DE102018120296A1 - battery case - Google Patents
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Abstract
Ein Batteriegehäuse 1 für ein elektromotorisch angetriebenes Fahrzeug, welches Batteriegehäuse eine Rahmenstruktur 2 und mehrere, innerhalb der Rahmenstruktur 2 angeordnete Batteriemodulaufnahmen 6 umfasst. Quer zu einer angenommenen, in Richtung der längs- oder querseitigen Rahmenteile 3, 3.1; 4, 4.1 der Rahmenstruktur verlaufenden Aufprallrichtung sind benachbart angeordnete Batteriemodulaufnahmen 6 durch jeweils eine Querstrebe 5, 5.1 voneinander getrennt. Das Batteriegehäuse 1 weist Haltemittel zum Befestigen der in das Batteriegehäuse 1 einzusetzende Batteriemodule 7 an dem aus der Rahmenstruktur 2 und der zumindest einen Querstrebe 5, 5.1 gebildeten Gefache auf, durch welche Haltemittel zumindest diejenigen Batteriemodule 7, deren Batterieaufnahme 6 durch ein quer zur angenommenen Aufprallrichtung verlaufendes Rahmenteil 3, 3.1; 4, 4.1 oder einen parallel hierzu verlaufenden Längsträger begrenzt ist und die die entgegen der Richtung der angenommenen Aufprallrichtung vorderste Batteriemodulreihe oder die in Richtung der angenommenen Aufprallrichtung hinterste Batteriemodulreihe ist, zumindest an einer Seite mit Abstand zu dieser Begrenzung - Rahmenteil oder Längsträger - gehalten ist, in welchem Abstandsabschnitt 10, 10.1 die zumindest eine Querstrebe 5, 5.1 zur Absorption von Aufprallenergie eine geringere Steifigkeit und/oder Festigkeit aufweist als in ihrem zwei benachbarte Batteriemodule 7 voneinander trennenden Abschnitt 11, 11.1.A battery housing 1 for an electromotive vehicle, the battery housing comprises a frame structure 2 and a plurality of battery module receptacles 6 arranged within the frame structure 2. Transversely to an assumed, in the direction of the longitudinal or transverse frame parts 3, 3.1; 4, 4.1 of the frame structure in the direction of impact, adjacent battery module receptacles 6 are separated from each other by a cross strut 5, 5.1. The battery housing 1 has holding means for attaching the battery modules 7 to be inserted into the battery housing 1 to the compartment formed by the frame structure 2 and the at least one cross strut 5, 5.1, by means of which holding means at least those battery modules 7 whose battery receptacle 6 is transverse to the assumed direction of impact extending frame part 3, 3.1; 4, 4.1 or a longitudinal member running parallel thereto and which is the battery module row which is the foremost against the direction of the assumed direction of impact or which is the rearmost battery module row in the direction of the assumed direction of impact, is held at least on one side at a distance from this boundary - frame part or longitudinal member, in which spacing section 10, 10.1 the at least one cross strut 5, 5.1 for absorbing impact energy has a lower rigidity and / or strength than in its section 11, 11.1 separating two adjacent battery modules 7 from one another.
Description
Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse für ein elektromotorisch angetriebenes Fahrzeug, welches Batteriegehäuse eine Rahmenstruktur und mehrere, innerhalb der Rahmenstruktur angeordnete Batteriemodulaufnahmen aufweist, wobei quer zu einer angenommenen, in Richtung der längs- oder querseitigen Rahmenteile der Rahmenstruktur verlaufenden Aufprallrichtung benachbart angeordnete Batteriemodulaufnahmen durch jeweils eine Querstrebe voneinander getrennt sind.The invention relates to a battery housing for an electromotive vehicle, the battery housing has a frame structure and a plurality of battery module receptacles arranged within the frame structure, battery module receptacles arranged transversely to an assumed impact direction running in the direction of the longitudinal or transverse frame parts of the frame structure, each by a cross strut are separated from each other.
Bei elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen, wie beispielsweise bei Personenkraftwagen, Flurförderfahrzeugen oder dergleichen werden Batteriemodule als Stromspeicher eingesetzt. Derartige Batteriemodule sind typischerweise aus einer Vielzahl einzelner Batterien zusammengesetzt. Bei diesen Batterien handelt es sich um so genannte Hochvoltbatterien. An die Unterbringung derartiger, für einen Betrieb eines solchen Fahrzeuges notwendigen Batteriemodule, sind gewisse Anforderungen gestellt. Wesentlich ist, dass das oder die Batteriemodule in ihrem Batteriegehäuse vor äußeren Einflüssen geschützt sind. Insbesondere müssen diese bei crashbedingten Krafteinträgen den geforderten sicherheitsrechtlichen Anforderungen entsprechen.In the case of vehicles driven by an electric motor, such as, for example, in passenger cars, industrial trucks or the like, battery modules are used as a power store. Such battery modules are typically composed of a large number of individual batteries. These batteries are so-called high-voltage batteries. Certain requirements are placed on the accommodation of such battery modules necessary for the operation of such a vehicle. It is essential that the battery module or batteries are protected in their battery housing from external influences. In particular, in the case of force-induced force inputs, these must meet the required safety requirements.
Zum Bereitstellen eines mechanischen Schutzes für das Batteriegehäuse, insbesondere für das oder die darin aufgenommenen Batteriemodule, ist das Wannenteil oder sind die Wannenteile von einer Rahmenstruktur eingefasst, die außenseitig bezüglich der Seitenwände angeordnet ist. Eine solche Rahmenstruktur wird aus einzelnen, zu einem Rahmenprofil zusammengesetzten Profilabschnitten gebildet. Ein Batteriegehäuse mit einem solchen Wannenteil ist aus
Die Rahmenstruktur dient zur Aufnahme von Stößen, wie diese beispielsweise bei einem Aufprall vorkommen können. Zumindest bis zu einem gewissen Grad soll durch diese das in dem Wannenteil enthaltene Batterievolumen vor Beschädigungen geschützt werden. Zur Aussteifung des Wannenvolumens werden darin Längs- und Querstreben angeordnet, die sich mit ihren Stirnflächen an den Oberflächen der zueinander weisenden Seitenwände abstützen. Diese Streben dienen dem Zweck, das Wannenteil auszusteifen. Die Stoßenergie, die im Aufprallfalle seitlich auf einen Profilabschnitt eines solchen Rahmenprofils wirkt, soll über den oder die in Stoßrichtung verlaufenden Streben auf die dem Stoß abgewandte Seite weitergeleitet werden. Diese wirkt typischerweise gegen ein Widerlager.The frame structure serves to absorb shocks, such as can occur in the event of an impact. At least to a certain extent, this is intended to protect the battery volume contained in the tub part from damage. To stiffen the tub volume, longitudinal and transverse struts are arranged in it, which are supported with their end faces on the surfaces of the side walls facing each other. These struts serve the purpose of stiffening the tub part. The impact energy, which in the event of an impact acts laterally on a profile section of such a frame profile, is to be passed on via the strut or struts running in the direction of the impact to the side facing away from the impact. This typically acts against an abutment.
Eingebaut werden derartige Batteriegehäuse unterhalb oder als Teil der Bodengruppe eines Fahrzeuges. Seitlich vor den in Längserstreckung des Fahrzeuges verlaufenden Rahmenteilen befindet sich jeweils ein Schweller, der im Falle eines seitlichen Pfahlaufpralls der Energieabsorption dient. Auch wenn über diese Schweller im Falle eines Seitenaufpralls Energie absorbiert wird und die Batteriegehäuse den einschlägigen Prüfvorschriften hinsichtlich ihrer Crash-Performance genügen, stellen sich bei einer realen Benutzung des mit einem solchen Batteriegehäuse ausgerüsteten Fahrzeuges Unfallkonstellationen ein, die über Prüfverfahren nicht abgedeckt sind oder auch nicht abgedeckt werden können. Sinn derartiger Batteriegehäuse ist es, die darin integrierten Batteriemodule vor einer Beschädigung zu schützen, um einen Batteriemodulbrand so gut wie möglich zu verhindern. Darüber hinaus soll auch ein undefiniertes Ausknicken der Rahmenstruktur, Teilen davon oder von Querstreben bei Überschreiten der vorgesehenen Lasten auch zum Schutze der Fahrzeuginsassen vermieden werden. Neben diesen Anforderungen an die Crash-Performance eines solchen Batteriegehäuses ist auch eine effiziente Bauraumausnutzung zu beachten, um zur Verbesserung der Reichweite von Elektrofahrzeugen mehr Batterievolumen unterbringen zu können.Such battery housings are installed below or as part of the floor assembly of a vehicle. There is a sill on each side of the frame parts extending in the longitudinal direction of the vehicle, which serves to absorb energy in the event of a side pole impact. Even if energy is absorbed by these sills in the event of a side impact and the battery housings meet the relevant test regulations with regard to their crash performance, real situations arise when the vehicle equipped with such a battery housing is used, which may or may not cover accident tests can be covered. The purpose of such battery housings is to protect the battery modules integrated in them from damage in order to prevent a battery module fire as much as possible. In addition, an undefined buckling of the frame structure, parts thereof or of cross struts should also be avoided to protect the vehicle occupants when the intended loads are exceeded. In addition to these requirements for the crash performance of such a battery housing, efficient use of installation space must also be taken into account in order to be able to accommodate more battery volume in order to improve the range of electric vehicles.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Batteriegehäuse für ein elektromotorisch angetriebenes Fahrzeug der eingangs genannten Art dergestalt weiterzubilden, damit dessen Crash-Performance verbessert und zur Realisierung der verbesserten Crash-Performance kein zusätzlicher Bauraum, jedenfalls kein nennenswert zusätzlicher Bauraum benötigt wird.Based on this discussed prior art, the invention is therefore based on the object of further developing a battery housing for an electromotive vehicle of the type mentioned at the outset so that its crash performance is improved and no additional installation space, at least not worth mentioning, for realizing the improved crash performance additional space is required.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein eingangs genanntes, gattungsgemäßes Batteriegehäuse, bei dem das Batteriegehäuse Haltemittel zum Befestigen der in das Batteriegehäuse einzusetzende Batteriemodule an dem aus der Rahmenstruktur und der zumindest einen Querstrebe gebildeten Gefache aufweist, durch welche Haltemittel zumindest diejenigen Batteriemodule, deren Batterieaufnahme durch ein quer zur angenommenen Aufprallrichtung verlaufendes Rahmenteil oder einen parallel hierzu verlaufenden Längsträger begrenzt ist und die die entgegen der Richtung der angenommenen Aufprallrichtung vorderste Batteriemodulreihe oder die in Richtung der angenommenen Aufprallrichtung hinterste Batteriemodulreihe ist, zumindest an einer Seite mit Abstand zu dieser Begrenzung - Rahmenteil oder Längsträger - gehalten ist, in welchem Abstandsabschnitt die zumindest eine Querstrebe zur Absorption von Aufprallenergie eine geringere Stefigkeit und/oder Festigkeit aufweist als in ihrem zwei benachbarte Batteriemodule voneinander trennenden Abschnitt.This object is achieved according to the invention by a generic battery housing mentioned at the outset, in which the battery housing has holding means for fastening the battery modules to be inserted into the battery housing to the compartments formed from the frame structure and the at least one cross strut, by means of which holding means at least those battery modules, the battery receptacle of which a frame part running transversely to the assumed direction of impact or a longitudinal member running parallel to it is limited and which is the frontmost battery module row against the direction of the assumed direction of impact or the rearmost battery module row in the direction of the assumed direction of impact, at least on one side at a distance from this boundary - frame part or side member - Is held in which distance section the at least one cross strut for absorbing impact energy has a lower stiffness and / or strength than in its second i Section separating adjacent battery modules.
Dieses Batteriegehäuse zeichnet sich bezüglich des Aufbaus seines Gefaches dadurch aus, dass die zumindest eine bzw. typischerweise die mehreren, parallel zueinander angeordneten Querstreben in einem Abschnitt eine geringere Steifigkeit und/oder Festigkeit zur Ausbildung eines Crashelementes aufweisen. Dieser Abschnitt der zumindest einen Querstrebe ist derjenige Abschnitt, mit dem eine solche Querstrebe den Abstand von dem Batteriemodul zu einem entgegen der angenommenen Aufprallrichtung angeordneten Gehäusebauteil - Rahmenteil oder Längsträger - beabstandet ist. Je nach Auslegung des Batteriegehäuses kann ein solcher Abstand zwischen dem Batteriemodul und jedem parallel zur Batteriemodulreihe verlaufenden Gehäuseteil vorgesehen sein. In dem übrigen Abschnitt einer solchen Querstrebe weist diese eine höhere Steifigkeit und/oder Festigkeit als in den vorgenannten Abstandsabschnitten auf. Damit ist durch den Abstandsabschnitt jedes der am Aufbau des Gefaches beteiligten Querstreben ein Crashelement ausgebildet, in dem im Aufprallfalle Energie absorbiert werden kann. Somit wirkt der Abstand, den ein Batteriemodul von einem außen liegenden, quer zur Aufprallrichtung verlaufenden Rahmenteil aufweisen muss, im Falle eines Aufpralles als Deformationsweg zum Herbeiführen einer kontrollierten Deformation und einer dadurch bedingten Energieabsorption. Da die Querstreben in oder entgegen der angenommenen Aufprallrichtung über die Länge der benachbart zu diesen angeordneten Batteriemodulen eine höhere Steifigkeit und/oder Festigkeit aufweisen, bleiben die Batteriemodule durch diese Abschnitte, da in einem solchen Falle nicht deformiert, geschützt. Ausgenutzt wird bei diesem Konzept auch das Vorhandensein eines entgegen der Aufprallrichtung vor dem außenliegenden Rahmenteil fahrzeugseitig befindlichen Schwellers, sodass eine Energieabsorption in dem Batteriegehäuse erst zum Tragen kommt, wenn der Schweller als Folge einer Deformation keine Energie, jedenfalls keine nennenswerte Energie mehr absorbieren kann. Dieses wird bei der Konzeption der Steifigkeit und/oder Festigkeit und damit des Crashverhaltens der Abstandsabschnitte der Querstreben berücksichtigt. This battery case is distinguished in terms of the structure of its compartment in that the at least one or typically the plurality of cross struts arranged parallel to one another have less rigidity and / or strength in one section to form a crash element. This section of the at least one cross strut is the section with which such a cross strut is spaced the distance from the battery module to a housing component - frame part or longitudinal member - arranged counter to the assumed direction of impact. Depending on the design of the battery housing, such a distance can be provided between the battery module and each housing part running parallel to the row of battery modules. In the remaining section of such a cross strut, it has a higher rigidity and / or strength than in the aforementioned spacing sections. The spacing section of each of the cross struts involved in the construction of the compartment thus forms a crash element in which energy can be absorbed in the event of an impact. Thus, in the event of an impact, the distance that a battery module must have from an external frame part that runs transversely to the direction of impact acts as a deformation path to bring about a controlled deformation and a resulting energy absorption. Since the cross struts in or counter to the assumed direction of impact have a higher rigidity and / or strength over the length of the battery modules arranged adjacent to them, the battery modules remain protected by these sections, since in such a case they are not deformed. This concept also takes advantage of the presence of a sill on the vehicle side opposite the impact direction in front of the outer frame part, so that energy absorption in the battery housing only comes into play when the sill can no longer absorb any energy as a result of a deformation, or at least no appreciable energy. This is taken into account when designing the rigidity and / or strength and thus the crash behavior of the spacing sections of the cross struts.
Es wird angenommen, dass im Rahmen dieser Ausführungen zum ersten Mal eine zugelassene Deformation innerhalb eines Batteriegehäuses vorgeschlagen wird. Schließlich musste hierzu erst die herrschende Lehre überwunden werden, dass ein Batteriegehäuse in sich möglichst steif ausgelegt sein müsse, um darauf einwirkender Aufprallenergie standzuhalten bzw. diese über das Gefache beschädigungsfrei für die darin integrierten Batteriemodule durch das Batteriegehäuse hindurchzuleiten.It is assumed that an approved deformation within a battery housing is proposed for the first time in the context of these statements. Finally, the prevailing teaching had to be overcome that a battery housing had to be designed as stiff as possible in order to withstand the impact energy acting on it or to conduct it through the compartment without damage for the integrated battery modules through the battery housing.
Bei diesem Batteriegehäuse wird der ohnehin einzuhaltende Abstand zwischen den in den Batteriemodulaufnahmen nebeneinander angeordneten Batteriemodulen von dem eine solche Batteriemodulaufnahme außenseitig begrenzenden Gehäusebauteil - Rahmenteil oder Längsträger - als Deformationsweg genutzt. Daher wird zur Realisierung kein zusätzlicher Bauraum benötigt. Vielmehr wird der zur Verfügung stehende Bauraum optimal genutzt. Auch wird trotz Verbesserung der Crash-Performance das Gewicht eines solchen Batteriegehäuses nicht erhöht.In the case of this battery housing, the distance to be maintained in any case between the battery modules arranged next to one another in the battery module receptacles is used as a deformation path by the housing component - frame part or longitudinal member - which limits such a battery module receptacle on the outside. Therefore, no additional installation space is required for the implementation. Rather, the available space is used optimally. Despite the improvement in crash performance, the weight of such a battery housing is also not increased.
Vorzugsweise sind die benachbart zu einem außenliegenden Gehäusebauteil des Batteriegehäuses angeordneten Batteriemodule oder Batteriemoduleinheiten beidseits von diesem Bauteil beabstandet und die Querstreben entsprechend an ihren beiden Enden mit jeweils einem Abstandsabschnitt mit geringerer Steifigkeit und/oder Festigkeit zur Ausbildung von Crashelementen ausgelegt.The battery modules or battery module units which are arranged adjacent to an external housing component of the battery housing are preferably spaced on both sides of this component and the cross struts are designed accordingly at their two ends, each with a spacing section with lower rigidity and / or strength to form crash elements.
Das vorbeschriebene Konzept des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses lässt sich verwirklichen, wenn die Querstreben sich durch den Innenraum der Rahmenstruktur insgesamt hindurcherstrecken, ebenso wie bei Ausgestaltungen, bei denen in die Rahmenstruktur ein oder mehrere Längsträger angeordnet sind. In einem solchen Fall sind typischerweise die Längsträger durchlaufend. Dann sind die Querstreben an die Außenwand der Längsstrebe angeschlossen. In einem solchen Fall kann der zwischen dem Batteriemodul und dem Längsträger einzuhaltende Abstand durch entsprechende Ausgestaltung der Querstreben ebenfalls als Deformationsweg genutzt werden.The above-described concept of the battery housing according to the invention can be realized if the cross struts extend through the interior of the frame structure as a whole, as well as in configurations in which one or more longitudinal members are arranged in the frame structure. In such a case, the longitudinal beams are typically continuous. Then the cross struts are connected to the outer wall of the longitudinal strut. In such a case, the distance to be maintained between the battery module and the side member can also be used as a deformation path by appropriately designing the cross struts.
Das vorbeschriebene Konzept der Auslegung eines Batteriegehäuses kann verwirklicht werden, wenn die anzunehmende Aufprallrichtung in y-Richtung oder auch in x-Richtung verläuft. Die Querstreben des Batteriegehäuses verlaufen dabei immer in Richtung der angenommenen Aufprallrichtung.The above-described concept of designing a battery housing can be realized if the direction of impact to be assumed runs in the y direction or also in the x direction. The cross struts of the battery housing always run in the direction of the assumed direction of impact.
Bei den im Rahmen dieser Ausführung benutzten Richtungen - x-Richtung, y-Richtung, z-Richtung - handelt es sich um die in einem Fahrzeug in der Branche üblicherweise gekennzeichneten Richtungen. Hierbei ist die x-Richtung die Richtung der Längserstreckung des Fahrzeuges, die y-Richtung die Querrichtung und die z-Richtung die Richtung der Höhe des Fahrzeuges.The directions used in the context of this embodiment - x direction, y direction, z direction - are the directions which are usually marked in a vehicle in the industry. Here, the x direction is the direction of the longitudinal extent of the vehicle, the y direction is the transverse direction and the z direction is the direction of the height of the vehicle.
Um einen exakten Übergang von dem oder den Abstandsabschnitt(en) geringer Steifigkeit und/oder Festigkeit zu dem daran angrenzenden Abschnitt höherer Steifigkeit und/oderFestigkeit einer solchen Querstrebe zu definieren, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass dieser Übergang sprunghaft ist. Dieses bedeutet, dass der Übergang von dem Abschnitt geringerer Steifigkeit und/oder Festigkeit in den Abschnitt höherer Steifigkeit und/oder Festigkeit ohne einen Übergangsabschnitt oder, sollte ein solcher vorhanden sein oder sich nicht gänzlich vermeiden lassen, nur mit einem sehr kurzen Übergangsabschnitt, bezogen auf die Längserstreckung der Querstrebe ausgeführt ist.In order to define an exact transition from the spacing section (s) of low rigidity and / or strength to the adjoining section of higher rigidity and / or strength of such a cross strut, it is provided in an advantageous embodiment that this transition is abrupt. This means that the transition from the section with lower stiffness and / or strength to the section with higher stiffness and / or strength without a transition section or, if such a section is present or cannot be completely avoided, only with a very high one short transition section, based on the longitudinal extent of the cross strut.
Die unterschiedliche Steifigkeit in den Abschnitten einer solchen Querstrebe kann durch eine unterschiedliche Querschnittsgeometrie oder Querschnittsfläche der Querstrebe herbeigeführt sein. Zum Ausbilden der Abstandsabschnitte ist sodann die Querschnittsfläche in den Abstandsabschnitten geringer als in dem steiferen Abschnitt der Querstrebe. Als Querstreben werden beispielsweise Hohlkammerprofile eingesetzt. Um den zumindest einen Abstandsabschnitt mit einer entsprechend geringeren Steifigkeit einzurichten, kann in diesem Teil der Querstrebe ein Teil des Profils in Längserstreckung der Querstrebe entfernt bzw. ausgeklinkt sein. Einrichten lässt sich eine geringere Festigkeit in einem solchen Abstandsabschnitt einer Querstrebe auch durch eine thermische Behandlung. Typischerweise sind die Querstreben aus einem gehärteten Material, beispielsweise gehärtetem Stahl hergestellt. Dann kann die eingestellte Härte und damit die eingestellte Festigkeit in dem oder den Abstandsabschnitten durch einen Wärmebehandlungsschritt durch selektives Erwärmen des einen oder der beiden Abstandsabschnitte einer solchen Querstrebe herabgesetzt werden, damit das Material in den Abstandsabschnitten duktiler ist. Möglich ist auch die Ausbildung einer solchen Querstrebe dadurch, dass diese aus zwei oder auch mehreren Einzelprofilen zusammengesetzt ist. Die Einzelprofile sind der Längserstreckung derselben folgend miteinander kraftschlüssig, vorzugsweise formschlüssig oder stoffschlüssig verbunden. Das erste Einzelprofil erstreckt sich zwischen den beiden einander gegenüberliegenden, quer zur angenommenen Aufprallrichtung verlaufenden Gehäusebauteilen. Bei dieser Ausgestaltung erstreckt sich das zweite Einzelprofil in demjenigen Abschnitt der Querstrebe, der in der Flucht des oder der benachbarten Batteriemodule liegt. Somit reagiert eine solche Querstrebe in diesem Abschnitt steifer als in den über die Länge der Batteriemodule hervorspringenden Abschnitten, die sodann die Abstandsabschnitte mit geringerer Steifigkeit sind. Möglich ist auch eine Ausgestaltung, bei der der benachbarte Batteriemodule trennende Abschnitt einer solchen Querstrebe aus einem ersten Material mit höherer Festigkeit hergestellt ist und dieses Teil mit einem den Abstandsabschnitt bildenden zweiten Teil geringerer Steifigkeit und/oder Festigkeit verbunden ist.The different stiffness in the sections of such a cross strut can be brought about by a different cross-sectional geometry or cross-sectional area of the cross strut. To form the spacer sections, the cross-sectional area in the spacer sections is then smaller than in the stiffer section of the cross strut. For example, hollow chamber profiles are used as cross struts. In order to set up the at least one spacer section with a correspondingly lower rigidity, a part of the profile in the longitudinal extension of the cross strut can be removed or notched in this part of the cross strut. A lower strength in such a spacing section of a cross strut can also be set up by a thermal treatment. Typically, the cross struts are made of a hardened material, for example hardened steel. The set hardness and thus the set strength in the spacer section or sections can then be reduced by a heat treatment step by selectively heating one or the two spacer sections of such a cross strut, so that the material in the spacer sections is more ductile. It is also possible to design such a cross strut in that it is composed of two or more individual profiles. The individual profiles are connected to one another in a force-locking manner, preferably in a form-locking or material-locking manner, following their longitudinal extent. The first individual profile extends between the two housing components lying opposite one another and running transversely to the assumed direction of impact. In this embodiment, the second individual profile extends in that section of the cross strut which is in the alignment of the adjacent battery module or modules. Such a cross strut thus reacts more stiffly in this section than in the sections which protrude over the length of the battery modules, which sections are then the spacer sections with less rigidity. An embodiment is also possible in which the section of such a cross strut separating adjacent battery modules is made of a first material with higher strength and this part is connected to a second part which forms the spacing section and has lower rigidity and / or strength.
Die geringere Steifigkeit des oder der Abstandsabschnitte einer solchen Querstrebe zum Ausbilden der sich über den Abstandsabschnitt erstreckende Deformationszone kann auch durch eine zerspanende Querschnittsveränderung der Querstrebe herbeigeführt sein. Wird für die Ausbildung der einen oder mehreren Querstreben in den Batteriegehäusehohlkammerprofile eingesetzt, wird bei dieser Ausgestaltung typischerweise an einander gegenüberliegenden Wänden von ihrer Außenseite Material abgetragen werden. Die Folge ist, dass hierdurch die Steifigkeit gegenüber den Abschnitten, die durch die spanende Bearbeitung nicht geschwächt worden sind, herabgesetzt ist.The lower rigidity of the spacer section or sections of such a cross strut for forming the deformation zone extending over the spacer section can also be brought about by a machining cross-sectional change in the cross strut. If, in order to form the one or more cross struts in the battery housing hollow-chamber profiles, material is typically removed from the outside of this configuration on opposite walls. The result is that this reduces the rigidity compared to the sections that have not been weakened by the machining.
Grundsätzlich ist es ebenfalls möglich, den zumindest einen Abstandsabschnitt bezüglich seiner geringeren Steifigkeit und/oder Festigkeit in seiner Eigenschaft als Crash-Element so auszulegen, dass mehrere, mit Abstand zueinander angeordnete Abschnitte mit geringerer Steifigkeit und/oder Festigkeit sich abwechseln mit kurzen Abschnitten höherer Steifigkeit und/oder Festigkeit. Die Abschnitte mit geringerer Steifigkeit und/oder Festigkeit stellen dann Soll-Knickstellen dar.In principle, it is also possible to design the at least one spacing section with regard to its lower rigidity and / or strength in its property as a crash element such that a plurality of spaced-apart sections with lower rigidity and / or strength alternate with short sections of higher rigidity and / or strength. The sections with lower rigidity and / or strength then represent desired kinks.
Zum Einstellen des Abschnittes einer höheren Steifigkeit und/oder Festigkeit der Querstreben gegenüber den Abstandsabschnitten mit geringerer Steifigkeit und/oder Festigkeit können auch die benachbart zueinander angeordneten Batteriemodule selbst, wenn entsprechend ausgelegt, dienen. In einer solchen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Batteriemodule eine stabile Befestigungsplatte aufweisen und mit davon abragenden Befestigungsfortsätzen an den Schmalseiten der Querstreben bzw. des außen liegenden Rahmenteils befestigt sind. Befinden sich diese Befestigungsfortsätze der Batteriemodule an ihrem in oder entgegen der angenommenen Aufprallrichtung befindlichen Ende oder springen über dieses noch etwas gegenüber diesem Ende hervor, ist durch den Anschluss der Batteriemodule an die Querstreben in der vorbeschriebenen Art und Weise der Bereich der höheren Steifigkeit und/oder Festigkeit durch die daran angeschlossenen Befestigungsplatten, und zwar dem sich zwischen den Anschlusspunkten befindlichen Abschnitt bereitgestellt. Da an eine solche Querstrebe beiderseits ein solches Batteriemodul in der vorbeschriebenen Art und Weise angeschlossen ist, tragen beide Befestigungsplatten zu der erhöhten Aussteifung der Querstrebe in dem in Rede stehenden Abschnitt bei.The battery modules, which are arranged adjacent to one another, can also serve to adjust the section of a higher rigidity and / or strength of the cross struts compared to the spacing sections with a lower rigidity and / or strength. In such an embodiment it is provided that the battery modules have a stable fastening plate and are fastened with fastening projections protruding therefrom on the narrow sides of the cross struts or the outer frame part. If these attachment extensions of the battery modules are located at their end in or against the assumed direction of impact, or if they protrude slightly from this end, the connection of the battery modules to the cross struts in the manner described above is the area of higher rigidity and / or Strength provided by the attached mounting plates, namely the section located between the connection points. Since such a battery module is connected on both sides to such a cross strut in the manner described above, both fastening plates contribute to the increased stiffening of the cross strut in the section in question.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
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1 : eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Batteriegehäuses für ein elektromotorisch angetriebenes Fahrzeug, -
2 : eine Draufsicht aufdas Batteriegehäuse der 1 , -
3 : eine Seitenansicht einer zum Ausbilden eines Gefaches des Batteriegehäuses eingesetzten Querstrebe, -
4 : eine Querstrebe gemäß einer weiteren Ausgestaltung für ein Batteriegehäuse und -
5a-c : schematisierte Darstellungen zur Erläuterung des CrashVerhaltens einer Querstrebe des Batteriegehäuses der1 .
-
1 1 shows a perspective view of part of a battery housing for an electromotive vehicle, -
2 : a plan view of the battery housing of the1 . -
3 FIG. 2 shows a side view of a cross strut used to form a compartment of the battery housing, -
4 : a cross strut according to a further embodiment for a battery housing and -
5a-c : Schematic representations to explain the crash behavior of a cross strut of the battery housing of the1 ,
Ein Batteriegehäuse
Die zu den Rahmenteilen
Von Besonderheit ist bei dem Batteriegehäuse
Aufgrund des thermischen Einstellens der Abstandsabschnitte
Neben den beispielhaften Ausführungen der Auslegung einer solchen Querstrebe anhand der Querstreben
Die Figurenfolge der
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen erläutert worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann zahlreiche weitere Möglichkeiten, diese umzusetzen, ohne dass diese weiteren Ausgestaltungen im Rahmen dieser Ausführungen im Einzelnen näher erläutert werden müssen.The invention has been explained using exemplary embodiments. Without leaving the scope of the applicable claims, there are numerous other possibilities for a person skilled in the art to implement them without these further configurations having to be explained in detail within the scope of these statements.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Batteriegehäusebattery case
- 22
- Rahmenstrukturframe structure
- 3, 3.13, 3.1
- Rahmenteilframe part
- 4, 4.14, 4.1
- Rahmenteilframe part
- 5, 5.15, 5.1
- Querstrebecrossmember
- 66
- BatteriemodulaufnahmeBattery module holder
- 77
- Batteriemodulbattery module
- 88th
- BefestigungsfortsatzAttachment projection
- 99
- Schmalseitenarrow side
- 10, 10.110, 10.1
- Abstandsabschnittspacer section
- 1111
- Abschnittsection
- 1212
- EinzelprofilSingle profile
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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Claims (12)
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