DE102018206253A1

DE102018206253A1 - Battery arrangement for a motor vehicle and motor vehicle

Info

Publication number: DE102018206253A1
Application number: DE102018206253.6A
Authority: DE
Inventors: Johannes Landgraf; Jörg Michael; Reiner Oster; Thomas Ketterle
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-04-24
Filing date: 2018-04-24
Publication date: 2019-10-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterieanordnung (10) für ein Kraftfahrzeug (31), wobei die Batterieanordnung (10) mehrere Batteriemodule (12) aufweist, wobei ein jeweiliges der Batteriemodule (12) mindestens eine Batteriezelle umfasst, und wobei die Batteriemodule (12) auf einem Träger (14) befestigt sind. Dabei sind die Batteriemodule (12) derart am Träger (14) befestigt, dass ein jeweiliges Batteriemodul (12) bei einer vorbestimmten Mindestkraftbeaufschlagung (18) in zumindest einer Richtung gegenüber dem Träger (14) verschiebbar ist.The invention relates to a battery assembly (10) for a motor vehicle (31), wherein the battery assembly (10) comprises a plurality of battery modules (12), wherein a respective one of the battery modules (12) comprises at least one battery cell, and wherein the battery modules (12) on a Carrier (14) are attached. In this case, the battery modules (12) are fastened to the carrier (14) such that a respective battery module (12) can be displaced in at least one direction with respect to the carrier (14) at a predetermined minimum application of force (18).

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Batterieanordnung mehrere Batteriemodule aufweist, wobei ein jeweiliges der Batteriemodule mindestens eine Batteriezelle umfasst, und wobei die Batteriemodule auf einem Träger befestigt sind. Zur Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterieanordnung.The invention relates to a battery assembly for a motor vehicle, wherein the battery assembly comprises a plurality of battery modules, wherein a respective one of the battery modules comprises at least one battery cell, and wherein the battery modules are mounted on a support. The invention also includes a motor vehicle with such a battery assembly.

Bei heutigen Fahrzeugkonzepten mit im Boden integrierten Hochvolt-Batterien werden aufwendige Rohbaustrukturen zum Schutz der Batterie im Crashfall benötigt. Die gesamte im Crash auftretende Energie muss vor dem Auftreffen des Hindernisses an der Batterie abgebaut sein. Diese zusätzlich notwendigen Strukturen am Fahrzeug und innerhalb der Batterie erhöhen nachteiligerweise das Fahrzeuggewicht und die Kosten.In today's vehicle concepts with integrated high-voltage batteries in the ground complex shell structures to protect the battery in the event of a crash are needed. The entire energy occurring in the crash must be dissipated before the obstacle hits the battery. These additionally necessary structures on the vehicle and inside the battery disadvantageously increase the vehicle weight and the costs.

Die US 4,174,014 A offenbart ein Kraftfahrzeug mit mehreren Batterien bzw. Batteriemodulen zu deren Schutz das Kraftfahrzeug mehrere Abschirmungen, zum Beispiel aus Metallschäumen, aufweist, die zur Aufpralldämpfung im Falle eines Unfalls ausgelegt sind. Weiterhin beschreibt die DE 10 2012 008 633 A ein Batteriemodul mit einer Mehrzahl von Batteriezellen und wenigstens einem Deformationselement, wobei das Deformationselement dazu ausgelegt ist, durch eine plastische Verformung seiner Gestalt einer von außen auf das Batteriemodul einwirkende mechanische Energie zu absorbieren.The US 4,174,014 A discloses a motor vehicle with a plurality of batteries or battery modules to protect the motor vehicle has a plurality of shields, for example, metal foams, which are designed for impact damping in the event of an accident. Furthermore, the describes DE 10 2012 008 633 A a battery module having a plurality of battery cells and at least one deformation element, wherein the deformation element is adapted to absorb by a plastic deformation of its shape from the outside acting on the battery module mechanical energy.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Batterieanordnung und ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die eine möglichst effiziente, kostengünstige und gewichtsreduzierte Schutzmöglichkeit zum Schutz der Batterieanordnung im Falle eines Unfalls ermöglichen.Object of the present invention is to provide a battery assembly and a motor vehicle that allow the most efficient, cost-effective and weight-reduced protection option to protect the battery assembly in the event of an accident.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Batterieanordnung und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.This object is achieved by a battery arrangement and a motor vehicle having the features according to the respective independent patent claims. Advantageous embodiments of the invention are subject of the dependent claims, the description and the figures.

Eine erfindungsgemäße Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug weist mehrere Batteriemodule auf, wobei ein jeweiliges der Batteriemodule mindestens eine Batteriezelle umfasst. Weiterhin sind die Batteriemodule auf einem Träger befestigt. Dabei sind die Batteriemodule derart am Träger befestigt, dass ein jeweiliges Batteriemodul bei einer vorbestimmten Mindestkraftbeaufschlagung in zumindest einer Richtung gegenüber dem Träger verschiebbar ist.A battery arrangement according to the invention for a motor vehicle has a plurality of battery modules, wherein a respective one of the battery modules comprises at least one battery cell. Furthermore, the battery modules are mounted on a support. In this case, the battery modules are fastened to the carrier in such a way that a respective battery module is displaceable relative to the carrier in at least one direction at a predetermined minimum application of force.

Da sich somit vorteilhafterweise die Batteriemodule beim Auftreten einer äußeren Last innerhalb der Batterie verschieben können, kann vorteilhafterweise bei einem Crash abzubauende Energie zumindest zum Teil in eine Verschiebung umgewandelt werden. Mit anderen Worten wird also ein Teil der auf die Batteriemodule wirkenden Kraft durch deren Verschiebung in kinetische Energie gewandelt und durch Reibung abgebaut. Dies ermöglicht es vorteilhafterweise, dass der Materialeinsatz zum Schutz der Batterie reduziert werden kann.Since the battery modules can thus advantageously move within the battery when an external load occurs, it is advantageously possible to convert energy to be degraded in a crash, at least in part, into a displacement. In other words, therefore, a part of the force acting on the battery modules force is converted by their displacement in kinetic energy and degraded by friction. This advantageously allows the use of material to protect the battery to be reduced.

Die Befestigung, durch welche die jeweiligen Batteriemodule am Träger befestigt sind, kann zum Beispiel als lösbare Befestigung ausgebildet sein, insbesondere welche ab dem Auftreten einer gewissen Mindestkraft lösbar ist, welche aber andernfalls die Batteriemodul zuverlässig am Träger hält. Beispielsweise kann zwischen den jeweiligen Batteriemodulen und dem Träger ein jeweiliges Verbindungsmittel oder Befestigungsmittel vorgesehen sein, welche die Verbindung zwischen dem jeweiligen Batteriemodulen und dem Träger beim Auftreten der vorbestimmten Mindestkraftbeaufschlagung in der zumindest einen Richtung löst. Dabei werden die Batteriemodule vorteilhafterweise nicht beschädigt. Die Schwachstelle stellt also die Verbindung zwischen den jeweiligen Batteriemodulen und dem Träger dar und nicht ein Teil der Batteriemodule selbst. Eine solche Befestigung kann zudem reversibel oder irreversibel ausgestaltet sein. Eine reversible Befestigung geht dabei nicht mit einer Zerstörung des Befestigungsmittels einher, während eine reversible Befestigung dagegen mit einer Zerstörung des Befestigungsmittels einhergeht. Eine reversible Befestigungsmöglichkeit wäre zum Beispiel eine kraftschlüssige Halterung durch vom Träger abstehenden Metallplättchen, die sich bei der vorbestimmten Mindestkraftbeaufschlagung der Batteriemodule verbiegen und damit die Bewegung der Batteriemodule freigeben und anschließen wieder in ihren Ausgangszustand zurückgebogen werden können.The attachment, by which the respective battery modules are fastened to the carrier, can be designed, for example, as a detachable attachment, in particular which can be detached from the occurrence of a certain minimum force, but which otherwise reliably holds the battery module on the carrier. For example, a respective connecting means or fastening means may be provided between the respective battery modules and the carrier, which releases the connection between the respective battery modules and the carrier when the predetermined minimum application of force occurs in the at least one direction. The battery modules are advantageously not damaged. The weak point thus represents the connection between the respective battery modules and the carrier and not a part of the battery modules themselves. Such a fastening can also be designed to be reversible or irreversible. A reversible attachment is not accompanied by a destruction of the fastener, while a reversible attachment, however, is accompanied by a destruction of the fastener. A reversible mounting option would be, for example, a frictional mounting by protruding from the carrier metal plate, which bend at the predetermined Mindestkraftbeaufschlagung the battery modules and thus release the movement of the battery modules and then can be bent back into its initial state.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Batteriemodule jeweils mittels zumindest eines Befestigungsmittels am Träger befestigt, das eine Sollbruchstelle aufweist. Hierdurch lässt sich auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine Befestigung der Batteriemodule am Träger realisieren, die bei der vorbestimmten Mindestkraftbeaufschlagung in der zumindest einen Richtung gelöst wird. Diese Lösung der Befestigung besteht in diesem Beispiel durch ein Verbiegen oder den Bruch an dieser Sollbruchstelle des Befestigungsmittels. Das Befestigungsmittel kann selbst zum Beispiel als Schraube oder als ein Nagel oder als ein Niet oder Ähnliches ausgebildet sein. Eine Sollbruchstelle kann zum Beispiel auf einfache Weise durch eine entsprechende Materialschwächung, zum Beispiel durch eine oder mehrere Einkerbungen, im Befestigungsmittel bereitgestellt sein.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the battery modules are each secured by means of at least one fastening means on the carrier, which has a predetermined breaking point. This makes it possible in a particularly simple and cost-effective manner to attach the battery modules to the carrier, which is released at the predetermined Mindestkraftbeaufschlagung in the at least one direction. This solution of attachment consists in this example by bending or breaking at this breaking point of the fastener. The fastening means may itself be formed, for example, as a screw or as a nail or as a rivet or the like. A predetermined breaking point can, for example, easily by a corresponding material weakening, for Example, by one or more notches, be provided in the fastener.

Die Batteriemodule der Batterieanordnung können dabei im Allgemeinen Bestandteil einer Batterie, insbesondere eine Hochvolt-Batterie, sein, wobei diese Batterie vorzugsweise zur Integration in einen Boden des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Einzelne Batteriemodule umfassen üblicherweise mehrere Batterieeinzelzellen, zum Beispiel Lithium-Ionen-Zellen, wie dies auch für die Batteriemodule gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung der bevorzugt ist. Weiterhin weisen die Batteriemodule vorzugsweise eine längliche Form auf. Dies bedeutet dass sie eine Höhe, eine Breite und eine Länge aufweisen, wobei die Länge größer ist als die Höhe und die Breite dieser Batteriemodule. Dabei ist es bevorzugt, dass die Batterieanordnung derart ausgebildet ist, dass die einzelnen Batteriemodule bei der vorbestimmten Mindestkraftbeaufschlagung in oder entgegen ihrer Längserstreckungsrichtung gegenüber dem Träger verschiebbar sind. Die Batterieanordnung kann aber auch so ausgestaltet sein, dass die einzelnen Batteriemodule bei der vorbestimmten Mindestkraftbeaufschlagung in unterschiedliche Richtungen gegenüber dem Träger verschiebbar sind. Dies kann wiederum auf einfache Weise durch das Vorsehen von Befestigungsmitteln mit entsprechenden Sollbruchstellen bewerkstelligt werden.The battery modules of the battery assembly may generally be part of a battery, in particular a high-voltage battery, said battery is preferably provided for integration into a floor of the motor vehicle. Individual battery modules usually comprise a plurality of individual battery cells, for example lithium-ion cells, as is also preferred for the battery modules according to exemplary embodiments of the invention. Furthermore, the battery modules preferably have an elongated shape. This means that they have a height, a width and a length, wherein the length is greater than the height and the width of these battery modules. It is preferred that the battery arrangement is designed such that the individual battery modules are displaceable in the opposite direction of the longitudinal extent of the predetermined minimum Kraftbeaufschlagung against the carrier. However, the battery arrangement can also be designed so that the individual battery modules are displaceable in different directions relative to the carrier at the predetermined Mindestkraftbeaufschlagung. This can in turn be accomplished in a simple manner by the provision of fasteners with corresponding predetermined breaking points.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist ein jeweiliges der Batteriemodule zwei gegenüberliegende Seitenwände und zwei gegenüberliegende Stirnseiten auf, die jeweils die zwei Seitenwände miteinander verbinden, wobei die Batterieanordnung mehrere Strukturelemente aufweist, und wobei einem jeweiligen Batteriemodul mindestens eines der Strukturelemente zugeordnet ist. Dabei ist ein jeweiliges Strukturelement dazu ausgelegt, eine in Richtung einer der Stirnseiten des dem Strukturelement zugeordneten Batteriemoduls wirkende Kraft auf die Seitenwände des Batteriemoduls einzuleiten.In a further advantageous embodiment of the invention, a respective one of the battery modules has two opposite side walls and two opposite end sides, which connect the two side walls to each other, wherein the battery assembly comprises a plurality of structural elements, and wherein a respective battery module is associated with at least one of the structural elements. In this case, a respective structural element is designed to initiate a force acting in the direction of one of the end sides of the structural element assigned to the battery module force on the side walls of the battery module.

Derartige Strukturelemente bzw. Crashelemente, die mit einer spezifischen, insbesondere geometrischen, Struktur ausgebildet sein können, können also vorteilhafterweise die Kräfte auf einem äußeren Lastpfad im Modul, d.h. über die Seitenwände, um die Zellen umleiten. Eine in Richtung der Stirnseiten der Batteriemodule wirkende Kraft wird also so auf die Seitenwände der jeweiligen Batteriemodule eingeleitet und es erfolgt keine Übertragung auf die im Batteriemodul angeordneten Batteriezellen. Die Seitenwände der jeweiligen Batteriemodule können sich entlang der oben genannten Längserstreckungsrichtung erstrecken.Such structural elements or crash elements, which may be formed with a specific, in particular geometric, structure, can thus advantageously the forces on an outer load path in the module, i. over the side walls to divert the cells. A force acting in the direction of the end faces of the battery modules is thus introduced into the side walls of the respective battery modules and there is no transmission to the battery cells arranged in the battery module. The side walls of the respective battery modules may extend along the above-mentioned longitudinal direction.

Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn ein jeweiliges Strukturelement in zumindest eine der Stirnseiten, insbesondere in beide Stirnseiten, des ihm zugeordneten Batteriemoduls integriert ist. Mit anderen Worten sind die Stirnseiten der jeweiligen Batteriemodule mit solchen Strukturelementen versehen. Dies bietet vorteilhafterweise einen beidseitigen Schutz der Batteriemodule. Alternativ können die Strukturelemente auch als separate Bauteile vor den jeweiligen Stirnseiten der Batteriemodule angeordnet sein. Wenn die Strukturelemente jedoch in die Stirnseiten integriert sind, bilden die Strukturelemente gleichzeitig auch die stirnseitigen Wände der Batteriemodule und es kann wiederum Material eingespart werden.In this case, it is furthermore advantageous if a respective structural element is integrated in at least one of the end sides, in particular in both end faces, of the battery module assigned to it. In other words, the end faces of the respective battery modules are provided with such structural elements. This advantageously provides a double-sided protection of the battery modules. Alternatively, the structural elements can also be arranged as separate components in front of the respective front sides of the battery modules. However, if the structural elements are integrated in the end faces, the structural elements simultaneously form the frontal walls of the battery modules and again material can be saved.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Batteriemodule im Wesentlichen mit ihren Längserstreckungsrichtungen parallel zueinander angeordnet sind. Hieraus ergibt sich eine ausgezeichnete Richtung der Batterieanordnung, nämlich entlang der Längserstreckungsrichtung der Batteriemodule. Eine zumindest zum Teil in Richtung der Längserstreckungsrichtung der Batteriemodule einwirkende Kraft, die damit also in der Richtung der Stirnseiten der jeweiligen Batteriemodule wirkt, kann somit vorteilhafterweise durch die jeweiligen stirnseitigen Strukturelemente auf die Seitenwände der Batteriemodule eingeleitet und damit durch die Batteriemodule hindurch geleitet werden.Furthermore, it is advantageous if the battery modules are arranged substantially parallel to one another with their longitudinal extension directions. This results in an excellent direction of the battery assembly, namely along the longitudinal direction of the battery modules. An acting at least partially in the direction of the longitudinal extension direction of the battery modules force, which thus thus acts in the direction of the end faces of the respective battery modules can thus be advantageously introduced through the respective end structure elements on the side walls of the battery modules and thus passed through the battery modules.

Diese Kraftdurchleitung, die durch die jeweiligen Strukturelemente ermöglicht wird, stellt eine weitere besonders vorteilhafte Schutzmaßnahme dar, die Gewicht und Kosten spart, da es somit nicht erforderlich ist, durch aufwendige Maßnahmen eine äußere, einwirkende Kraft vor dem Erreichen der Batteriemodule vollständig abzubauen. Denn eine solche Kraft oder Restkraft, die die Batteriemodule erreicht, wird nun vorteilhafterweise durch die oben beschriebenen Maßnahmen zum Teil durch die translatorische Verschiebung der Batteriemodule gegenüber dem Träger und gegebenenfalls gegeneinander abgebaut und der andere Teil wird durch die Batteriemodule über deren Seitenwände durchgeleitet, und die Batteriemodule bleiben somit beschädigungsfrei.This power transmission, which is made possible by the respective structural elements, represents a further particularly advantageous protective measure, which saves weight and costs, since it is thus not necessary to completely reduce by consuming measures an external, acting force before reaching the battery modules. For such a force or residual force that reaches the battery modules is now advantageously degraded by the measures described above in part by the translational displacement of the battery modules relative to the carrier and optionally against each other and the other part is passed through the battery modules on the side walls, and the Battery modules thus remain damage-free.

Vorzugsweise ist die Batterieanordnung dann im Kraftfahrzeug derart angeordnet, dass die Stirnseiten der Batteriemodule in Richtung der Crashempfindlichen Seiten des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Beispielsweise kann die Batterieanordnung derart im Kraftfahrzeug angeordnet sein, dass die jeweilige Längserstreckungsrichtung der Batteriemodule entlang der Kraftfahrzeug Querachse ausgerichtet ist. Damit ist gerade in Bezug auf einen Seitenaufprall durch die verschiebbare Befestigung der Batteriemodule sowie durch die zusätzlichen Strukturelemente in den Stirnseiten der Batteriemodule ein besonders hoher Schutz geboten und dennoch können die Batteriemodule großflächig im Kraftfahrzeug unter Ausnutzung des maximal zur Verfügung stehenden Bauraums verbaut werden. Die Batterieanordnung bzw. die Batteriemodule können dann zum Beispiel von einer Kraftfahrzeugseite zur anderen Kraftfahrzeugseite angeordnet sein. Für einen Frontaufprall oder einen Heckaufprall ist üblicherweise durch die Fahrzeugfront sowie das Fahrzeugheck ausreichend Knautschzone geboten, sodass bei solchen Aufprallsituationen die Batteriemodule ohnehin nicht sonderlich gefährdet sind. Die Batterieanordnung kann aber auch im Heckbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. In diesem Beispiel können die Batteriemodule dann mit ihrer Längserstreckungsrichtung parallel zur Fahrzeuglängsachse angeordnet sein, sodass gerade bei einem Heckaufprall ein besonders hohes Maß an Sicherheit durch die Verschiebbarkeit der Batteriemodule sowie durch die Strukturelemente bereitgestellt wird.Preferably, the battery assembly is then arranged in the motor vehicle such that the end faces of the battery modules are arranged in the direction of the crash-sensitive sides of the motor vehicle. For example, the battery arrangement may be arranged in the motor vehicle such that the respective longitudinal extension direction of the battery modules is aligned along the motor vehicle transverse axis. This is especially in relation to a side impact by the sliding attachment of the battery modules and by the additional structural elements in the end faces of the battery modules a particularly high level of protection and yet the Battery modules are widely installed in the vehicle taking advantage of the maximum available space. The battery assembly or the battery modules can then be arranged, for example, from one motor vehicle side to the other motor vehicle side. For a frontal impact or a rear impact, a sufficient amount of crumple zone is usually required by the vehicle front and the rear of the vehicle, so that the battery modules are not particularly endangered anyway in such an impact situation. The battery arrangement can also be arranged in the rear area of the motor vehicle. In this example, the battery modules can then be arranged with their longitudinal extension direction parallel to the vehicle longitudinal axis, so that a particularly high level of safety is provided by the displaceability of the battery modules and by the structural elements, especially in a rear impact.

Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Batterieanordnung eine sich in eine Längserstreckungsrichtung erstreckende erste Struktureinheit auf, die derart in Bezug auf die Batteriemodule angeordnet ist, dass die Batteriemodule jeweils mit einer ihrer Stirnseiten der ersten Struktureinheit zugewandt sind, wobei die erste Struktureinheit dazu ausgelegt ist, eine auf die erste Struktureinheit in Richtung der Batteriemodule wirkende Mindestkraft auf die Batteriemodule zu übertragen und dabei zu verteilen und/oder zu reduzieren.In a further particularly advantageous embodiment of the invention, the battery arrangement has a first structural unit extending in a longitudinal extension direction, which is arranged in relation to the battery modules such that the battery modules each face with one of their front sides of the first structural unit, wherein the first structural unit is designed to transmit a force acting on the first structural unit in the direction of the battery modules minimum force on the battery modules and thereby distribute and / or reduce.

Durch diese erste Struktureinheit kann damit vorteilhafterweise zusätzlich Kraft abgebaut und/oder verteilt werden. Eine solche Struktureinheit kann zum Beispiel durch ein Schwellerprofil des Kraftfahrzeugs und/oder ein Strangpressprofil bereitgestellt sein. Weist beispielsweise die Gesamtanordnung der Batteriemodule eine bestimmte Breite, die zur Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Batteriemodule senkrecht steht, auf, so ist es bevorzugt, dass sich diese Struktureinheit in ihrer Längserstreckungsrichtung mindestens über die Hälfte dieser Gesamtbreite, oder sogar über die gesamte Breite dieser Batteriemodulgesamtanordnung erstreckt. Eine punktuelle auf diese Struktureinheit wirkende Kraft, insbesondere ab einer gewissen Mindesthöhe dieser Kraft, wird dann auf die Batteriemodule übertragen, und dabei verteilt. Das heißt, die punktuell auf die Struktureinheit wirkende Kraft wird nicht nur auf ein einzelnes Batteriemodul übertragen, sondern auf mehrere benachbart zueinander angeordnete Batteriemodule verteilt, wodurch vorteilhafterweise die auf ein einzelnes Batteriemodul wirkende Kraft effektiv reduziert ist. Zudem ist die erste Struktureinheit zusätzlich dazu ausgebildet, Energie aufzunehmen und damit die auf die erste Struktureinheit einwirkende Kraft in ihrer Gesamtheit zu reduzieren. Eine solche Energieaufnahme kann durch Deformation der Struktureinheit erfolgen.By virtue of this first structural unit, it is thus advantageously possible additionally to dissipate and / or distribute force. Such a structural unit can be provided for example by a sill profile of the motor vehicle and / or an extruded profile. If, for example, the overall arrangement of the battery modules has a specific width which is perpendicular to the direction of longitudinal extension of the respective battery modules, it is preferred that this structural unit extends in its longitudinal direction over at least half of this overall width, or even across the entire width of this overall battery module arrangement. A punctual force acting on this structural unit, in particular from a certain minimum height of this force, is then transmitted to the battery modules, and thereby distributed. That is, the force acting selectively on the structural unit is not only transmitted to a single battery module, but distributed to a plurality of battery modules arranged adjacent to each other, whereby the force acting on a single battery module is advantageously effectively reduced. In addition, the first structural unit is additionally designed to absorb energy and thus to reduce the force acting on the first structural unit in its entirety. Such an energy absorption can take place by deformation of the structural unit.

Daher stellt es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die Struktureinheit derart ausgelegt ist, dass diese sich bei einer Einwirkung einer in Richtung der Batteriemodule wirkende Mindestkraft deformiert. Durch eine solche Deformation wird vorteilhafterweise Energie und Kraft abgebaut, und zum anderen wird durch die Biegung der Struktureinheit, die durch die Deformation bewirkt wird bzw. mit dieser einhergeht, automatisch auch eine Kraftverteilung auf eine größere Fläche bewirkt.Therefore, it represents a further advantageous embodiment of the invention, when the structural unit is designed such that it deforms when exposed to a force acting in the direction of the battery modules minimum force. By such a deformation energy and power is advantageously reduced, and on the other hand is automatically caused by the bending of the structural unit, which is caused by the deformation or associated with this, also a force distribution to a larger area.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Struktureinheit zwei in der Längserstreckungsrichtung verlaufende separate Strukturteile aufweist. Separat bedeutet hierbei, dass diese beiden Teile nicht einstückig ausgeführt sind, sondern als separate Bauteile gefertigt wurden. Dennoch können die Beiden Teile verbunden, zum Beispiel miteinander verschraubt, sein, oder an einem gemeinsamen Träger oder Rahmen befestigt sein. Beide dieser Strukturteile können zum Beispiel als Schweller und/oder Profile, zum Beispiel als Strangpressprofil oder Strukturschwammprofil oder Ähnliches ausgebildet sein. Durch die zweiteilige Ausführung der Struktureinheit kann diese deutlich besser und einfacher auf ihre Funktionen hin, nämlich dem Verteilen und Reduzieren auftreffender Kräfte, optimiert werden. Durch ein solches optimiertes Strukturelement kann vorteilhafterweise eine in Richtung der Batteriemodule von außen einwirkende Kraft besonders symmetrisch verteilt und zum Teil besonders effektiv absorbiert werden.It is particularly advantageous if the structural unit has two separate structural parts extending in the longitudinal direction. Separately means here that these two parts are not made in one piece, but were made as separate components. Nevertheless, the two parts can be connected, for example bolted together, or attached to a common carrier or frame. Both of these structural parts can be designed, for example, as sills and / or profiles, for example as an extruded profile or structured sponge profile or the like. Due to the two-part design of the structural unit, it can be optimized much better and easier for its functions, namely the distribution and reduction of impinging forces. By means of such an optimized structural element, a force acting in the direction of the battery modules from the outside can advantageously be distributed particularly symmetrically and, in some cases, absorbed particularly effectively.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Batterieanordnung eine zweite Struktureinheit auf, die auf der der ersten Struktureinheit gegenüberliegenden Seite der der Batteriemodule angeordnet ist. Die zweite Struktureinheit ist vorzugsweise in gleicher Weise wie die erste Struktureinheit ausgebildet, nur auf der anderen Seite der Batteriemodule angeordnet. Somit kann für die Batteriemodule ein beidseitiger Schutz geboten werden. Ein besonders großer Vorteil dieser symmetrischen Anordnung besteht jedoch noch darin, dass die zumindest zum Teil durch die Batteriemodulen durchgeleitete Kraft auf der anderen Seite durch die andere der beiden Struktureinheiten abgebaut werden kann. Wirkt also beispielsweise auf die erste Struktureinheit eine von außen einwirkende, in Richtung der Batteriemodul gerichtete Kraft, so wird diese zunächst durch die erste Struktureinheit zum Teil absorbiert, und damit in ihrer Stärke reduziert, und zum Teil verteilt. Die resultierende und verteilte Restkraft trifft dann entsprechend auf die in den Stirnseiten der jeweiligen Batteriemodule integrierten Strukturelemente auf. Hier teilt sich die Restkraft nun weiterhin auf. Ein Teil dieser Rechtskraft wird in die Seitenwände der jeweiligen Batteriemodule eingeleitet. Ein anderer Teil dieser Restkraft bewirkt das Lösen der Batteriemodule vom Träger, zum Beispiel indem die jeweiligen Befestigungsmittel an ihren Sollbruchstellen brechen, wodurch sich die jeweiligen Batteriemodule gegenüber dem Träger in ihrer Längserstreckungsrichtung verschieben und dadurch weiterhin einen Teil der Kraft abbauen. Die Batteriemodule können zudem auch gegeneinander und nicht nur gegenüber dem Träger verschoben werden, sodass die anderen Batteriemodule optimal der äußeren Krafteinwirkung ausweichen können. Die verbleibende Restkraft, die durch die Seitenwände der jeweiligen Batteriemodule hindurchgeleitet wird, wird dann durch die zweite Struktureinheit auf der anderen Seite, insbesondere wiederum durch Deformation, abgebaut.In a further advantageous embodiment of the invention, the battery assembly has a second structural unit, which is arranged on the opposite side of the first structural unit of the battery modules. The second structural unit is preferably configured in the same way as the first structural unit, arranged only on the other side of the battery modules. Thus, a bilateral protection can be offered for the battery modules. However, a particularly great advantage of this symmetrical arrangement is that the force transmitted at least in part through the battery modules can be dissipated on the other side by the other of the two structural units. If, for example, an externally acting force directed towards the battery module acts on the first structural unit, then it is first partially absorbed by the first structural unit, and thus reduced in its thickness, and partially distributed. The resulting and distributed residual force then applies correspondingly to the structural elements integrated in the end faces of the respective battery modules. Here, the residual power divides now continue on. Part of this legal force is introduced into the side walls of the respective battery modules. Another part of this residual force causes the release of the battery modules from the carrier, for example by break the respective fastening means at their predetermined breaking points, whereby the respective battery modules move relative to the carrier in its longitudinal direction and thereby continue to reduce a portion of the force. The battery modules can also be moved against each other and not just against the carrier, so that the other battery modules can avoid the external force optimally. The remaining residual force, which is passed through the side walls of the respective battery modules, is then degraded by the second structural unit on the other side, in particular again by deformation.

Durch dieses Gesamtkonzept lässt sich letztendlich eine äußere Energie in mehreren Schritten auf besonders effiziente Weise abbauen. Durch die Verschiebbarkeit der einzelnen Batteriemodule können zusätzlich vorteilhafterweise besonders viel Gewicht und Kosten durch die Materialeinsparung bei der Ausbildung von Deformationselementen, wie zum Beispiel den ersten und zweiten Struktureinheiten oder Ähnliches eingespart werden. So können zum Beispiel Querverstrebungen entfallen oder zumindest in ihrer Anzahl oder Stärke reduziert werden. Gleichzeitig können so die Batteriemodule auch besser sehr starken äußeren Krafteinwirkungen, wie dies bei einem Unfall der Fall ist, d.h. bei unfallbedingten Kraftbeaufschlagung, standhalten und damit Unfälle unbeschädigt überstehen.This overall concept can ultimately be used to break down an external energy in several steps in a particularly efficient way. Due to the displaceability of the individual battery modules, it is additionally possible to advantageously save a great deal of weight and costs by saving material in the formation of deformation elements, such as, for example, the first and second structural units or the like. For example, cross bracing can be omitted or at least reduced in number or strength. At the same time, the battery modules can also better withstand very strong external forces, as is the case in an accident, i. in the event of accidental application of force, withstand and thus survive accidents undamaged.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung oder eines ihrer Ausgestaltungen. Die Batterieanordnung kann beispielsweise wie zuvor beschrieben im Kraftfahrzeug angeordnet sein. Die für die erfindungsgemäße Batterieanordnung und ihre Ausgestaltungen genannten Vorteile gelten damit in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug mit elektromotorischem Antrieb ausgebildet.Furthermore, the invention also relates to a motor vehicle with a battery assembly according to the invention or one of its embodiments. The battery arrangement can be arranged in the motor vehicle, for example, as described above. The advantages mentioned for the battery arrangement according to the invention and its embodiments thus apply in the same way to the motor vehicle according to the invention. The motor vehicle is preferably designed as an electric vehicle or hybrid vehicle with electric motor drive.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.The invention also includes the combinations of features of the described embodiments.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Batterieanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine schematische Darstellung eines Teils einer Batterieanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
3 eine schematische Darstellung einer Batterieanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In the following, embodiments of the invention are described. This shows:

1 a schematic representation of a battery assembly according to an embodiment of the invention;
2 a schematic representation of a portion of a battery assembly according to an embodiment of the invention; and
3 a schematic representation of a battery assembly according to another embodiment of the invention.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention, which are to be considered independently of one another, which each further develop the invention independently of one another and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are each provided with the same reference numerals.

1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Batterieanordnung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Batterieanordnung 10 weist in diesem Beispiel mehrere Batteriemodule 12 auf, von denen hier exemplarisch 3 dargestellt sind. Diese Batteriemodule 12 können beispielsweise mehrere Lithium-Ionen-Zellen umfassen. Die Batteriemodule 12 sind weiterhin auf einer Träger 14 angeordnet, welcher sich in dieser Darstellung in 1 unterhalb der Batteriemodule 12, d.h. in bzw. entgegen der dargestellten z-Richtung, angeordnet sein kann. Dabei sind die jeweiligen Batteriemodule 12 derart befestigt, dass diese im Falle einer Mindestkraftbeaufschlagung zumindest in einer Richtung, insbesondere der hier dargestellten y-Richtung, gegeneinander und gegen den Träger 14 verschiebbar sind. Diese Relativverschiebung ist in 1 durch die Pfeile 16 veranschaulicht. Eine Mindestkraftbeaufschlagung der Batteriemodule 12 führt also entsprechend zu einem Losreißen der Module 12, welche sich dann entsprechend verschieben und durch die entstehende Reibungsenergie weiter Energie abbauen. Die Module 12 sind im normalen Einbauzustand fest verschraubt und tragen somit auch zur Steifigkeit des Fahrzeugs bei. Um ein Losreißen zu ermöglichen, können zum Beispiel die Verschraubung bzw. die verwendeten Schrauben jeweils mit einer entsprechenden Sollbruchstelle versehen werden. Eine solche definierte Sollbruchstelle sorgt dafür, dass sich die Verbindung der Module 12 zum Rest des Batteriesystems bzw. des Fahrzeugs löst und so die Verschiebung 16 ermöglicht. Dieses Prinzip der Modulverschiebung zum Abbau der einwirkenden Kraft, die in 1 durch den Pfeil 18 veranschaulicht ist, kann zudem vorteilhafterweise mit einem weiteren Prinzip kombiniert werden, nämlich dem Prinzip der Kraftdurchleitung durch die Batterie auf die gegenüberliegende Seite. Zu diesem Zweck umfasst die Batterieanordnung 10 weiterhin Strukturelemente 20, die in diesem Beispiel in Stirnseiten 12a der jeweiligen Batteriemodule 12 integriert sind. Diese Strukturelemente 20 leiten durch eine spezifische Struktur, die detaillierter 2 dargestellt ist, zumindest zum Teil in Richtung der Stirnseiten 12a wirkende Kräfte auf die Seitenwände 12b der jeweiligen Batteriemodule 12 ein. Dadurch wird auf die Batteriezellen innerhalb der Module 12 selbst keine Kraft eingeleitet. 1 shows a schematic plan view of a battery assembly 10 according to an embodiment of the invention. The battery arrangement 10 has several battery modules in this example 12 3 of which are shown here by way of example. These battery modules 12 For example, they may include multiple lithium ion cells. The battery modules 12 are still on a carrier 14 arranged, which in this representation in 1 below the battery modules 12 , that is, in or opposite to the illustrated z-direction, can be arranged. Here are the respective battery modules 12 fixed in such a way that, in the case of a minimum application of force, this at least in one direction, in particular the y-direction shown here, against each other and against the carrier 14 are displaceable. This relative shift is in 1 through the arrows 16 illustrated. A minimum power of the battery modules 12 leads accordingly to a tearing of the modules 12 , which then shift accordingly and further reduce energy by the resulting friction energy. The modules 12 are firmly bolted in the normal installation state and thus also contribute to the rigidity of the vehicle. In order to allow a tearing, for example, the screw or the screws used can each be provided with a corresponding predetermined breaking point. Such a defined breaking point ensures that the connection of the modules 12 to the rest of the battery system or the vehicle triggers and so the shift 16 allows. This principle of modulus shift to reduce the applied force in 1 through the arrow 18 can also be advantageously combined with another principle, namely the principle of power transmission through the battery to the opposite side. For this purpose, the battery assembly includes 10 still structural elements 20 , in this example, in front pages 12a the respective battery modules 12 are integrated. These structural elements 20 guide through a specific structure, the more detailed 2 is shown, at least in part Direction of the front sides 12a acting forces on the sidewalls 12b the respective battery modules 12 one. This will affect the battery cells within the modules 12 even no force initiated.

2 zeigt noch mal eine Detailansicht zweier Stirnseiten 12a zweier Batteriemodule 12 einer Batterieanordnung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Übrigen kann die Batterieanordnung 10 wie zu 1 beschrieben ausgebildet sein. Wie in 2 ersichtlich, weisen die in die Stirnseiten 12a integrierten Strukturelemente 20 eine spezifische Struktur auf, über welche in Richtung der Stirnseiten 12a wirkende Kräfte gezielt in die Seitenwände 12b der jeweiligen Module 12 eingeleitet werden können. 2 shows again a detailed view of two end faces 12a two battery modules 12 a battery assembly 10 according to an embodiment of the invention. Incidentally, the battery assembly 10 how to 1 be described described. As in 2 can be seen, have in the end faces 12a integrated structural elements 20 a specific structure over which towards the end faces 12a acting forces targeted in the sidewalls 12b the respective modules 12 can be initiated.

Weiterhin weist die Batterieanordnung 10 beidseitig in Bezug auf die Batteriemodule 12, insbesondere beidseitig bezüglich deren Längserstreckungsrichtung L, welche y-Richtung des dargestellten Koordinatensystems verläuft, eine jeweilige Struktureinheit 22 auf. Diese Struktureinheit 22 kann auch mehrteilig ausgeführt sein, wie dies ebenfalls in 2 zu erkennen ist, und zum Beispiel zwei Strukturteile 22a, 22b aufweisen. Weiterhin kann können diese Struktureinheiten 22 zum Beispiel als Schweller des Kraftfahrzeugs und/oder beliebig anders ausgestaltetes Profil, zum Beispiel als Strangpressprofil oder Ähnliches ausgebildet sein.Furthermore, the battery arrangement 10 on both sides with respect to the battery modules 12 , in particular on both sides with respect to their longitudinal direction L, which extends y-direction of the coordinate system shown, a respective structural unit 22 on. This structural unit 22 can also be designed in several parts, as is also in 2 can be seen, and for example, two structural parts 22a . 22b exhibit. Furthermore, these structural units can 22 For example, be designed as a sill of the motor vehicle and / or any differently configured profile, for example as an extruded profile or the like.

Wirkt nun, wie in 1 dargestellt, bedingt durch einen Unfall bzw. Crash eine Kraft 18 auf die Batterieanordnung 10 ein, insbesondere auf die erste Struktureinheit 22, so wird diese auftretende Kraft über diese Struktureinheit 22 so auf die Batterie bzw. die einzelnen Batteriemodule 12 aufgebracht, dass eine möglichst symmetrische Kraftverteilung entsprechend eines Biegebalkens erfolgt. Dadurch wird beispielsweise eine punktuell auftretende Kraft wie in 1 dargestellt auf eine größere Fläche und entsprechend auf mehrere Batteriemodule 12 verteilt. Diese Kraftverteilung ist in 1 schematisch durch die gestrichelte Linie 24 veranschaulicht. Außerdem wird diese Struktureinheit 22 gleichzeitig deformiert. Durch diese Deformation kann weiter Energie abgebaut werden bzw. durch die Struktureinheit 22 absorbiert werden. Die restlichen Kräfte werden entsprechend der Verteilung 24 zunächst auf die jeweiligen Strukturelemente 20 der Batteriemodule 12 übertragen. Diese Strukturelemente 20 sind geometrisch so ausgebildet, dass eine möglichst optimale Kraftverteilung auf die Seitenwände 12b der Module 12 erfolgt und die Zellen innerhalb der Module 12 möglichst keine Kraftbeaufschlagung erfahren. Zusätzlich können diese Strukturelemente 20 optional auch deformierbar oder elastisch sein, sodass hier weiter Energie absorbiert und abgebaut werden kann. Die mittels dieser Strukturelemente 20 in die Seitenwände der jeweiligen Module 12 eingeleitete Kraft ist in 1 exemplarisch durch den Pfeil 26 veranschaulicht. Diese Kraft 26 wird also weitergeleitet über die Seitenwände 12b der Module 12 auf die gegenüberliegende Seite. Hier kann entsprechend über die gleichen Strukturelemente 20 und die gleiche Struktureinheit 22 wie auf der mit Kraft beaufschlagten Seite Energie abgebaut werden, d.h. also wiederum mittels der in die Stirnseiten 12 integrierten Strukturelemente 20 sowie der gegenüberliegenden Struktureinheit 22.Now works, as in 1 represented, due to an accident or crash a force 18 on the battery assembly 10 in particular to the first structural unit 22 , so this occurring force is on this structural unit 22 so on the battery or the individual battery modules 12 applied, that as symmetrical power distribution takes place according to a bending beam. As a result, for example, a punctually occurring force as in 1 shown on a larger area and corresponding to several battery modules 12 distributed. This force distribution is in 1 schematically by the dashed line 24 illustrated. In addition, this structural unit 22 deformed at the same time. Through this deformation, further energy can be dissipated or through the structural unit 22 be absorbed. The remaining forces will be according to the distribution 24 first on the respective structural elements 20 the battery modules 12 transfer. These structural elements 20 are geometrically designed so that the best possible distribution of force on the side walls 12b the modules 12 done and the cells inside the modules 12 if possible, experience no force application. In addition, these structural elements 20 optionally also be deformable or elastic, so that further energy can be absorbed and reduced here. The means of these structural elements 20 in the side walls of the respective modules 12 initiated force is in 1 exemplified by the arrow 26 illustrated. This power 26 will be redirected via the sidewalls 12b the modules 12 on the opposite side. Here, accordingly, about the same structural elements 20 and the same structural unit 22 how energy is dissipated on the energized side, ie, in turn, by means of the end faces 12 integrated structural elements 20 as well as the opposite structural unit 22 ,

Allerdings wird, wie eingangs beschrieben, nicht die gesamte auf einer Stirnseite 12a eines Batteriemoduls 12 einwirkende Kraft über die Seitenwände 12b auf die gegenüberliegende Seite durchgeleitet, sondern diese Kraft wird hinter den ersten Strukturelementen 20 aus der Richtung der Kraftbeaufschlagung 18 zunächst in zwei Komponenten aufgeteilt. Nur eine dieser beiden Komponenten geht wie beschrieben über die Seitenwände 12b auf die gegenüberliegende Seite über. Die zweite Komponente führt entsprechend der Biegebalkenfunktion zu einem Losreißen der Module 12, welche sich dann entsprechend verschieben und durch die entstehende Reibungsenergie weiter Energie abbauen. Diese zweite Kraftkomponente, die durch die beschriebene Verschiebung der Batteriemodule 12 abgebaut wird, ist in 1 exemplarisch durch den Pfeil 28 veranschaulicht. Entsprechend der Biegebalkenfunktion bedeutet hierbei, dass Module 12, die näher am Zentrum 18a der Kraftbeaufschlagung 18 angeordnet sind, einer größeren Kraftbeaufschlagung ausgesetzt sind, als weiter davon entfernte Module 12. Entsprechend fällt auch die zweite Kraftkomponente 28 für diese Module größer aus und diese vollführen entsprechend auch eine stärkere Verschiebung relativ zum Träger 14 als weiter vom Zentrum 18a entfernte Module 12.However, as described above, not the entire on one end face 12a a battery module 12 acting force over the sidewalls 12b passed through to the opposite side, but this force is behind the first structural elements 20 from the direction of the application of force 18 initially divided into two components. Only one of these two components goes over the side walls as described 12b over to the opposite side. The second component leads according to the bending beam function to a tearing of the modules 12 , which then shift accordingly and further reduce energy by the resulting friction energy. This second force component caused by the described displacement of the battery modules 12 is mined in is 1 exemplified by the arrow 28 illustrated. According to the bending beam function, this means that modules 12 closer to the center 18a the application of force 18 are arranged to be exposed to a greater force application, as more distant modules 12 , Accordingly, the second component of force also falls 28 for these modules larger and these also perform accordingly a stronger displacement relative to the carrier 14 as far from the center 18a removed modules 12 ,

Diese Biegebalkenfunktion ist auch in 3 nochmal durch die gestrichelte Linie 30, die durch die jeweiligen auf die Längserstreckungsrichtung L bezogenen Mitten der Batteriemodulen 12 verläuft, veranschaulicht. 3 zeigt dabei nochmals eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf einer Batterieanordnung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Auch hier kann die Batterieanordnung 10 wiederum wie bereits zu 1 beschrieben ausgebildet sein. Zusätzlich sind hierbei noch die Befestigungsmittel 32, die zum Beispiel als Schrauben bereitgestellt werden können, dargestellt, mittels welchen die jeweiligen Batteriemodule 12 am Träger 14 befestigt sind, und welche wie beschrieben Sollbruchstellen aufweisen können, um bei einer Mindestkraftbeaufschlagung der jeweiligen Batteriemodulen 12 ein Losreißen und Verschieben der Batteriemodule 12 zu ermöglichen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind hierbei nur manche Befestigungsmittel 32 mit einem Bezugszeichen versehen. 3 zeigt dabei eine Situation bei bzw. nach einem Seitenaufprall. Durch den Aufprall auf die Seite der Batterieanordnung 10 wirkende Kraft 18, die insbesondere zunächst auf die Struktureinheit 22 einwirkt, wird durch diese Struktureinheit 22 wie beschrieben verteilt, wobei nunmehr in dieser Kraftverteilung 24 durch mehrere einzelne Kraftpfeile in 3 veranschaulicht ist. Durch die hier ebenfalls deutlich zu erkennende Deformation der Struktureinheit 20 wird zudem ein Teil der Energie absorbiert. Die Struktureinheit 20 weist zudem vorzugsweise mindestens zwei Strukturteile 22a, 22b auf. Durch diese mehrteilige Ausführung wird die konstruktive Optimierung der jeweiligen Strukturteile 22a, 22b für die Energieabsorption und Verteilung stark vereinfacht und dadurch die Energieabsorption und Verteilung verbessert. Weiterhin können diese Strukturteile 22a, 22b zum Beispiel durch einen Schweller des hier nur schematisch skizzierten Kraftfahrzeugs 31 bereitgestellt sein oder durch irgendein anderes Strangpressprofil. Weiterhin können die Batteriemodule 12 derart im Kraftfahrzeug 31 angeordnet sein, dass die Längserstreckungsrichtung L der jeweiligen Batteriemodule 12 zur Querachse des Kraftfahrzeugs 31 parallel verläuft, welche in diesem Beispiel parallel zur y-Richtung ausgerichtet ist, während die Längsachse des Kraftfahrzeugs 31 parallel zur dargestellten x-Richtung verläuft.This bending beam function is also in 3 again through the dashed line 30 passing through the respective centers of the battery modules in the longitudinal direction L 12 runs, illustrates. 3 shows again a schematic representation of a plan view of a battery assembly 10 according to an embodiment of the invention. Again, the battery assembly 10 again as already 1 be described described. In addition, here are the fasteners 32 , which can be provided as screws, for example, by means of which the respective battery modules 12 on the carrier 14 are fastened, and which as described may have predetermined breaking points, at a minimum force of the respective battery modules 12 a tearing and moving the battery modules 12 to enable. For reasons of clarity here are only some fasteners 32 provided with a reference numeral. 3 shows a situation during or after a side impact. Due to the impact on the side of the battery assembly 10 Acting force 18 , in particular, first on the structural unit 22 is affected by this structural unit 22 distributed as described, now in this power distribution 24 by several single force arrows in 3 is illustrated. By the here also clearly recognizable deformation of the structural unit 20 In addition, part of the energy is absorbed. The structural unit 20 also preferably has at least two structural parts 22a . 22b on. Through this multi-part design, the structural optimization of the respective structural parts 22a . 22b greatly simplifies energy absorption and distribution, thereby improving energy absorption and distribution. Furthermore, these structural parts 22a . 22b For example, by a sill of the here sketched only schematically motor vehicle 31 be provided or by any other extruded profile. Furthermore, the battery modules 12 such in the vehicle 31 be arranged such that the longitudinal direction L of the respective battery modules 12 to the transverse axis of the motor vehicle 31 runs parallel, which is aligned in this example parallel to the y-direction, while the longitudinal axis of the motor vehicle 31 runs parallel to the illustrated x-direction.

Durch das Aufteilen der einwirkenden Kraft in mehrere Komponenten und dem Ausnutzen der beiden Wirkprinzipien Kraftdurchleitung über die Seitenwände und Verschiebung der Module, ist es vorteilhafterweise möglich, die vorgelagerten Strukturelemente gegenüber heute weniger materialintensiv auszuführen. Dies bringt enorme Gewichts und Kostenvorteile.By dividing the acting force into several components and taking advantage of the two active principles of force transmission through the side walls and displacement of the modules, it is advantageously possible to carry out the upstream structural elements compared to today less material intensive. This brings enormous weight and cost advantages.

Letztendlich erfolgt der Abbau der äußeren Energie also in vier Schritten, nämlich der Deformation eines gegenüber heute reduzierten Schwellerprofils, d.h. der ersten Struktureinheit, der Deformation von Crashelementen, d.h. den Strukturelementen, mit spezifischer Struktur, sodass die Kräfte auf einem äußeren Lastpfad im Modul um die Zellen herumgeleitet werden, der Verschiebung von Modulen innerhalb der Batterie, insbesondere gegeneinander, und einer nachgelagerten Deformation in der Schwellerstruktur, d.h. der Struktureinheit, auf der gegenüberliegenden SeiteUltimately, the degradation of external energy is thus in four steps, namely the deformation of a reduced compared to today sill profile, i. the first structural unit, the deformation of crash elements, i. the structural elements, with specific structure such that the forces on an outer load path in the module are passed around the cells, the displacement of modules within the battery, in particular against each other, and a subsequent deformation in the sill structure, i. the structural unit, on the opposite side

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 4174014 A [0003]
DE 102012008633 A [0003]

Claims

A battery assembly (10) for a motor vehicle (31), the battery assembly (10) comprising a plurality of battery modules (12), wherein a respective one of the battery modules (12) comprises at least one battery cell, and wherein the battery modules (12) are mounted on a carrier (14). are fastened, characterized in that the battery modules (12) are fixed to the carrier (14) such that a respective battery module (12) at a predetermined Mindestkraftbeaufschlagung (18) in at least one direction relative to the carrier (14) is displaceable.

Battery arrangement (10) after Claim 1 , characterized in that the battery modules (12) are each secured by means of at least one fastening means (32) on the carrier (14) having a predetermined breaking point.

A battery assembly (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that a respective one of the battery modules (12) has two opposite side walls (12b) and two opposite end faces (12a) interconnecting the two side walls (12b), the battery assembly (10) has a plurality of structural elements (20), wherein a respective battery module (12) at least one of the structural elements (20) is assigned, wherein a respective structural element (20) is adapted, one in the direction of one of the end faces (12a) of the structural element (20) associated with the battery module (12) acting force (18) on the side walls (12b) of the battery module (12) to initiate.

Battery arrangement (10) after Claim 3 , characterized in that a respective structural element (20) in at least one of the end faces (12a), in particular in both end faces (12a), of its associated battery module (12) is integrated.

Battery assembly (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the battery assembly (10) has a extending in a direction of longitudinal extension first structural unit (22) which is arranged with respect to the battery modules (12) that the battery modules (12 ) each facing with one of its end faces (12a) of the first structural unit (22), wherein the first structural unit (22) is adapted to a force acting on the first structural unit (22) in the direction of the battery modules (12) minimum force (18) to transmit the battery modules (12) and thereby distribute and / or reduce.

Battery arrangement (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the first structural unit (22) is designed such that it deforms when exposed to a force acting in the direction of the battery module (12) minimum force (18).

Battery assembly (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the first structural unit (22) has two in the longitudinal direction extending separate structural parts (22a, 22b).

Battery assembly (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the battery assembly (10) has a second structural unit (22) which is arranged on the first structural unit (22) opposite side of the battery modules (12).

Motor vehicle (31) with a battery arrangement (10) according to one of the preceding claims.