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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Batterieträger für ein Elektrokraftfahrzeug gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
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Die Elektromobilität hat beim Einsatz von Kraftfahrzeugen immer mehr Relevanz bekommen. Hierbei werden Elektrokraftfahrzeuge ausschließlich durch elektrische Energie angetrieben. Zur Speicherung dieser elektrischen Energie in dem Elektrokraftfahrzeug sind Batterien, auch Akkumulatoren, Hochvoltbatterien oder Fahrbatterien genannt, notwendig, die einen erheblichen Volumenanteil sowie ein relativ hohes Eigengewicht aufweisen. Solche Batterien werden, damit eine hinreichende Energiemenge, beispielsweise zur Erlangung einer Reichweite von 300 km mit einer Batterieladung, gespeichert werden kann, im Unterflurbereich eines Kraftfahrzeuges angeordnet. Die Batterien selbst sind in einem Batterieträger untergebracht, so dass diese zum einen gegen äußere Witterungseinflüsse geschützt sind, zum anderen ein Austreten von in den Batterien enthaltenen Stoffen an die Umwelt vermieden wird.
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Aus dem Stand der Technik sind hierzu Batteriegehäuse bekannt, die aus Kunststoffwerkstoffen, Faserverbundwerkstoffen oder auch aus metallischen Werkstoffen hergestellt sind. Die Batterieträger werden auch als „Battery tray“ bezeichnet.
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Ein solches Batteriegehäuse wird zumeist von unten an einem Kraftfahrzeug montiert und erstreckt sich maßgeblich über einen Großteil der Kraftfahrzeugbreite und ebenfalls einen Teil der Kraftfahrzeuglänge.
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Das Batteriegehäuse besteht im Wesentlichen aus einem Battierieträger und einem Gehäusedeckel.
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Ein Batterieträger zeichnet sich durch ein wannenförmiges Gehäuse aus, in welchem eine Mehrzahl von Batterien angeordnet wird. Damit eine entsprechende Steifigkeit des Batterieträgers gewährleistet ist, ist außen umlaufend ein Rahmen aus einem Hohlprofil, welcher zugleich auch als umlaufende Wand der Wanne fungieren kann, angeordnet. Ein Batterieträger ist im nicht sichtbaren Unterflurbereich des Kraftfahrzeuges angeordnet. Die Anforderungen hinsichtlich Dichtigkeit sowie der Produktionstoleranzen sind hoch. Die Herstellungskosten des Batterieträgers unterliegen jedoch einem massiven Kostendruck.
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Der wannenförmige Batterieträger eines Batteriegehäuses wird mitunter als Blechumformbauteil hergestellt. Eine gattungsbildende Druckschrift dazu ist die
US 2016 / 0 263 639 A1 .
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In den Eckbereichen ergeben sich hierbei jedoch Probleme beim Biegeumformen bzw. Tiefziehen hinsichtlich der Dichtigkeit sowie maximalen Innenraumnutzung.
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Aus der
JP 2015-230 891 A ist ein durch Tiefziehen hergestellter Batterieträger bekannt. Ferner ist ein gebauter Batterieträger aus der
DE 10 2016 216 050 A1 bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Batterieträger bereitzustellen, der hinsichtlich seines Fertigungsaufwandes gegenüber dem Stand der Technik bekannten Batterieträgern verbessert ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Batterieträger für ein Elektrokraftfahrzeug gemäß den Merkmalen in Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Der Batterieträger für ein Elektrokraftfahrzeug weist eine Wanne und/oder eine Haube auf, wobei Wanne und/oder Haube jeweils einen Boden haben. Gegenüber dem Boden steht eine umlaufende Seitenwand und bevorzugt ein von der Seitenwand nach außen orientiert abstehender Flansch ab. Erfindungsgemäß ist nunmehr die Wanne und/oder die Haube als Faltbauteil einstückig und werkstoffeinheitlich aus einer Platine, insbesondere aus Blech, vorzugsweise aus Stahlblech, hergestellt. Ferner ist zumindest in einer Seite der Seitenwand eine Stufe eingeformt, dergestalt, dass diese als Versteifung der Seitenwand und/oder als Anbindungsfläche für eine Batteriemodulmontage dient.
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Mit dem erfindungsgemäßen Batterieträger ist es somit möglich, die Wanne bzw. Haube produktionstechnisch einfach herzustellen. Zunächst wird eine Blechplatine bereitgestellt, insbesondere aus einer Stahllegierung. Diese wird dann bevorzugt schneidetechnisch bearbeitet und im Anschluss umformtechnisch durch Falten bearbeitet. Es entsteht somit ein Faltbauteil. Anstelle von Falten kann es auch als Abbiegen bzw. Abkanten bezeichnet werden.
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Hierbei wird erfindungsgemäß in zumindest einer Seite der in der Wanne und/oder Haube umlaufenden Seitenwand eine Stufe eingeformt. Durch die Stufe ist es möglich, dass die Seitenwand zusätzlich ausgesteift wird. Somit kann die Stufe als Verteilungsfläche bei einem Crash, beispielsweise einem seitlichen Poltest oder ähnlichem dienen. Die einzuleitende Crashenergie wird somit durch die Stufe auf eine größere Fläche verteilt.
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Darüber hinaus ist es jedoch möglich, dass durch die Stufe selbst eine Auflagenfläche bzw. Anbindungsfläche bereitgestellt ist, um in dem Batterieträger anzuordnende Batteriemodule zu befestigen. Hierzu können die Batteriemodule formschlüssig auf der Stufe aufliegen. Besonders bevorzugt sind in der Stufe Stanzmuttern oder Nietmuttern eingebracht. Es können auch Gewinde ausgeformt werden oder Rastelemente angebracht sein, die zur zusätzlichen Montage der Batteriemodule dienen, beispielsweise formschlüssig durch eine Schraubverbindung.
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Die Stufe ist bevorzugt an wenigstens zwei gegenüberliegenden Seiten der umlaufenden Seitenwand ausgebildet. Insbesondere kann die Stufe auch umlaufend an der gesamten Seitenwand ausgebildet sein.
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Weiterhin besonders bevorzugt kann der von der Seitenwand abstehende Flansch eine zusätzliche Falz aufweisen, wobei die Falz selbst wiederum insbesondere im Wesentlichen orthogonal von dem Flansch absteht. Bevorzugt ist die Falz umlaufend ausgebildet. Beim Zusammensetzen von Wanne und/oder Haube kann somit eine an der Haube ausgebildete Falz den Flansch der Wanne übergreifen. Dies steigert die Dichtigkeit und/oder Genauigkeit und übernimmt eine Zentrierungsfunktion bei der Erstmontage.
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Damit die Wanne und/oder Haube selbst als Faltbauteil ausgebildet ist, ist mindestens eine Fügelasche an einer Seite der Seitenwand ausgebildet, die die benachbarte Seite der Seitenwand außen oder innen überlappt, wobei die Fügelasche und die benachbarte Seite der Seitenwand miteinander gefügt sind. Insbesondere ist dies durch stoffschlüssiges Fügen, bevorzugt Widerstandspunktschweißen durchgeführt.
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Damit die Wanne bzw. Haube selbst dicht ausgebildet ist, ist in dem Eckbereich, mithin in dem Bereich, in dem zwei unterschiedliche Seiten der Seitenwand eine Ecke ausbilden, eine innen angeordnete durchgehende Schweißnaht, insbesondere eine Lichtbogenschweißnaht aufgebracht. Die Schweißnaht ist bevorzugt in einem Eckbereich zwischen Übergang vom Boden zur Seitenwand beginnend über den Eckbereich von zwei aneinander liegenden Seiten der Seitenwand bis in den Flanschbereich hin verlaufend. Dies bietet den Vorteil, dass die Schweißnaht nicht in der Ecke selbst beginnt, sondern bereits in einem Biegebereich von Boden zur Seitenwand. Ein Durchschlagen beim Ansetzen des Schweißgerätes wird hierdurch vermieden und eine Schweißnaht konstanter bzw. homogener Güte wird dann durchgezogen bis in den Flanschbereich.
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Weiterhin bevorzugt kann zusätzlich zu der Schweißnaht eine Dichtnaht aus Dichtungswerkstoff aufgebracht sein, insbesondere in Form einer Dichtraupe. Die Schweißnaht übernimmt somit eine Formstabilitätsfunktion. Die Dichtnaht übernimmt eine Dichtungsfunktion.
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Weiterhin besonders bevorzugt weist die Platine zur Herstellung der Faltbauteils selbst eine Blechdicke auf. Diese beträgt bevorzugt zwischen 0,5 und 5 mm, insbesondere zwischen 1 und 3 mm. Ferner ist zwischen Seitenwand und Boden von Wanne und/oder Haube ein Biegeradius ausgebildet, wobei der Biegeradius maximal der zweifachen, insbesondere maximal der 1,5-fachen Blechdicke der Platine entspricht. Es können somit durch Anwenden der Falttechnik besonders scharfe Biegeradien realisiert werden. Dies ermöglicht wiederum eine maximale Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Innenraumes. Hierzu ist insbesondere ein Winkel zwischen Seitenwand und Boden zwischen 88° und 92°, insbesondere bei 90° ausgebildet.
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Weiterhin besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Boden eine einstückig und werkstoffeinheitlich hergestellte Ausformung aufweist, insbesondere eine parallel zu dem Boden versetzte Fläche. Auch hierdurch kann im Biegeradiusbereich die Innenraumnutzung weiter maximiert werden, da Batteriemodule hier ganz in die Ecke gerückt angeordnet werden können.
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Ferner kann in dem Boden ein zusätzlich über diesen überstehender Geräteträger oder auch eine Gerätehaube angeordnet sein. Somit wird zunächst das Faltbauteil hergestellt. In einem Ausschnitt des Bodens kann dann die Gerätehaube aufgesetzt sein. Dies ermöglicht für zusätzliche Peripheriegeräte, beispielsweise ein Kühlsystem oder auch ein Lademanagement bzw. Ladeelektronik, die Möglichkeit der einfachen Integration, wobei in dem Behälter des Batterieträgers selbst dann die Batteriemodule angeordnet sind und in der Gerätehaube bzw. dem Geräteträger dann die zusätzlichen Peripheriegeräte.
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Weiterhin sieht die Erfindung bevorzugt vor, dass der Boden auch als Bodenblech bezeichnet sein kann. Bevorzugt ist mit dem Bodenblech ein Kühlsystem gekoppelt. Dies ist insbesondere durch eine Kühlkanalplatte ausgebildet. Bevorzugt weist die Kühlkanalplatte Ausprägungen auf, so dass in Verbindung mit dem Bodenblech ein Kühlkanalsystem entsteht. Die auf dem Bodenblech stehenden Batteriemodule können dort aufliegen. Bevorzugt kann eine Wärmeleitpaste oder ähnliche wärmeleitende Stoffe zwischen Batteriemodul und Bodenblech angeordnet sein, so dass die in den Batterien entstehende Wärme durch Wärmeleitung abgeführt werden und über das Kühlsystem dann zu einer externen Kühlvorrichtung weitergeleitet werden.
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Ferner kann ein zusätzlicher umlaufender Rahmen ausgebildet sein, der zwischen Bodenblech und Haube eingegliedert ist. Der Rahmen kann bevorzugt aus einem extrudierten Strangpressprofil hergestellt sein. Der Rahmen dient zur zusätzlichen Versteifung und modulartigen Bauweise des Batterieträgers. Weiterhin besonders bevorzugt dient der Rahmen bei einem Seitencrash als Prinzip einer Crashbox und baut Crashenergie in Umformarbeit ab.
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Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausgestaltungsweisen dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
- 1 einen erfindungsgemäßen Batterieträger in perspektivischer Ansicht,
- 2 einen Längsschnitt entlang der Schnittlinie II-II aus 1,
- 3 eine Querschnittsansicht gemäß der Schnittlinie III-III aus 1,
- 4 bis 7 eine jeweilige Explosivdarstellung während des Montage vorgangs für einen erfindungsgemäßen Batterieträger,
- 8 eine perspektivische sowie kombinierte Schnittansicht des Bodenblechs mit aufgesetztem Rahmen sowie darunter angeordneten Hohlprofilen,
- 9 eine Detailquerschnittsansicht eines Randbereiches durch einen erfindungsgemäßen Batterieträger,
- 10 bis 14 das Herstellen einer Schweißverbindung in einem Eckbereich mit optionaler Dichtraupe,
- 15 eine erfindungsgemäß hergestellte Haube,
- 16 eine erfindungsgemäß hergestellte Haube mit zusätzlicher Stufe in einer Seitenwand,
- 17 eine Längsschnittansicht gemäß der Schnittlinie A-A aus 16,
- 18 eine alternative Ausgestaltungsvariante einer erfindungs gemäßen Haube,
- 19a bis 19f verschiedene Querschnittsansichten des umlaufenden Rahmens,
- 20 eine perspektivische Ansicht auf einen Batterieträger von unten,
- 21 eine Detailansicht auf einen Batterieträger von unten mit Hitzeschutzblech,
- 22 die Herstellung einer Wanne als Faltwanne mit in der Seitenwand integrierten Stufe.
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In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Batterieträger 1 in perspektivischer Ansicht. Der Batterieträger 1 weist eine, auf die Kraftfahrzeugvertikalrichtung Z bezogen, oben liegende Haube 2 auf. Die Haube 2 selbst hat einen Boden 3 sowie eine umlaufende Seitenwand 4 und einen gegenüber der Seitenwand 4 abstehenden Flansch 5. Die Haube 2 übergreift damit einen umlaufenden Rahmen 6, wobei der Rahmen 6 auf einem Bodenblech 7 aufliegt. Unterhalb des Bodenbleches 7 sind Hohlprofile 8 angeordnet. Die Hohlprofile 8 verlaufen im Wesentlichen in Kraftfahrzeugquerrichtung Y und decken den Batterieträger von unten flächig ab. In der Mitte können die Hohlprofile 8 ebenfalls von einem Mittelprofil 9 unterbrochen sein. Unter dem Mittelprofil 9 kann beispielsweise ein nicht näher dargestellter Abgasstrang in einem ausgenommenen Bereich 10 angeordnet werden. Seitlich sind Befestigungslaschen 11 angeordnet. Die Befestigungslaschen 11 selbst können beispielsweise als Strangpressprofilbauteile oder auch Gussbauteile hergestellt sein. Die Befestigungslaschen 11 selbst sind mit dem Batterieträger 1 insbesondere verschraubt und dienen der Koppelung mit einem nicht näher dargestellten Fahrzeug. Hierfür vorgesehene Schraubverbindungen 12 sind dann mit dem umlaufenden Rahmen 6 gekoppelt.
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2 zeigt einen Längsschnitt entlang der Schnittlinie II-II aus 1. Hier zu erkennen ist, dass die Haube 2 als Umformbauteil mit dem Boden 3, der umlaufenden Seitenwand 4 und wiederum von der Seitenwand 4 ein umlaufend abstehender Flansch 5 ausgebildet ist. Zusätzlich weist der Flansch 5 eine Stufe 14 bzw. Falz auf, die gegenüber dem Flansch 5 im Wesentlichen um 90° abstehend orientiert ausgebildet ist. In einem Innenraum 15 des Batterieträgers 1 sind schematisch angedeutet Batterien 16 angeordnet. Die Batterien 16 stehen auf einem Bodenblech 7 auf. Unterhalb des Bodenblechs 7, bezogen auf die Kraftfahrzeugvertikalrichtung Z, ist eine Kühlkanalplatte 17 angeordnet. Die Kühlkanalplatte 17 weist Ausformungen 18 auf, dergestalt, dass zwischen Bodenblech 7 und Kühlkanalplatte 17 Kühlkanäle 19 zur Durchleitung eines Fluides ausgebildet sind. Die auf dem Bodenblech 7 angeordneten Batterien 16 geben somit entstehende Wärme an das Bodenblech 7 ab, welche wiederum von dem Kühlmedium in den Kühlkanäle 19 abgeführt wird. Das Bodenblech 7 selbst ist dann mit dem Rahmen 6 gekoppelt. Der Rahmen 6 selbst weist unten und oben jeweils einen Abstandsbuckel 20 auf. Ein zwischen Rahmen 6 und Bodenblech 7 entstehender Spalt 21 kann somit mit zusätzlichem Dicht- und/oder Klebstoff aufgefüllt werden. Durch den Abstandsbuckel 20 ist ein elektrisch leitender Kontakt zwischen Rahmen 6 und Bodenblech 7 gegeben. Ebenfalls weist der Rahmen 6 einen Abstandsbuckel 20 zum Flansch 5 der Haube 2 auf. Auch ein hier entstehender Spalt 21 kann mit einem Kleb- und/oder Dichtstoff ausgefüllt werden.
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Auf die Kraftfahrzeugvertikalrichtung Z bezogen unterhalb des Bodenblechs 7 bzw. der Kühlkanalplatte 17 sind ferner die Hohlprofile 8 angeordnet. Die Hohlprofile 8 erstrecken sich mit dem Verlauf ihrer Hohlkammern 23 in Kraftfahrzeugquerrichtung Y. Die Hohlprofile 8 können über ein Nut- und Federstecksystem 22 untereinander gekoppelt sein. Die Hohlprofile 8 decken somit flächig den annähernd gesamten Boden ab. Die Hohlkammern 23 bilden somit einen Raum, um auf die Kraftfahrzeugvertikalrichtung Z bezogen von unten kommende Schläge im Falle eines Aufsetzens auf einem Untergrund zu dämpfen bzw. entstehende Crashenergie optional abzubauen, um die Batterien 16 vor Beschädigungen zu schützen.
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3 zeigt eine Querschnittsansicht gemäß der Schnittlinie III-III aus 1. Auch hier sind die einzelnen Batterien 16 zu erkennen, welche auf dem Bodenblech 7 aufliegen, wobei unterhalb des Bodenbleches 7 dann entstehende Wärme über Kühlkanäle 19 abgeführt wird. Die Hohlprofile 8 verlaufen in Kraftfahrzeugquerrichtung Y nicht durchgehend, sondern sind von dem Mittelprofil 9 unterbrochen. In dem ausgenommenen Bereich 10 des Mittelprofils 8 kann beispielsweise ein nicht dargestellter Abgasstrang einer Verbrennungskraftmaschine angeordnet sein. Jeweils zu erkennen ist, dass der Rahmen 6 außen umlaufend ist und den Flansch 5 der Haube 2 sowie das Bodenblech 7 miteinander koppelt.
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4 zeigt einen Montagevorgang für einen erfindungsgemäßen Batterieträger 1. Zunächst werden die in Kraftfahrzeugquerrichtung Y verlaufenden Hohlprofile 8 sowie das Mittelprofil 9 angeordnet. Hierauf dargestellt ist dann ein umlaufender Rahmen 6 aufgesetzt. In dem Rahmen 6 selbst sind Befestigungsprofile in Form von Aufnahmeblöcken 27 angeordnet zur Koppelung mit nicht näher dargestellten Batterien.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht in einem weiteren Fertigungsschritt, wobei hier die Kühlkanalplatte 17 aufgesetzt ist und linienförmig bzw. kanalförmig die Ausformungen 18 in dieser angeordnet sind.
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6 zeigt das darauf angeordnete Bodenblech 7, welches einen ebenen Untergrund zur Aufnahme von in 7 dargestellten Batterien 16 bildet. Zu erkennen ist, dass die dargestellte Batterie 16 mit den Aufnahmeblöcken 27 gekoppelt ist.
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8 zeigt dazu noch einmal eine Schnittansicht. Zu erkennen sind die zwischen Bodenblech 7 und Kühlkanalplatte 17 entstandenen Kühlkanäle 19 sowie die unterhalb der Kühlkanäle 19 angeordneten Hohlprofile 8.
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9 zeigt eine Detailansicht. Zu erkennen ist der umlaufende Rahmen 6 mit seinem auf die Kraftfahrzeugvertikalrichtung Z oben und unten überstehenden Abstandsbuckel 20. Die dazwischen entstehenden Spalte 21 können mit einem nicht näher dargestellten Dicht- und/oder Klebstoff ausgefüllt sein. Die Hohlprofile 8 sind von unten das Bodenblech 7 sowie die Kühlkanalplatte 17 durchgreifend mit Schrauben 28 mit dem Rahmen 6 verschraubt. Hier kann zusätzlich dann einen seitliche Abdeckplatte 54 angeordnet sein, welche die Hohlprofile 8 seitlich verschließt.
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15 zeigt eine Haube 2 in einer Teilansicht von unten in einem Bereich einer entstehenden Ecke. Eine Öffnung zeigt somit auf die Bildebene bezogen nach oben. Zunächst ist ein nicht dargestellter Blechplatinenzuschnitt bereitgestellt worden und dann die Haube 2 als Faltbauteil durch Umformen des Blechplatinenzuschnitts hergestellt. Hierzu sind die Seitenwände 4 sowie die Flansche 5 jeweils gefaltet bzw. abgekantet und kommen dann im Bereich der Ecke 30 gemäß 10 zur Anlage. Diese sind jedoch noch nicht verbunden. Eine umlaufende Seitenwand 4 ist ausgebildet durch vier Seitenwände 4 bzw. Seitenwandabschnitte, die sich jeweils in einem Eckbereich 29 treffen. Gegenüber den Seitenwänden 4 steht außen umlaufend ein Flansch 5 seitlich ab.
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Erfindungsgemäß ist die Wanne als Faltwanne ausgebildet bzw. hergestellt. 10 zeigt einen solchen nach dem Falten entstandenen Eckbereich 29. Diesen Eckbereich 29 sowie auch insbesondere die untere Ecke 30 dichtzuschweißen, was gleichsam auch für den außen abstehenden Teil des Flansches 5 gilt, ist problematisch.
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11 zeigt hier einen erfindungsgemäßen Lösungsansatz. Es wird eine Schweißnaht 32 von innen nicht in der Ecke 30 beginnend, sondern mit einem Versatz 33 aus der Ecke 30 in einem Übergangsbereich von Boden 3 zu Seitenwand 4 beginnend durchgehend über die Ecke 30 und den Eckbereich 29 gezogen, die sich bis zum äußeren Teil des Flansches 5 erstreckt. Die Schweißnaht wird mittels Schmelzschweißen, insbesondere Lichtbogenschweißen wie zum Beispiel MIG Schweißen hergestellt.
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12 zeigt eine weitere Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Erfindung. Hier ist zunächst der außen abstehende Bereich des Flansches 5 beider Seitenwände 4 im Bereich der Eckverbindung nach außen erweitert bzw. weiter abstehend ausgebildet. Die Schweißnaht 32 wird dann bis zum äußeren Ende 34 der nach außen weiter abstehenden Flansche 5 durchgezogen.
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Im Anschluss wird der Flansch 5 gemäß 13a und 13b entlang einer Schnittlinie 35 mechanisch bearbeitet durch Trennen oder sonstiges abrasives oder mechanisches Verfahren, so dass sich eine glatte äußere umlaufende Kante 36 des Flansches 5 ergibt, der gerade auch im Bereich der Schweißnaht des Flansches 5 eine hohe Verbindungsqualität aufweist. Schweißnahtfehler, insbesondere im Flanschbereich, werden somit erfindungsgemäß vermieden.
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14 zeigt eine ergänzende Ausgestaltungsvariante. Hier wird zusätzlich auf die Schweißnaht 32 zumindest längenabschnittsweise von innen ergänzend eine Dichtraupe 37 aufgetragen.
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16 zeigt eine weitere Ausgestaltungsvariante eines eigenständigen Erfindungsgedankens. Hier ist eine Haube 2 eines Batterieträger 1 dargestellt. Diese ist ebenfalls als Faltbauteil hergestellt und weist einen Boden 3 sowie eine umlaufende Seitenwand 4 auf. Die Seitenwand 4 hat vier Seiten bzw. Seitenwandabschnitte, die in einem jeweiligen Eckbereich 29 nach dem Faltvorgang miteinander gefügt sind. Erfindungsgemäß ist nunmehr an zwei gegenüberliegenden Seitenwänden 4, bezogen auf die Bildebene links und rechts, jeweils eine zusätzliche Stufe 38 mit eingeformt. Gut zu erkennen ist dies auch nochmals in der Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie A-A in 17. Die Stufe 38 ermöglicht es, in der Haube 2 bzw. Wanne eine Montagemöglichkeit von Batteriemodulen vorzunehmen. Ferner versteift die Stufe 38 die entsprechende Seitenwand 4. Die erfindungsgemäße Ausbildung einer Stufe 38, 57 in der Seitenwand 4 kann mit jeder der zuvor beschriebenen Eckverbindungstechniken kombiniert werden.
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18 zeigt eine weitere Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Erfindung. Hier ist an drei Seiten der umlaufenden Seitenwand 4 die Stufe 38 ausgebildet. Es sind Stanzmuttern 39 auf der Stufe 38 angeordnet bzw. in diese eingebracht, so dass in 18 nicht näher dargestellt Batterien bzw. Batteriemodule in der Wanne bzw. Haube 2 befestigt werden können.
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19a bis 19f zeigen verschiedene Querschnittsansichten des umlaufenden Rahmens 6. 19a zeigt den Rahmen 6 in einer Querschnittsansicht. Zu erkennen sind sowohl oben als auch unten angeordnete Abstandsbuckel 20. Die Abstandsbuckel 20 können auch als Schildrand bezeichnet werden. Es ergibt sich somit eine außen liegende Prallfläche 40, welche in Kraftfahrzeugquer- bzw. Längsrichtung X, Y orientiert ist, so dass diese mit einem aufprallenden Gegenstand zuerst in Kontakt tritt. In einem Obergurt 41 und einem Untergurt 42 sind Sollknickstellen 43 ausgebildet. Die Sollknickstellen 43 indizieren dabei eine entsprechende Verformung. An einem zu einem inneren Bereich des Battery trays angeordneten Stehgurt 44 können optional ein Nut 45 und eine Feder 46 ausgebildet sein. Auch könnte hier ein weiterer nicht näher dargestellter Abstandsbuckel ausgebildet sein. Insbesondere ist der Rahmen bzw. das Profil zur Herstellung des Rahmens durch Extrusion hergestellt.
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19b zeigt eine alternative Ausgestaltungsvariante, in welcher die Sollknickstellen 43 nicht im Bereich einer inneren Hohlkammer 47 angeordnet sind, sondern außen angeordnet sind.
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19c zeigt eine Alternative, bei welcher die Hohlkammer 47 größer ausgebildet ist und der Stehgurt 44 in seiner Massivität geringer ausgebildet ist.
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19d zeigt eine alternative Ausgestaltungsvariante mit in jedem Obergurt 41 und Untergurt 42 angeordneten drei Hohlkammern 47. Zwei Hohlkammern sind außen angeordnet, eine Hohlkammer 47 ist innen angeordnet. Die Hohlkammern 47 dienen somit bei einem Aufprall in Kraftrichtung F als Trigger, um eine gezielte Deformation bzw. Faltenwurf zu ermöglichen.
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Gemäß der Ausgestaltungsvariante von 19e ist ferner die Hohlkammer 47 derart ausgebildet, dass zwei Spitzen 48 in Richtung der Prallfläche 40 mit einer jeweils oben und unten angeordneten Spitze 48 in Richtung der Prallfläche 40 erstreckt. Auch hierdurch kann ein gezieltes Deformieren im Falle eines Aufpralls in Kraftrichtung F beeinflusst werden.
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19f zeigt eine alternative Ausgestaltungsvariante, bei welcher insgesamt fünf Sollknickstellen 43 in jeweils Obergurt 41 und Untergurt 42 eingebracht sind. Hierdurch kann das Faltverhalten gezielt beeinflusst werden. Der Rahmen 6 arbeitet somit nach dem Prinzip einer Crashbox, insbesondere bei seitlicher Intrusion von Gegenständen in den Battery tray.
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20 zeigt das Gesamtsystem des Batterieträgers von unten. In dem ausgenommenen Bereich 10, welcher auch als Mitteltunnel 49 bezeichnet werden kann, kann somit ein nicht näher dargestellter Abgasstrang geführt werden.
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Gemäß 21 ist in diesem Mitteltunnel 49 ein Hitzeschutzblech 50 angeordnet. Das Hitzeschutzblech 50 selbst übergreift mit einem Flansch 51 die jeweiligen Hohlkammern 8. Das Hitzeschutzblech 50 ist dann im Bereich des Mitteltunnels 49 mit zwei im Querschnitt dreieckförmigen Hohlkammern 52 sowie einem in der Mitte diese verbindenden Steg 53 ausgebildet. Das Hitzeschutzblech 50 ist insbesondere als Extrusionsbauteil ausgebildet. Der Steg 53 weist dazu bevorzugt eine Wandstärke zwischen 4 mm und 5 mm, insbesondere 4,5 mm auf, die dreieckförmigen Hohlkammern 52 weisen eine Wandstärke im Bereich von 3,5 mm bis 4,5 mm, insbesondere 4 mm auf und der Flansch 51 weist eine Wandstärke von 2,5 mm bis 3,5 mm, insbesondere 3 mm auf. Das Hitzeschutzblech 50 dient somit gleichzeitig als Lastpfad in Kraftfahrzeugquerrichtung Y.
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22 zeigt eine erfindungsgemäße Wanne 55. Die Wanne 55 hat ein Bodenblech 56 und eine umlaufende Seitenwand 4. Seitenwand 4 und Bodenblech 56 sind einstückig und werkstoffeinheitlich hergestellt durch Ausschnitt einer Platine und anschließendes Falten der Platine. Die auf die Bildebene bezogen vordere Seite 4v der Seitenwand 4 und hintere Seite 4h der Seitenwand 4 sind jeweils für sich glatt ausgebildet. Die auf die Bildebene bezogen linke Seite 4l der Seitenwand 4 und die rechte Seite 4r der Seitenwand 4 sind mit einer zusätzlichen Stufe 57 ausgebildet. Die Stufe 57 ist eingeformt und dient als Auflagefläche für in der Wanne 55 angeordnete Batteriemodule und/oder zur zusätzlichen Versteifung. Die vordere Seite 4v der Seitenwand 4 wird in einem folgenden Fertigungsschritt nach oben abgeklappt und dann mit der Seite 4l und Seite 4r in den entstehenden Eckbereichen verschweißt. Ferner ist dargestellt ein Biegebereich 58 zwischen Bodenblech 56 und Seitenwand 4. Dieser ist erfindungsgemäß mit einem besonders kleinen Biegeradius bezogen auf die Dicke bzw. Wandstärke W der Blechplatine hergestellt. Dies ist aufgrund der Falttechnik möglich.
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Die hier dargestellte Wanne 55 kann auch als Haube im Ausführungsbeispiel gemäß 1 verwendet werden. In diesem Fall ist weiter vorstellbar, dass die Stufen die Haube selbst und im montierten Zustand auch den Batterieträger versteifen. Somit könnten die Hohlprofile des Rahmens 3 leichter und/oder dünner ausgeführt werden oder sogar gänzlich entfallen.
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Bezugszeichen:
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- 1
- Batterieträger
- 2
- Haube
- 3
- Boden
- 4
- Seitenwand
- 4v
- vordere Seite von 4
- 4h
- hintere Seite von 4
- 4l
- linke Seite von 4
- 4r
- rechte Seite von 4
- 5
- Flansch
- 6
- Rahmen
- 7
- Bodenblech
- 8
- Hohlprofil
- 9
- Mittelprofil
- 10
- ausgenommener Bereich
- 11
- Befestigungslasche
- 12
- Schraubverbindung
- 14
- Stufe
- 15
- Innenraum
- 16
- Batterie
- 17
- Kühlkanalplatte
- 18
- Ausformung zu 17
- 19
- Kühlkanäle
- 20
- Abstandsbuckel
- 21
- Spalt
- 22
- Nut- und Federstecksystem
- 23
- Hohlkammern
- 27
- Aufnahmeblock
- 28
- Schraube
- 29
- Eckbereich
- 30
- Ecke
- 31
- Teil zu 5
- 32
- Schweißnaht
- 33
- Versatz
- 34
- äußeres Ende
- 35
- Schnittlinie
- 36
- äußere Kante
- 37
- Dichtraupe
- 38
- Stufe
- 39
- Stanzmutter
- 40
- Prallfläche
- 41
- Obergurt
- 42
- Untergurt
- 43
- Sollknickstelle
- 44
- Stehgurt
- 45
- Nut
- 46
- Feder
- 47
- Hohlkammer
- 48
- Spitze
- 49
- Mitteltunnel
- 50
- Hitzeschutzblech
- 51
- Flansch
- 52
- dreieckförmige Hohlkammer
- 53
- Steg
- 54
- Abdeckplatte
- 55
- Wanne
- 56
- Bodenblech
- 57
- Stufe
- 58
- Biegebereich
- Z
- Kraftfahrzeugvertikalrichtung
- Y
- Kraftfahrzeugquerrichtung
- K
- Kraftrichtung
- W
- Wandstärke
