 34Transitional area of 34
37 -37 -: Übergangsbereich von 35Transitional area of 35
38 -38 -: Diagonalstrebediagonal strut
39 -39 -: Diagonalstrebediagonal strut
40 -40 -: Stützstrebesupport strut
41 -41 -: Querstrebecrossmember
42 -42 -: Knotenbereich node region
KF -KF -: Kraft bei FrontalcrashForce in frontal crash
F1 -F1 -: Kraft bei SeitencrashForce in a side crash
FR -FR -: Fahrtrichtungdirection of travel
LA -LA -: Fahrzeuglängsachsevehicle longitudinal axis
B1 -B1 -: Kraftrichtungdirection of force
P2 -P2 -: Kraftrichtungdirection of force
P3 -P3 -: Kraftrichtungdirection of force
P4 -P4 -: Kraftrichtungdirection of force
QA -QA -: FahrzeugquerachseVehicle transverse axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

JP 2006182295 A1 [0004]

Claims

Battery box (1) for arrangement below a passenger compartment of an electric vehicle or hybrid vehicle, wherein the battery box (1) struts (3 - 6), which extend diagonally to the vehicle longitudinal axis (LA) and the vehicle transverse axis to auszusteifen the lower portion of the passenger compartment, characterized in that in each case two struts (3, 4; 5, 6) are arranged from the center regions (14, 22) of a front and a rear frame wall (11) of the battery box (1) to the center regions (16, 17) of a left and right frame wall (16). 12, 13) run, so that the struts (3 - 6) are arranged in the form of a rhombus, wherein the struts (3 - 6) on a bottom (2) and / or an upper side of the battery box (1) are arranged.

Battery box after Claim 1 , characterized in that the battery box (1) is joined at its front end and / or at its rear end with longitudinal members.

Battery box after Claim 1 or 2 , characterized in that a transverse to the vehicle longitudinal axis (LA) extending strut (15) from the central region (16) of the left frame wall (12) to the central region (17) of the right frame wall (13).

Battery box after one of the Claims 1 to 3 , characterized in that on the top side of the battery box (1) extending struts (3-6) are integrated in a cover which is fixed to the frame walls (10-13).

Battery box after one of the Claims 1 to 4 , characterized in that all the lower struts (3 - 6, 15) extend in a plane below the bottom (20).

Battery box after one of the Claims 1 to 5 , characterized in that a bottom (20) of the battery box (1) with the frame walls (10 - 13) is joined.

Battery box after Claim 6 , characterized in that the bottom (20) is sealed to the frame walls (10-13).

Battery box after one of the Claims 1 to 7 , characterized in that above its bottom (20) Innenverstrebungen (23, 24) are arranged extending in the vehicle longitudinal and / or transverse direction (LA, QA), for limiting individual male battery modules and for longitudinal and / or transverse stiffening of a Interior of the battery box (1).

Battery box after one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the frame walls (10-13) are substantially L-shaped in cross-section, with an outwardly directed horizontal leg (25) and an upwardly directed vertical leg (26), the horizontal leg (25) stiffening indentations (18 ), which are arranged at least where no Innenverstrebungen (23, 24) are arranged.

Battery box after one of the Claims 1 to 9 , characterized in that at a connection point of a strut (3 - 6) on one of the frame walls (10 - 13) at least one Aufickung (29) in the frame wall (10 - 13) is formed.

Battery box after one of the Claims 1 to 10 , characterized in that in the struts (3 - 6, 15) and / or the inner struts (23, 24) are cavities, which are components of a cooling system, wherein the cavities are flowed through by a coolant.

Battery box after one of the Claims 1 to 11 , characterized in that a cover of the battery box (1) is joined tightly with the frame walls (10-13).

Battery box after one of the Claims 1 to 12 characterized in that the frame walls (10-13), the struts (3-6) and the inner struts (23, 24) are thermoformed and press hardened or cold formed from UHSS and / or roll formed from UHSS.