DE102018128977A1 - Traction battery arrangement for an electric vehicle and method for assembling such a traction battery arrangement - Google Patents

Traction battery arrangement for an electric vehicle and method for assembling such a traction battery arrangement Download PDF

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Traktionsbatterie-Anordnung (10) für ein Elektrofahrzeug, mit einem Traktionsbatterie-Gehäuse (12) mit zwei zueinander parallelen vertikalen Gehäuse-Seitenwänden (18, 20), einer Batteriemodul-Trägerplatte (14; 14'), die horizontal in dem Traktionsbatterie-Gehäuse (12) angeordnet ist, und mehreren Batteriemodulen (16), die auf der Batteriemodul-Trägerplatte (14; 14') befestigt sind. Dadurch, dass die beiden Gehäuse-Seitenwände (18, 20) jeweils auf ihrer Innenseite eine Führungsaufnahme (30; 30') aufweisen und die Batteriemodul-Trägerplatte (14; 14') an ihren beiden lateralen Seiten jeweils einen zu den Führungsaufnahmen (30; 30') korrespondierenden Führungskörper (44; 44') aufweist, wobei die beiden Führungskörper (44; 44') zusammen mit den korrespondierenden Führungsaufnahmen (30; 30') eine Führungsvorrichtung (46; 46') für die Batteriemodul-Trägerplatte (14; 14') bilden, über die die Batteriemodul-Trägerplatte (14; 14') in das Traktionsbatterie-Gehäuse (12) einschiebbar ist und im montierten Zustand der Traktionsbatterie-Anordnung (10) in dem Traktionsbatterie-Gehäuse (12) gelagert ist, kann die erfindungsgemäße Traktionsbatterie-Anordnung (10) auf einfache Weise montiert und somit kostengünstig hergestellt werden.The invention relates to a traction battery arrangement (10) for an electric vehicle, comprising a traction battery housing (12) with two parallel vertical housing side walls (18, 20), a battery module carrier plate (14; 14 '), the is arranged horizontally in the traction battery housing (12), and a plurality of battery modules (16) which are fastened on the battery module carrier plate (14; 14 '). Characterized in that the two housing side walls (18, 20) each have a guide receptacle (30; 30 ') on their inside and the battery module carrier plate (14; 14') has one each on its two lateral sides to the guide receptacles (30; 30 ') has corresponding guide bodies (44; 44'), the two guide bodies (44; 44 ') together with the corresponding guide receptacles (30; 30') having a guide device (46; 46 ') for the battery module carrier plate (14; 14 ') form, by means of which the battery module carrier plate (14; 14') can be inserted into the traction battery housing (12) and, when the traction battery arrangement (10) is mounted, is mounted in the traction battery housing (12) the traction battery arrangement (10) according to the invention can be assembled in a simple manner and can therefore be produced inexpensively.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Traktionsbatterie-Anordnung für ein Elektrofahrzeug, mit einem Traktionsbatterie-Gehäuse, einer Batteriemodul-Trägerplatte, die horizontal oder auch vertikal in dem Traktionsbatterie-Gehäuse angeordnet ist, und mehreren Batteriemodulen, die auf der Batteriemodul-Trägerplatte befestigt sind. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren für die Montage einer derartigen Traktionsbatterie-Anordnung.The invention relates to a traction battery arrangement for an electric vehicle, with a traction battery housing, a battery module carrier plate which is arranged horizontally or vertically in the traction battery housing, and a plurality of battery modules which are fastened on the battery module carrier plate. The invention further relates to a method for the assembly of such a traction battery arrangement.

Eine Traktionsbatterie-Anordnung wird verwendet, um elektrische Energie für den elektrischen Traktionsmotor eines Elektrofahrzeugs zu speichern. Traktionsmotoren sind im Allgemeinen besonders leistungsstark, um auch schwere Elektrofahrzeuge, beispielsweise elektrisch angetriebene Automobile, zuverlässig und dynamisch bewegen zu können. Ferner ist, insbesondere bei elektrisch angetriebenen Automobilen, eine hohe Reichweite des Elektrofahrzeugs gewünscht. Traktionsbatterien für Elektrofahrzeuge müssen daher eine besonders hohe Speicherkapazität aufweisen, um trotz leistungsstarker Traktionsmotoren eine hohe Reichweite des Elektrofahrzeugs zu ermöglichen. Im Allgemeinen werden daher Traktionsbatterie-Anordnungen verwendet, die mehrere Batteriemodule aufweisen, die in einem Traktionsbatterie-Gehäuse angeordnet sind.A traction battery arrangement is used to store electrical energy for the electric traction motor of an electric vehicle. Traction motors are generally particularly powerful in order to be able to move even heavy electric vehicles, for example electrically powered automobiles, reliably and dynamically. Furthermore, especially in the case of electrically powered automobiles, a long range of the electric vehicle is desired. Traction batteries for electric vehicles must therefore have a particularly high storage capacity in order to enable the electric vehicle to have a long range despite powerful traction motors. In general, therefore, traction battery arrangements are used which have a plurality of battery modules which are arranged in a traction battery housing.

Da in Elektrofahrzeugen nur ein begrenzter Bauraum vorhanden ist, muss die Traktionsbatterie-Anordnung platzsparend ausgebildet sein. Hierfür ist eine kompakte Anordnung der Batteriemodule in dem Traktionsbatterie-Gehäuse erforderlich. In Elektrofahrzeugen können jedoch starke Erschütterungen auf die Traktionsbatterie-Anordnung einwirken, sodass die Batteriemodule zuverlässig in dem Traktionsbatterie-Gehäuse gelagert sein müssen, um eine Beschädigung der empfindlichen Batteriemodule durch ein Zusammenstoßen mit dem Traktionsbatterie-Gehäuse oder mit anderen Batteriemodulen zu vermeiden. Hierbei soll die Traktionsbatterie-Anordnung aus Kostengründen einfach aufgebaut und durch eine Vormontage der Module mit der Kühlungsleitung und den elektrischen Anschlüssen leicht zu montieren sein. Ebenso soll im Schadensfall ein einfacher Austausch der einzelnen Module gewährleistet werden.Since there is only a limited space available in electric vehicles, the traction battery arrangement must be designed to save space. This requires a compact arrangement of the battery modules in the traction battery housing. In electric vehicles, however, strong shocks can act on the traction battery arrangement, so that the battery modules must be reliably stored in the traction battery housing in order to avoid damage to the sensitive battery modules by collision with the traction battery housing or with other battery modules. For reasons of cost, the traction battery arrangement should be simple in construction and easy to assemble by pre-assembling the modules with the cooling line and the electrical connections. In the event of damage, a simple exchange of the individual modules should also be guaranteed.

Aufgabe der Erfindung ist es vor diesem Hintergrund, eine zuverlässige und kostengünstige Traktionsbatterie-Anordnung für ein Elektrofahrzeug zu schaffen.Against this background, the object of the invention is to create a reliable and inexpensive traction battery arrangement for an electric vehicle.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Traktionsbatterie-Anordnung für ein Elektrofahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved according to the invention by a traction battery arrangement for an electric vehicle with the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Traktionsbatterie-Anordnung für ein Elektrofahrzeug weist ein Traktionsbatterie-Gehäuse mit zwei zueinander parallelen Gehäuse-Seitenwänden auf. Im Allgemeinen weist das Traktionsbatterie-Gehäuse weitere Gehäuse-Wände auf, sodass das Traktionsbatterie-Gehäuse im montierten Zustand der Traktionsbatterie-Anordnung vollständig geschlossen ist, um die empfindlichen Batteriemodule vor schädlichen Umwelteinflüssen wie beispielsweise, Staub, Schmutz oder Feuchtigkeit zu schützen. Im Allgemeinen besteht das Traktionsbatterie-Gehäuse aus einem Metall, um eine gute elektromagnetische Verträglichkeit zu gewährleisten. Das Traktionsbatterie-Gehäuse aus Metall bietet gleichzeitig einen besonders guten mechanischen Schutz der empfindlichen Batteriemodule, insbesondere auch bei einer Beschädigung des Elektrofahrzeugs im Crashfall.The traction battery arrangement according to the invention for an electric vehicle has a traction battery housing with two mutually parallel housing side walls. In general, the traction battery housing has further housing walls, so that the traction battery housing is completely closed when the traction battery arrangement is assembled, in order to protect the sensitive battery modules from harmful environmental influences such as, for example, dust, dirt or moisture. In general, the traction battery housing is made of a metal to ensure good electromagnetic compatibility. The traction battery housing made of metal also offers particularly good mechanical protection for the sensitive battery modules, especially if the electric vehicle is damaged in the event of a crash.

In dem Traktionsbatterie-Gehäuse ist mindestens eine bevorzugt horizontale Batteriemodul-Trägerplatte angeordnet, auf der mehrere Batteriemodule in einer bevorzugt horizontalen Ebene nebeneinanderliegend befestigt sind. Vorzugsweise sind die Batteriemodule auf einer Oberseite einer horizontalen Batteriemodul-Trägerplatte befestigt. Die Batteriemodul-Trägerplatte besteht im Allgemeinen aus einem Metall zur Aufnahme großer Crashlasten und zur Aussteifung, und kann thermisch mit den Batteriemodulen verbunden sein. Hierfür können spezielle Wärmeleitelemente zwischen den Batteriemodulen und der Batteriemodul-Trägerplatte vorgesehen sein. Ferner kann die Batteriemodul-Trägerplatte für ein besonders effizientes Ableiten der von den Batteriemodulen erzeugten Abwärme spezielle Kühlvorrichtungen aufweisen, beispielsweise von einem Kühlmittel durchströmte Kühlkanäle. Effektiv wäre aber auch eine Kühlung direkt am Modul mit Hilfe einer auf die Batteriemodul-Trägerplatte vormontierten Kühlleitung.At least one preferably horizontal battery module carrier plate is arranged in the traction battery housing, on which a plurality of battery modules are fastened next to one another in a preferably horizontal plane. The battery modules are preferably attached to an upper side of a horizontal battery module carrier plate. The battery module carrier plate generally consists of a metal for absorbing large crash loads and for stiffening, and can be thermally connected to the battery modules. For this purpose, special heat-conducting elements can be provided between the battery modules and the battery module carrier plate. Furthermore, the battery module carrier plate can have special cooling devices, for example cooling channels through which a coolant flows, for particularly efficient dissipation of the waste heat generated by the battery modules. However, cooling directly on the module would also be effective with the aid of a cooling line pre-assembled on the battery module carrier plate.

Erfindungsgemäß weisen die beiden Gehäuse-Seitenwände jeweils auf ihrer Innenseite eine Führungsaufnahme auf und die Batteriemodul-Trägerplatte weist an ihren beiden lateralen Seiten jeweils einen Führungskörper auf. Das Außenprofil der Führungskörper korrespondiert hierbei mit dem Hohlprofil der Führungsaufnahmen, so dass die Führungskörper der Batteriemodul-Trägerplatte zusammen mit den Führungsaufnahmen der Gehäuse-Seitenwände eine Führungsvorrichtung für die Batteriemodul-Trägerplatte in dem Traktionsbatterie-Gehäuse bilden. Die Führungsaufnahmen erstrecken sich hierbei ausgehend von der Gehäuse-Vorderseite in der Tiefen-Richtung des Traktionsbatterie-Gehäuses im Wesentlichen über die gesamte Erstreckung der Seitenwände, sodass die Batteriemodul-Trägerplatte bei der Montage der Traktionsbatterie-Anordnung von der Gehäuse-Vorderseite aus über die Führungsvorrichtung auf einfache Weise in das Traktionsbatterie-Gehäuse eingeschoben werden kann. Die Traktionsbatterie-Anordnung kann somit auf einfache Weise und folglich kostengünstig hergestellt werden. Im montierten Zustand der Traktionsbatterie-Anordnung wird die Batteriemodul-Trägerplatte durch die erfindungsgemäße Führungsvorrichtung über einen großen Teil ihrer Tiefenausdehnung in den Gehäuse-Seitenwänden gestützt und somit zuverlässig in dem Traktionsbatterie-Gehäuse gelagert. Eine spielfreie Lagerung kann durch eingebrachten Kunststoffnasen auf der Platte oder in der Nut erreicht werden, da hier ein linienförmiger Kontakt mit konstantem Anpressdruck realisiert wird.According to the invention, the two housing side walls each have a guide receptacle on their inside and the battery module carrier plate has a guide body on its two lateral sides. The outer profile of the guide body corresponds to the hollow profile of the guide receptacles, so that the guide bodies of the battery module carrier plate together with the guide receptacles of the housing side walls form a guide device for the battery module carrier plate in the traction battery housing. The guide receptacles extend from the front of the housing in the depth direction of the traction battery housing essentially over the entire extent of the side walls, so that the battery module support plate during assembly of the traction battery arrangement from the front of the housing via the guide device in a simple way in that Traction battery housing can be inserted. The traction battery arrangement can thus be manufactured in a simple manner and consequently at low cost. In the assembled state of the traction battery arrangement, the battery module carrier plate is supported by the guide device according to the invention over a large part of its depth in the side walls of the housing and is thus reliably stored in the traction battery housing. Backlash-free storage can be achieved by inserting plastic noses on the plate or in the groove, since a linear contact with constant contact pressure is achieved here.

Vorzugsweise ist die Führungsaufnahme in der ersten Seitenwand auf der gleichen vertikalen Höhe angeordnet, wie die Führungsaufnahme in der zweiten Seitenwand. Die Führungsaufnahmen der beiden Seitenwände stehen sich somit lateral direkt gegenüber, so dass die Batteriemodul-Trägerplatte auf einfache Weise horizontal in dem Traktionsbatterie-Gehäuse ausgerichtet ist.The guide seat in the first side wall is preferably arranged at the same vertical height as the guide seat in the second side wall. The guide receptacles of the two side walls are thus directly opposite one another laterally, so that the battery module carrier plate is aligned horizontally in a simple manner in the traction battery housing.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die beiden Gehäuse-Seitenwände jeweils mehrere vertikal übereinander liegende Führungsaufnahmen auf, über die mehrere Batteriemodul-Trägerplatten vertikal übereinander in dem Traktionsbatterie-Gehäuse angeordnet sind. Hierdurch kann eine kompakte Traktionsbatterie-Anordnung mit einer hohen Speicherkapazität realisiert werden. Hierbei ist für jede Batteriemodul-Trägerplatte eine separate Führungsvorrichtung vorgesehen, sodass die Traktionsbatterie-Anordnung dennoch auf einfache Weise und somit kostengünstig herstellbar ist.According to a preferred embodiment, the two housing side walls each have a plurality of guide receptacles lying vertically one above the other, via which a plurality of battery module carrier plates are arranged vertically one above the other in the traction battery housing. This enables a compact traction battery arrangement with a high storage capacity to be implemented. In this case, a separate guide device is provided for each battery module carrier plate, so that the traction battery arrangement can nevertheless be produced in a simple manner and thus at low cost.

Vorzugsweise weisen die Führungsaufnahmen jeweils ein L-förmiges Hohlprofil auf, mit einem sich im Wesentlichen horizontal erstreckenden ersten Aufnahme-Abschnitt und einem sich an den ersten Aufnahme-Abschnitt anschließenden und im Wesentlichen vertikal erstreckenden zweiten Aufnahme-Abschnitt. Vorzugsweise erstreckt sich der zweite Aufnahme-Abschnitt von dem ersten Aufnahme-Abschnitt ausgehend nach unten. Die korrespondierenden Führungskörper weisen ein entsprechendes L-förmiges Außenprofil auf, mit einem sich im Wesentlichen horizontal erstreckenden ersten Führungs-Schenkel und einem sich an den ersten Führungsschenkel anschließenden und im Wesentlichen vertikal erstreckenden zweiten Führungsschenkel. Vorzugsweise erstreckt sich der zweite Führungsschenkel von dem ersten Führungsschenkel ausgehend nach unten. Hierdurch wird, insbesondere in lateraler Richtung, eine exakte Führung und Positionierung der Batteriemodul-Trägerplatte in dem Traktionsbatterie-Gehäuse realisiert. Das L-förmige Profil der Führungsvorrichtung verhindert ferner, insbesondere im Crash-Fall, ein laterales Herausrutschen der Batteriemodul-Trägerplatte aus dem Traktionsbatterie-Gehäuse.The guide receptacles preferably each have an L-shaped hollow profile, with a substantially horizontally extending first receptacle section and a substantially vertically extending second receptacle section adjoining the first receptacle section. The second receiving section preferably extends downward from the first receiving section. The corresponding guide bodies have a corresponding L-shaped outer profile, with a substantially horizontally extending first guide leg and a substantially vertically extending second guide leg adjoining the first guide leg. The second guide leg preferably extends downward from the first guide leg. This results in an exact guidance and positioning of the battery module carrier plate in the traction battery housing, in particular in the lateral direction. The L-shaped profile of the guide device also prevents, in particular in the event of a crash, the battery module carrier plate from slipping out of the side of the traction battery housing.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vertikal zwischen dem Führungskörper und der Führungsaufnahme ein separates Trennelement angeordnet, das bevorzugt aus Kunststoff besteht. Das Trennelement ist vorzugsweise sowohl auf der Oberseite des Führungskörpers, als auch auf der Unterseite eines horizontalen Schenkels des Führungskörpers angeordnet, sodass der Führungskörper in vertikaler Richtung ausschließlich über das Trennelement direkt in der Führungsaufnahme geführt ist. Das Kunststoff-Trennelement verringert hierbei die Reibung in der Führungsvorrichtung, wodurch das Einschieben der Batteriemodul-Trägerplatte in das Traktionsbatterie-Gehäuse erleichtert wird. Ferner trennt das Kunststoff-Trennelement die Führungsaufnahme thermisch von dem Führungskörper.According to a preferred embodiment, a separate separating element, which preferably consists of plastic, is arranged vertically between the guide body and the guide receptacle. The separating element is preferably arranged both on the top of the guide body and on the underside of a horizontal leg of the guide body, so that the guide body is guided in the vertical direction exclusively in the guide receptacle only via the separating element. The plastic separating element reduces the friction in the guide device, which facilitates the insertion of the battery module carrier plate into the traction battery housing. Furthermore, the plastic separating element thermally separates the guide receptacle from the guide body.

Vorzugsweise weist die Batteriemodul-Trägerplatte mehrere Batteriemodul-Befestigungsvorrichtungen auf, an denen die Batteriemodule angeschraubt sind. Dies stellt auch bei hohen Temperaturen eine zuverlässige Befestigung der Batteriemodule an der Batteriemodul-Trägerplatte sicher.The battery module carrier plate preferably has a plurality of battery module fastening devices to which the battery modules are screwed. This ensures reliable fastening of the battery modules to the battery module carrier plate even at high temperatures.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Batteriemodule auf einfache Weise über eine Klebeverbindung an der Batteriemodul-Trägerplatte befestigt. Die Klebeverbindung kann hierbei sowohl als einziges Befestigungsmittel als auch in Kombination mit anderen Befestigungsmitteln vorgesehen sein.According to a preferred embodiment, the battery modules are fastened in a simple manner to the battery module carrier plate by means of an adhesive connection. The adhesive connection can be provided both as the only fastening means and in combination with other fastening means.

Vorzugsweise sind die Gehäuse-Seitenwände jeweils aus mehreren baugleichen Seitenwand-Modulen gebildet, die jeweils nur eine einzige Führungsaufnahme aufweisen. Durch den modularen Aufbau der Gehäuse-Seitenwände kann das Traktionsbatterie-Gehäuse auf einfache Weise für eine verschiedene Anzahl von Batteriemodul-Trägern ausgelegt werden. Hierdurch kann die erfindungsgemäße Traktionsbatterie-Anordnung auf einfache Weise skaliert werden, um verschiedene Anforderungsprofile zu erfüllen.The housing side walls are preferably each formed from a plurality of identical side wall modules, each of which has only a single guide receptacle. Due to the modular construction of the housing side walls, the traction battery housing can easily be designed for a different number of battery module carriers. As a result, the traction battery arrangement according to the invention can be scaled in a simple manner in order to meet different requirement profiles.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Traktionsbatterie-Gehäuse eine Gehäuse-Rückwand mit einer Stecknut auf, und die Batteriemodul-Trägerplatte weist auf ihrer Rückseite einen zu der Stecknut korrespondierenden Steckkörper auf. Im montierten Zustand der Traktionsbatterie-Anordnung taucht der Steckkörper mindestens teilweise in die Stecknut ein, sodass die Batteriemodul-Trägerplatte auch auf ihrer Rückseite in dem Traktionsbatterie-Gehäuse gestützt ist. Hierdurch ist eine besonders zuverlässige Lagerung der Batteriemodul-Trägerplatte in dem Traktionsbatterie-Gehäuse geschaffen.According to a preferred embodiment, the traction battery housing has a housing rear wall with a plug-in groove, and the battery module carrier plate has on its rear side a plug-in body corresponding to the plug-in groove. In the assembled state of the traction battery arrangement, the plug body is at least partially immersed in the plug groove, so that the battery module carrier plate is also supported on its rear side in the traction battery housing. This creates a particularly reliable mounting of the battery module carrier plate in the traction battery housing.

Besonders bevorzugt ist die Gehäuse-Rückwand aus mehreren baugleichen Rückwand-Modulen gebildet, die jeweils nur eine einzige Stecknut aufweisen. Dies erlaubt eine zuverlässige Lagerung der Batteriemodul-Trägerplatte in dem Traktionsbatterie-Gehäuse, wobei die Traktionsbatterie-Anordnung auf einfache Weise skalierbar ist. The housing rear wall is particularly preferably formed from a plurality of identical rear wall modules, each of which has only a single plug-in groove. This permits reliable storage of the battery module carrier plate in the traction battery housing, the traction battery arrangement being easily scalable.

Ein Verfahren für die Montage einer erfindungsgemäßen Traktionsbatterie-Anordnung weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf:

  • - Vormontage eines Gehäuse-Rahmens, der mindestens die beiden Gehäuse-Seitenwände und die Gehäuse-Rückwand umfasst und an einer Vorderseite offen ist,
  • - Befestigung der Batteriemodule an der Batteriemodul-Trägerplatte,
  • - Einschieben der vormontierten Batteriemodul-Trägerplatte in den vormontierten Gehäuse-Rahmen über die Führungsvorrichtung, und
  • - Verschließen des Traktionsbatterie-Gehäuses durch Anbringen von mindestens einem Vorderseiten-Deckel an dem Gehäuse-Rahmen.
A method for the assembly of a traction battery arrangement according to the invention has the following method steps:
  • - pre-assembly of a housing frame which comprises at least the two housing side walls and the housing rear wall and is open on a front side,
  • - Fastening the battery modules to the battery module carrier plate,
  • - Inserting the preassembled battery module carrier plate into the preassembled housing frame via the guide device, and
  • - Closing the traction battery housing by attaching at least one front cover to the housing frame.

Durch dieses Montageverfahren kann die Traktionsbatterie-Anordnung effizient und kostengünstig montiert werden. Im Allgemeinen werden bei der Vormontage des Gehäuse-Rahmens auch eine Gehäuse-Bodenwand und eine Gehäuse-Deckenwand an dem Gehäuse-Rahmen befestigt, die den Gehäuse-Rahmen auf der Unterseite und auf der Oberseite verschließen. Alternativ können die Gehäuse-Bodenwand und die Gehäuse-Deckenwand jedoch auch im letzten Montageschritt zusammen mit dem Gehäuse-Deckel an dem Gehäuse-Rahmen angebracht werden. Sind für die Traktionsbatterie-Anordnung mehrere Batteriemodul-Trägerplatte vorgesehen, so werden vorzugsweise erst sämtliche Batteriemodul-Trägerplatten vormontiert und anschließend gemeinsam oder nacheinander in das Traktionsbatterie-Gehäuse eingeschoben.This assembly method enables the traction battery arrangement to be assembled efficiently and inexpensively. In general, when the housing frame is preassembled, a housing bottom wall and a housing top wall are also fastened to the housing frame and close the housing frame on the underside and on the top. Alternatively, the housing bottom wall and the housing top wall can also be attached to the housing frame together with the housing cover in the last assembly step. If a plurality of battery module carrier plates are provided for the traction battery arrangement, then all the battery module carrier plates are preferably preassembled first and then pushed together or one after the other into the traction battery housing.

Die Strangpressprofile der Gehäuseaußenwand können Gleichbauteile sein, wodurch sich Kosten sparen lassen.The extruded profiles of the housing outer wall can be identical components, which can save costs.

Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Draufsicht einer erfindungsgemäßen Traktionsbatterie-Anordnung, wobei ein Traktionsbatterie-Gehäuse auf der Oberseite offen ist,
  • 2 eine schematische Vorderseitenansicht der Traktionsbatterie-Anordnung aus 1, wobei das Traktionsbatterie-Gehäuse auf der Vorderseite offen ist,
  • 3 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts der entlang der Ebene III-III geschnittenen Traktionsbatterie-Anordnung aus 1,
  • 4 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Führungsvorrichtung der Traktionsbatterie-Anordnung aus 1,
  • 5 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer alternativen erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung der Traktionsbatterie-Anordnung aus 1, mit einem L-förmigen Profil und einem separaten Trennelement.
Various exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the attached figures. Show it:
  • 1 2 shows a schematic top view of a traction battery arrangement according to the invention, a traction battery housing being open on the top,
  • 2nd is a schematic front view of the traction battery assembly 1 , with the traction battery case open on the front,
  • 3rd is a schematic representation of a section along the plane III-III cut traction battery arrangement 1 ,
  • 4th a schematic representation of a section of a guide device of the traction battery arrangement 1 ,
  • 5 a schematic representation of a section of an alternative guide device according to the invention of the traction battery arrangement from 1 , with an L-shaped profile and a separate separating element.

Die erfindungsgemäße Traktionsbatterie-Anordnung 10 umfasst ein mehrteiliges Traktionsbatterie-Gehäuse 12 und mehrere Batteriemodul-Trägerplatten 14. Die Batteriemodul-Trägerplatten 14 erstrecken sich im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene und sind vertikal übereinander liegend in dem Traktionsbatterie-Gehäuse 12 angeordnet. Auf den Batteriemodul-Trägerplatten 14 sind jeweils mehrere Batteriemodule 16 befestigt.The traction battery arrangement according to the invention 10th includes a multi-part traction battery housing 12 and several battery module carrier plates 14 . The battery module carrier plates 14 extend essentially in a horizontal plane and are vertically one above the other in the traction battery housing 12 arranged. On the battery module carrier plates 14 are several battery modules 16 attached.

Das Traktionsbatterie-Gehäuse 12 umfasst zwei zueinander parallele vertikale Gehäuse-Seitenwände 18, 20, eine vertikale Gehäuse-Rückwand 22 und einen vertikalen Gehäuse-Deckel 24. Das Traktionsbatterie-Gehäuse 12 ist auf seiner Unterseite durch eine hier nicht gezeigte horizontale Gehäuse-Bodenwand und auf seiner Oberseite durch eine hier nicht gezeigte horizontale Gehäuse-Deckenwand verschlossen.The traction battery housing 12 comprises two parallel vertical housing side walls 18th , 20th , a vertical back wall 22 and a vertical case cover 24th . The traction battery housing 12 is closed on its underside by a horizontal housing bottom wall, not shown here, and on its top by a horizontal housing top wall, not shown.

Die Gehäuse-Seitenwände 18, 20 sind jeweils aus mehreren identischen Seitenwand-Modulen 26 zusammengesetzt, die in vertikaler Richtung übereinandergestapelt und miteinander verbunden sind. Die Seitenwand-Module 26 weisen jeweils eine Führungsaufnahme 30 auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein im Wesentlichen rechteckiges Hohlprofil aufweist. Die Seitenwand-Module 26 sind derart angeordnet, dass die beiden Gehäuse-Seitenwände 18, 20 jeweils auf ihrer Innenseite eine gleiche Anzahl vertikal übereinander liegender Führungsaufnahmen 30 aufweisen. Hierbei sind die Führungsaufnahmen 30 in der ersten Gehäuse-Seitenwand 18 auf den gleichen lateralen Höhen Yn, Ym angeordnet, wie die Führungsaufnahmen 30 in der zweiten Gehäuse-Seitenwand 20, sodass sich immer zwei Führungsaufnahmen 30 lateral direkt gegenüberstehen.The housing side walls 18th , 20th are each made up of several identical sidewall modules 26 composed, which are stacked in the vertical direction and connected to each other. The sidewall modules 26 each have a leadership record 30th on, which in the present embodiment has a substantially rectangular hollow profile. The sidewall modules 26 are arranged such that the two housing side walls 18th , 20th an equal number of vertically superimposed guide receptacles on the inside of each 30th exhibit. Here are the leadership shots 30th in the first housing side wall 18th at the same lateral heights Yn , Ym arranged like the leadership shots 30th in the second housing side wall 20th , so there are always two leadership shots 30th face directly laterally.

Die Gehäuse-Rückwand 22 ist aus mehreren identischen Rückwand-Modulen 28 zusammengesetzt, die in vertikaler Richtung übereinandergestapelt und miteinander verbunden sind. Die Rückwand-Module 28 weisen auf ihrer Innenseite jeweils eine Stecknut 32 auf. Die Rückwand-Module 28 sind derart angeordnet, dass die Gehäuse-Rückwand 22 auf ihrer Innenseite mehrere vertikal übereinander liegende Stecknuten 32 aufweist.The back wall of the housing 22 is made up of several identical backplane modules 28 composed, which are stacked in the vertical direction and connected to each other. The rear wall modules 28 each have an insertion groove on the inside 32 on. The rear wall modules 28 are arranged so that the housing rear wall 22 on the inside there are several vertically superimposed slots 32 having.

Die Anzahl der vertikal übereinandergestapelten Rückwand-Module 28 und der vertikal übereinandergestapelten Seitenwand-Module 26 entspricht hierbei jeweils der Anzahl der vertikal übereinandergestapelten Batteriemodul-Trägerplatten 14.The number of vertically stacked rear wall modules 28 and the vertically stacked side wall modules 26 corresponds to the number of vertically stacked battery module carrier plates 14 .

Die beiden Gehäuse-Seitenwände 18, 20 sind über Gehäuse-Verbindungselemente 34 mit der Gehäuse-Rückwand 22 verbunden. Die Gehäuse-Seitenwände 18, 20, die Gehäuse-Rückwand 22 und die Gehäuse-Verbindungselemente 34 bilden einen Gehäuse-Rahmen 36, an dem der Gehäuse-Deckel 24 befestigbar ist, um das Traktionsbatterie-Gehäuse 12 auf seiner Vorderseite zu verschließen.The two housing side walls 18th , 20th are about housing fasteners 34 with the housing back wall 22 connected. The housing side walls 18th , 20th who have favourited Back Case Housing 22 and the housing fasteners 34 form a housing frame 36 on which the housing cover 24th can be attached to the traction battery housing 12 lock on its front.

Die Batteriemodul-Trägerplatten 14 weisen auf ihrer Oberseite jeweils mehrere Batteriemodul-Befestigungsvorrichtungen 38 auf, an denen die Batteriemodule 16 mittels Schrauben 40 befestigt sind. Jedes Batteriemodul 16 ist zusätzlich auf seiner vertikalen Unterseite über eine Klebeverbindung 42 an der Batteriemodul-Trägerplatte 14 befestigt.The battery module carrier plates 14 each have a plurality of battery module fasteners on their top 38 on which the battery modules 16 by means of screws 40 are attached. Any battery module 16 is also on its vertical underside via an adhesive connection 42 on the battery module carrier plate 14 attached.

Alle Batteriemodul-Trägerplatten 14 weisen auf beiden lateralen Seiten jeweils einen zu den Führungsaufnahmen 30 korrespondieren Führungskörper 44 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die beiden Führungskörper 44 auf einfache Weise durch die beiden lateralen Enden der Batteriemodul-Trägerplatte 14 gebildet. Die beiden Führungskörper 44 einer einzelnen Batteriemodul-Trägerplatte 14 bilden zusammen mit einem Paar sich lateral gegenüberstehender Führungsaufnahmen 30 der beiden Gehäuse-Seitenwände 18, 20 eine Führungsvorrichtung 46. Über die Führungsvorrichtung 46 ist die Batteriemodul-Trägerplatte 14 bei der Montage der Traktionsbatterie-Anordnung 10 in das Traktionsbatterie-Gehäuse 12 horizontal einschiebbar und im montierten Zustand der Traktionsbatterie-Anordnung 10 in dem Traktionsbatterie-Gehäuse 12 gelagert.All battery module carrier plates 14 have one on each of the lateral sides of the guide receptacles 30th correspond to guide bodies 44 on. In the present exemplary embodiment, the two guide bodies are 44 in a simple manner through the two lateral ends of the battery module carrier plate 14 educated. The two guiding bodies 44 a single battery module carrier plate 14 form together with a pair of laterally opposed guide shots 30th of the two housing side walls 18th , 20th a guide device 46 . About the guide device 46 is the battery module carrier plate 14 when assembling the traction battery arrangement 10th into the traction battery housing 12 Can be inserted horizontally and in the assembled state of the traction battery arrangement 10th in the traction battery housing 12 stored.

Die Batteriemodul-Trägerplatten 14 weisen jeweils auf ihrer der Gehäuse-Rückwand 22 zugewandten Rückseite einen Steckkörper 48 auf, der im montierten Zustand der Traktionsbatterie-Anordnung 10 mindestens teilweise in die korrespondiere Stecknut 32 der Gehäuse-Rückwand 22 eintaucht.The battery module carrier plates 14 each point on the back wall of the housing 22 facing back a plug body 48 on, in the assembled state of the traction battery arrangement 10th at least partially in the corresponding slot 32 the housing rear wall 22 immersed.

Bei der Montage der Traktionsbatterie-Anordnung 10 wird in einem Montageschritt der Gehäuse-Rahmen 36 aus den Seitenwand-Modulen 26, den Rückwand-Modulen 28 und den Gehäuse-Verbindungselementen 34 vormontiert. In einem separaten Montageschritt werden die Batteriemodule 16 an den entsprechenden Batteriemodul-Trägerplatten 14 befestigt. Anschließend werden alle Batteriemodul-Trägerplatten 14 mit den darauf befestigten Batteriemodulen 16 jeweils über ihre Führungsvorrichtung 46 in den vormontierten Gehäuse-Rahmen 36 eingeschoben. Abschließend wird das Traktionsbatterie-Gehäuse 12 durch Befestigen des Gehäuse-Deckels 24 an dem Gehäuse-Rahmen 36 auf der Vorderseite verschlossen.When assembling the traction battery arrangement 10th the housing frame is assembled in one step 36 from the side wall modules 26 , the rear wall modules 28 and the housing fasteners 34 pre-assembled. The battery modules are installed in a separate step 16 on the corresponding battery module carrier plates 14 attached. Then all battery module carrier plates 14 with the battery modules attached to it 16 each via their guide device 46 in the pre-assembled housing frame 36 inserted. Finally, the traction battery case 12 by attaching the housing cover 24th on the housing frame 36 closed on the front.

Die 5 zeigt einen Ausschnitt einer alternativen erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung 46'. Die Führungsaufnahme 30' der Führungsvorrichtung 46' weist ein L-förmiges Hohlprofil auf, das einen sich im Wesentlichen horizontal erstreckenden und proximal geöffneten ersten Aufnahme-Abschnitt 50 und einen sich an den ersten Aufnahme-Abschnitt 50 anschließenden und im Wesentlichen vertikal nach unten erstreckenden zweiten Aufnahme-Abschnitt 52 aufweist. Der Führungskörper 44' der Führungsvorrichtung 46' weist ein L-förmiges Außenprofil auf, das einen sich im Wesentlichen horizontal erstreckenden ersten Führungs-Schenkel 54 und einen sich an den ersten Führungs-Schenkel 54 anschließenden und im Wesentlichen vertikal nach unten erstreckenden zweiten Führungs-Schenkel 56 aufweist.The 5 shows a section of an alternative guide device according to the invention 46 ' . The leadership 30 ' the guide device 46 ' has an L-shaped hollow profile, which has a substantially horizontally extending and proximally opened first receiving section 50 and one at the first recording section 50 adjoining and essentially vertically downwardly extending second receiving section 52 having. The guide body 44 ' the guide device 46 ' has an L-shaped outer profile, which has a substantially horizontally extending first guide leg 54 and one on the first guide leg 54 adjoining and essentially vertically downwardly extending second guide leg 56 having.

Vertikal zwischen der Führungsaufnahme 30' und dem Führungskörper 44' ist ein separates Trennelement 58 angeordnet, das aus Kunststoff besteht und an dem horizontalen ersten Führungs-Schenkel 54 des Führungskörpers 44' befestigt ist. Das Trennelement 58 erstreckt sich sowohl auf der Oberseite des ersten Führungs-Schenkels 54 als auch auf der Unterseite des ersten Führungs-Schenkels 54. Der Führungskörper 44' ist in vertikaler Richtung ausschließlich über das Trennelement 58 in der Führungsaufnahme 30' geführt.Vertically between the guide admission 30 ' and the guide body 44 ' is a separate separating element 58 arranged, which consists of plastic and on the horizontal first guide leg 54 of the guide body 44 ' is attached. The separator 58 extends both on the top of the first guide leg 54 as well as on the underside of the first guide leg 54 . The guide body 44 ' is only in the vertical direction via the separating element 58 in the leadership position 30 ' guided.

Claims (11)

Traktionsbatterie-Anordnung (10) für ein Elektrofahrzeug, mit einem Traktionsbatterie-Gehäuse (12) mit zwei zueinander parallelen vertikalen Gehäuse-Seitenwänden (18, 20), einer Batteriemodul-Trägerplatte (14; 14'), die in dem Traktionsbatterie-Gehäuse (12) angeordnet ist, und mehreren Batteriemodulen (16), die auf der Batteriemodul-Trägerplatte (14; 14') befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gehäuse-Seitenwände (18, 20) jeweils auf ihrer Innenseite eine Führungsaufnahme (30; 30') aufweisen, und die Batteriemodul-Trägerplatte (14; 14') an ihren beiden lateralen Seiten jeweils einen zu den Führungsaufnahmen (30; 30') korrespondierenden Führungskörper (44; 44') aufweist, wobei die beiden Führungskörper (44; 44') zusammen mit den korrespondierenden Führungsaufnahmen (30; 30') eine Führungsvorrichtung (46; 46') für die Batteriemodul-Trägerplatte (14; 14') bilden, über die die Batteriemodul-Trägerplatte (14; 14') in das Traktionsbatterie-Gehäuse (12) einschiebbar ist und im montierten Zustand der Traktionsbatterie-Anordnung (10) in dem Traktionsbatterie-Gehäuse (12) gelagert ist.Traction battery arrangement (10) for an electric vehicle, with a traction battery housing (12) with two mutually parallel vertical housing side walls (18, 20), a battery module carrier plate (14; 14 ') which is located in the traction battery housing ( 12) and a plurality of battery modules (16) which are fastened on the battery module carrier plate (14; 14 '), characterized in that the two housing side walls (18, 20) each have a guide receptacle (30; 30 '), and the battery module carrier plate (14; 14') has on its two lateral sides a guide body (44; 44 ') corresponding to the guide receptacles (30; 30'), the two guide bodies (44; 44 ') together with the corresponding guide receptacles (30; 30') form a guide device (46; 46 ') for the battery module carrier plate (14; 14'), via which the battery module carrier plate (14; 14 ') enters the traction battery Housing (12 ) can be pushed in and when the traction battery Arrangement (10) is mounted in the traction battery housing (12). Traktionsbatterie-Anordnung (10) für ein Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Führungsaufnahme (30; 30') in der ersten Seitenwand (18) auf der gleichen vertikalen Höhe (Yn, Ym) angeordnet ist, wie die Führungsaufnahme (30; 30') in der zweiten Seitenwand (20).Traction battery arrangement (10) for an electric vehicle Claim 1 , wherein the guide seat (30; 30 ') in the first side wall (18) is arranged at the same vertical height (Yn, Ym) as the guide seat (30; 30') in the second side wall (20). Traktionsbatterie-Anordnung (10) für ein Elektrofahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die beiden Gehäuse-Seitenwände (18, 20) jeweils mehrere vertikal übereinander liegende Führungsaufnahmen (30; 30') aufweisen, über die mehrere Batteriemodul-Trägerplatten (14; 14') vertikal übereinander in dem Traktionsbatterie-Gehäuse (12) angeordnet sind.Traction battery arrangement (10) for an electric vehicle according to one of the preceding claims, wherein the two housing side walls (18, 20) each have a plurality of vertically superimposed guide receptacles (30; 30 ') via which a plurality of battery module carrier plates (14; 14 ') are arranged vertically one above the other in the traction battery housing (12). Traktionsbatterie-Anordnung (10) für ein Elektrofahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Führungsaufnahmen (30') jeweils ein L-förmiges Hohlprofil aufweisen, mit einem sich im Wesentlichen horizontal erstreckenden ersten Aufnahme-Abschnitt (50) und einem sich an den ersten Aufnahme-Abschnitt anschließenden und im Wesentlichen vertikal erstreckenden zweiten Aufnahme-Abschnitt (52).Traction battery arrangement (10) for an electric vehicle according to one of the preceding claims, wherein the guide receptacles (30 ') each have an L-shaped hollow profile, with a substantially horizontally extending first receiving section (50) and one on the first Receiving section adjoining and essentially vertically extending second receiving section (52). Traktionsbatterie-Anordnung (10) für ein Elektrofahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei vertikal zwischen dem Führungskörper (44') und der Führungsaufnahme (30') ein separates Trennelement (58) angeordnet ist, das bevorzugt aus Kunststoff besteht.Traction battery arrangement (10) for an electric vehicle according to one of the preceding claims, wherein a separate separating element (58), which preferably consists of plastic, is arranged vertically between the guide body (44 ') and the guide receptacle (30'). Traktionsbatterie-Anordnung (10) für ein Elektrofahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Batteriemodul-Trägerplatte (14; 14') mehrere Batteriemodul-Befestigungsvorrichtungen (38) aufweist, an denen die Batteriemodule (16) angeschraubt sind.Traction battery arrangement (10) for an electric vehicle according to one of the preceding claims, wherein the battery module carrier plate (14; 14 ') has a plurality of battery module fastening devices (38) to which the battery modules (16) are screwed. Traktionsbatterie-Anordnung (10) für ein Elektrofahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Batteriemodule (16) über eine Klebeverbindung (42) an der Batteriemodul-Trägerplatte (14; 14') befestigt sind.Traction battery arrangement (10) for an electric vehicle according to one of the preceding claims, wherein the battery modules (16) are fastened to the battery module carrier plate (14; 14 ') via an adhesive connection (42). Traktionsbatterie-Anordnung (10) für ein Elektrofahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Gehäuse-Seitenwände (18, 20) jeweils aus mehreren baugleichen Seitenwand-Modulen (26; 26') gebildet sind, die jeweils nur eine einzige Führungsaufnahme (30; 30') aufweisen.Traction battery arrangement (10) for an electric vehicle according to one of the preceding claims, wherein the housing side walls (18, 20) are each formed from a plurality of identical side wall modules (26; 26 '), each of which has only a single guide receptacle (30; 30 '). Traktionsbatterie-Anordnung (10) für ein Elektrofahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Traktionsbatterie-Gehäuse (12) eine Gehäuse-Rückwand (22) mit einer Stecknut (32) aufweist, und die Batteriemodul-Trägerplatte (14; 14') auf ihrer Rückseite einen zu der Stecknut (32) korrespondierenden Steckkörper (48) aufweist, der im montierten Zustand der Traktionsbatterie-Anordnung (10) mindestens teilweise in die Stecknut (32) eintaucht.Traction battery arrangement (10) for an electric vehicle according to one of the preceding claims, wherein the traction battery housing (12) has a housing rear wall (22) with an insertion groove (32), and the battery module carrier plate (14; 14 ') on its rear side has a plug-in body (48) corresponding to the plug-in groove (32), which at least partially dips into the plug-in groove (32) when the traction battery arrangement (10) is in the assembled state. Traktionsbatterie-Anordnung (10) für ein Elektrofahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Gehäuse-Rückwand (22) aus mehreren baugleichen Rückwand-Modulen (28) gebildet ist, die jeweils nur eine einzige Stecknut (32) aufweisen.Traction battery arrangement (10) for an electric vehicle Claim 9 , The housing rear wall (22) being formed from a plurality of identical rear wall modules (28), each of which has only a single plug-in groove (32). Verfahren für die Montage einer Traktionsbatterie-Anordnung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit den nachfolgenden Verfahrensschritten: - Vormontage eines Gehäuse-Rahmens (36), der mindestens die beiden Gehäuse-Seitenwände (18, 20) und die Gehäuse-Rückwand (22) umfasst und an einer Vorderseite offen ist, - Befestigung der Batteriemodule (16) an der Batteriemodul-Trägerplatte (14; 14'), - Einschieben der vormontierten Batteriemodul-Trägerplatte (14; 14') in den vormontierten Gehäuse-Rahmen (36) über die Führungsvorrichtung (46; 46'), und - Verschließen des Traktionsbatterie-Gehäuses (12) durch Anbringen von mindestens einem Vorderseiten-Deckel (24) an dem Gehäuse-Rahmen (36).Method for assembling a traction battery arrangement (10) according to one of the preceding claims, with the following method steps: - pre-assembly of a housing frame (36) which comprises at least the two housing side walls (18, 20) and the housing rear wall (22) and is open on a front side, - Attaching the battery modules (16) to the battery module carrier plate (14; 14 '), - Pushing the pre-assembled battery module carrier plate (14; 14 ') into the pre-assembled housing frame (36) via the guide device (46; 46'), and - Closing the traction battery housing (12) by attaching at least one front cover (24) to the housing frame (36).
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