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Die Erfindung betrifft eine Gehäusevorrichtung für ein Batteriemodul eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Gehäusevorrichtung.
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Kraftfahrzeuge, die mit einer elektrischen Antriebsmaschine angetrieben werden, weisen häufig ein Hochvoltbatteriesystem, beispielsweise basierend auf Lithium-Ionen-Technologie, auf. Ein derartiges Batteriesystem muss gesetzlich vorgeschriebene Anforderungen hinsichtlich einer elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) dieses Hochvoltbatteriesystems aufweisen. Als EMV wird die Fähigkeit eines technischen Geräts bezeichnet, ein anderes Gerät nicht durch ungewollte elektrische oder elektromagnetische Effekte zu stören und selbst nicht durch elektrische oder elektromagnetische Effekte anderer Geräte gestört zu werden. Durch das Einhalten von gesetzlich vorgegebenen EMV-Richtlinien kann eine ungewollte wechselseitige Beeinflussung von elektronischen Geräten reduziert beziehungsweise verhindert werden. Zur Abschirmung eines elektrischen Geräts zur Erfüllung solcher EMV-Richtlinien eignet sich beispielsweise ein Abschirmen der Emitter von elektromagnetischer Strahlung, eine Filterung von Erzeugern elektromagnetischer Strahlung oder eine Abschirmung des elektrischen Geräts vor einer Umgebung. Für Hochvoltbatteriesysteme wird hierfür bevorzugt ein geschlossenes und elektrisch leitendes Gehäuse als Abschirmung des gesamten Batteriesystems verwendet. An ein derartiges Gehäuse eines Hochvoltbatteriesystems werden jedoch in der Regel noch weitere Anforderungen gestellt, wie beispielsweise, dass ein derartiges Gehäuse hinsichtlich des Eindringens von Flüssigkeiten und Gasen abgedichtet sein soll, es Befestigungsvorrichtungen im Gehäuseinneren zum sicheren Anbinden der einzelnen Batteriezellen an das Gehäuse aufweisen sollte und das Gehäuse in einem vorgegebenen Ausmaß verformbar ist, was im Falle eines Unfalls des Kraftfahrzeugs dem Schutz des Hochvoltbatteriesystems dient.
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In der
DE 10 2016 206 464 A1 wird ein Schirmsystem für eine erste Hochvoltkomponente, insbesondere einen elektrischen Energiespeicher eines Fahrzeugs, mit einem Gehäuse zur Schirmung der ersten Hochvoltkomponente beschrieben. Das Gehäuse bildet hierbei einen faradayschen Käfig, der nach außen durch einen Isolator, der insbesondere aus Kunststoff hergestellt ist, isoliert wird. Das Schirmsystem verfügt zudem über eine Verschraubung sowie eine Dichtung, die dazu ausgelegt sind, einen Container, in dem sich die erste Hochvoltkomponente befindet, zu versiegeln und fluiddicht abzudichten.
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In der
DE 10 2013 112 413 A1 wird ein Batteriegehäuseteil für eine Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs beschrieben, die einen Aufnahmekörper, in dem die Traktionsbatterie aufnehmbar ist, aufweist. Dieser Aufnahmekörper ist dabei wenigstens teilweise aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffmaterial hergestellt und weist eine der Traktionsbatterie zugewandte Innenfläche und eine dieser gegenüberliegende Außenfläche auf. Das Batteriegehäuseteil weist zudem ein sogenanntes erstes flächiges Element auf, das dazu ausgelegt ist, einen Umgebungsbereich des Batteriegehäuseteils und/oder die Traktionsbatterie vor elektromagnetischer Strahlung abzuschirmen.
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In der
DE 10 2015 220 473 A1 wird ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäusebauteils mit einer Schirmung vor elektrischer und/oder magnetischer Strahlung und einer Umweltdichtungsfunktion beschrieben. Im Rahmen dieses Verfahrens wird ein Teilgehäuse durch Falten eines Metallblechs hergestellt. Weiterhin wird ein Kunststoffformteil durch Thermoformen derart hergestellt, dass das Kunststoffformteil eine an das Metallgehäuseteil angepasst Form aufweist. Zudem werden das Kunststoffformteil und das Metallgehäuseteil miteinander verbunden. In Kombination mit einem weiteren Gehäusebauteil dient dieses so hergestellte Gehäusebauteil dazu, einen Ladungsspeicher, der in einem von den beiden Gehäusebauteilen definierten Hohlraum angeordnet ist, vor elektrischer und/oder magnetischer Strahlung abzuschirmen.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Gehäusevorrichtung für ein Batteriemodul eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, die besonders platzsparend und einfach aufgebaut ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Gehäusevorrichtung für ein Batteriemodul eines Kraftfahrzeugs gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Gehäusevorrichtung für ein Batteriemodul eines Kraftfahrzeugs umfasst ein elektrisch leitendes Gehäuse zum elektrischen und/oder magnetischen Abschirmen des Batteriemoduls, umfassend einen Gehäusegrundkörper mit einem Aufnahmeraum zum Aufnehmen des Batteriemoduls sowie einem auf dem Gehäusegrundkörper aufliegenden Gehäusedeckel, sowie eine Haube zum Abdichten des Aufnahmeraums, die außenseitig am Gehäusegrundkörper angeordnet und fluiddicht mit diesem verbunden ist sowie zumindest mittelbar den Gehäusedeckel auf den Gehäusegrundkörper drückt. Die erfindungsgemäße Gehäusevorrichtung weist somit zwei Teile auf, das Gehäuse sowie die Haube. Das Gehäuse ist dazu ausgelegt, Anforderungen hinsichtlich einer elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) des Batteriemoduls zu erfüllen, das heißt bildet einen EMV-Dichtraum, in dem das Batteriemodul angeordnet ist. Die Haube ist wiederum an dem Gehäuse derart befestigt, dass ein das Batteriemodul umfassender Flüssigkeits- und Gasdichtigkeitsraum realisiert ist.
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Das Gehäuse ist elektrisch leitend und weist den sogenannten Gehäusegrundkörper sowie den Gehäusedeckel auf, der auf dem Gehäusegrundkörper positioniert ist. Das Gehäuse bildet somit einen faradayschen Käfig. Als faradayscher Käfig wird allgemein eine allseitig geschlossene Hülle aus einem elektrischen Leiter bezeichnet, die als elektrische Abschirmung eines Käfiginnenraums von einem Käfigaußenraum wirkt. Faradaysche Käfige werden häufig dort angewandt, wo Einflüsse von äußeren elektrischen oder elektromagnetischen Feldern eine Funktionsweise eines Geräts negativ beeinflussen können oder wo innere elektromagnetische Felder nicht nach außen gelangen sollen. Mittels des einen faradayschen Käfig bildenden Gehäuses werden daher die EMV-Anforderungen an das Batteriemodul erfüllt.
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Innerhalb des elektrisch leitenden Gehäuses, das heißt im Käfiginnenraum des faradayschen Käfig, befindet sich ein Hohlraum, der sogenannte Aufnahmeraum, in dem das Batteriemodul angeordnet ist. Bei dem Batteriemodul handelt es sich beispielsweise um ein Hochvoltbatteriemodul, das zum Versorgen einer elektrischen Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie ausgelegt ist und insbesondere auf Lithium-Ionen-Technologie basiert. Das elektrisch leitende Gehäuse kann beispielsweise aus Aluminium, Stahl oder einem anderen Metall hergestellt sein.
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Der zweite Teil der Gehäusevorrichtung, die sogenannte Haube, kann beispielsweise aus einem nicht leitenden Material hergestellt sein und umschließt große Teile des Gehäuses. Da die Haube außenseitig am Gehäusegrundkörper angeordnet ist, bedeckt sie zumindest den Gehäusedeckel sowie zumindest einen Teil des Gehäusegrundkörpers. Die Haube hat zwei unterscheidbare Funktionen:
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Zum einen wird mit ihr mittels einer fluiddichten, das heißt flüssigkeits- und gasdichten, Verbindung mit dem Gehäusegrundkörper erreicht, dass der Aufnahmeraum zum Aufnehmen des Batteriemoduls vor einem Eindringen von Flüssigkeiten und Gasen sowie vor einem Austreten von beispielsweise innerhalb des Batteriemoduls entstehenden und aus diesem austretenden Flüssigkeiten und Gasen abgedichtet ist. Um die Dichtigkeit des Aufnahmeraums mit dem Verbinden der Haube mit dem Gehäusegrundkörper zu realisieren, eignet sich beispielsweise die Verwendung von Dichtungsringen, wie beispielsweise O-Ringen, die an entsprechenden Berührungsstellen angeordnet sind. Es kann alternativ oder zusätzlich dazu eine Rille im Gehäusegrundkörper sowie in der Haube vorgesehen sein, in die ein Dichtdraht gelegt ist. Die Haube und der Gehäusegrundkörper werden daraufhin mit entsprechenden Schraubstellen im Bereich der Dichtungsringe oder des Dichtdrahts zusammengedrückt bis ein fluiddichter Verbund zwischen Haube und Gehäusegrundkörper besteht.
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Zum anderen dient die Haube dem Fixieren des Gehäusedeckels auf dem Gehäusegrundkörper. Dadurch wird sichergestellt, dass auch beispielsweise bei Erschütterungen, die zum Beispiel während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs auf unebenem Fahruntergrund auftreten, der faradaysche Käfig stets geschlossen ist, das heißt das elektrisch leitende Gehäuse geschlossen ist und als EMV-Schutzraum für das Batteriemodul wirkt. Um dies zu erreichen, kann die Haube direkt auf den Gehäusedeckel drücken, sodass dieser unabhängig von einer Bewegung des Kraftfahrzeugs auf den Gehäusegrundkörper gedrückt wird. Alternativ dazu kann die Haube auch nur mittelbar, das heißt mit einem entsprechenden Zwischenelement, den Gehäusedeckel auf den Gehäusegrundkörper drücken.
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Die erfindungsgemäße Gehäusevorrichtung weist somit räumlich getrennt zwei relevante Funktionen auf, die eine Gehäusevorrichtung für ein Batteriemodul eines Kraftfahrzeugs erfüllen sollte, und zwar eine EMV-Abschirmung des Batteriemoduls sowie die Realisierung eines Flüssigkeits- und Gasdichtigkeitsraums, in dem das Batteriemodul angeordnet ist. Da beide Funktionen mit einer Gehäusevorrichtung umgesetzt sind, ist die erfindungsgemäße Gehäusevorrichtung besonders platzsparend und eignet sich dadurch besonders für einen Verbau in einem Kraftfahrzeug, da Bauraum für Fahrzeugkomponenten in Kraftfahrzeugen typischerweise limitiert ist. Durch das Fixieren des Gehäusedeckels auf dem Gehäusegrundkörper mittels der Haube wird zudem ein besonders sicherer EMV-Dichtraum innerhalb der Gehäusevorrichtung realisiert, der dennoch relativ leicht zugänglich ist, sodass beispielsweise bei Wartungsarbeiten am Batteriemodul dieses ohne größeren Aufwand, wie er beispielsweise entstehen würde, wenn den Gehäusedeckel und den Gehäusegrundkörper verbindende Schrauben gelöst werden müssten, möglich ist. Ein Realisieren der erfindungsgemäßen Gehäusevorrichtung ist zudem mit relativ geringen Kosten verbunden, da keine aufwändig geformten Bauteile sowie keine speziellen Dichtungen und Anbringungspunkte nötig sind, um die erfindungsgemäße Gehäusevorrichtung zu realisieren.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Gehäusegrundkörper wannenförmig ist und eine Gehäusegrundplatte sowie senkrecht zu dieser angeordnete Gehäusewände aufweist, wobei die Gehäusewände den Aufnahmeraum zum Aufnehmen des Batteriemoduls seitlich begrenzen. Der Gehäusegrundkörper kann somit aus Einzelteilen bestehen, der Gehäusegrundplatte und den Gehäusewänden, von denen im Falle einer quadratischen oder rechteckigen Gehäusegrundplatte typischerweise vier vorhanden sind. Zwischen diesen beispielsweise vier Gehäusewänden befindet sich der Aufnahmeraum, in dem das Batteriemodul angeordnet sein kann, wobei dieser Aufnahmeraum an einer Unterseite von der Gehäusegrundplatte begrenzt wird. Die einzelnen Teile des Gehäusegrundkörpers müssen derart miteinander verbunden sein, dass sie das elektrisch leitende Gehäuse zum elektrischen und/oder magnetischen Abschirmen des Batteriemoduls bilden können. Durch diese Anordnung und Spezifizierung des Gehäusegrundkörpers wird somit ein Unterbau des faradayschen Käfigs zum Aufnehmen des Batteriemoduls realisiert.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform der Erfindung sieht vor, dass die Gehäusegrundplatte und die Gehäusewände stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Die einzelnen Bestandteile des Gehäusegrundkörpers können also beispielsweise mittels einer Schweiß- oder Lötverbindung fest miteinander verbunden sein. Alternativ dazu ist ein Verbinden der Gehäusegrundplatte mit den Gehäusewänden mittels Schrauben möglich. Alternativ dazu kann der Gehäusegrundkörper beispielsweise mittels Tiefziehen hergestellt sein, das heißt mittels Zugdruckumformen eines Blechzuschnitts in den beschriebenen einseitig offenen Hohlkörper gebracht werden. Der Gehäusegrundkörper kann somit alternativ aus einem einzigen elektrisch leitenden Materialstück, beispielsweise aus Aluminium, Stahl oder einem anderen Metall, hergestellt sein. Wichtig ist hierbei, dass der gesamte Gehäusegrundkörper elektrisch leitend ist, damit dieser sich als Gehäusegrundkörper für den EMV-Dichtraum der Gehäusevorrichtung eignet.
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Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Teilfläche der Gehäusegrundplatte außerhalb des von den Gehäusewänden begrenzten Aufnahmeraums hervorsteht und die Haube mit der hervorstehenden Teilfläche der Gehäusegrundplatte fluiddicht verbunden ist. Die Gehäusewände müssen also nicht abschließend mit der Gehäusegrundplatte angeordnet sein, sondern die Gehäusegrundplatte kann seitlich zu den Gehäusewänden hervorragen. Letztendlich ragt die Gehäusegrundplatte über die Grundfläche des Aufnahmeraums heraus. Der entsprechende hervorragende Teil der Gehäusegrundplatte, die als sogenannte Teilfläche der Gehäusegrundplatte bezeichnet wird, dient dem Verbinden des Gehäusegrundkörpers mit der Haube. In die Teilfläche der Gehäusegrundplatte, die außerhalb des von den Gehäusewänden begrenzten Aufnahmeraums hervorsteht, kann beispielsweise eine um die beispielsweise vier Gehäusewände herumführende Rille vorgesehen sein. Als Gegenstück zu dieser Rille kann auch die Haube in einer entsprechenden Teilfläche der Haube eine derartige Rille aufweisen. Werden nun beide Rillen gegenüber voneinander angeordnet sowie ein Dichtdraht in den so entstehenden Hohlraum gelegt, kann mithilfe von Schraubstellen die Haube so dicht und fest mit dem Gehäusegrundkörper verbunden werden, dass im Inneren der Gehäusevorrichtung der gewünschte Flüssigkeits- und Gasdichtigkeitsraum entsteht. Der Flüssigkeits- und Gasdichtigkeitsraum umfasst zusätzlich zum Aufnahmeraum zum Aufnehmen des Batteriemoduls die Gehäusewände sowie den Gehäusedeckel. Es kann also mit besonders einfachen technischen Mitteln die Dichtigkeitsfunktion der Gehäusevorrichtung umgesetzt werden. Alternativ zu dem beschriebenen Dichtdraht eignet sich auch die Verwendung eines Dichtrings wie beispielsweise eines O-Rings zum Abdichten der Verbindung zwischen der Haube und dem Gehäusegrundkörper.
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Die hervorstehende Teilfläche der Gehäusegrundplatte kann alternativ dazu derart verbogen sein, dass eine Endfläche der Teilfläche parallel zu den Gehäusewänden angeordnet ist. Dies würde ermöglichen, dass die fluiddichte Verbindung zwischen der hervorstehenden Teilfläche der Gehäusegrundplatte und der Haube an einer beliebig gewünschten Position zwischen einer Oberkante und einer Unterkante der gesamten Gehäusevorrichtung angeordnet sein kann.
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Durch die beschriebenen unterschiedlich realisierten Verbindungen zwischen Gehäusegrundplatte und Haube wird ermöglicht, dass der für die Dichtigkeit des EMV-Dichtraums relevante Bereich, an dem der Gehäusedeckel auf dem Gehäusegrundkörper aufliegt, im Trockenraum selbst, das heißt innerhalb des Flüssigkeits- und Gasdichtigkeitsraums liegt. Hierdurch wird keine weitere Dichtung nötigt, die beispielsweise aufgrund Korrosionsanforderungen für womöglich verwendetes blankes Metall im Bereich des elektrisch leitenden Gehäuses sinnvoll sein könnte. Durch die beschriebenen Anordnungen der Verbindung zwischen der Haube und der Gehäusegrundplatte können zudem Herstellungskosten sowie Bauraum innerhalb des Kraftfahrzeugs sehr gering gehalten werden.
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In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der von dem Gehäusegrundkörper begrenzte Aufnahmeraum das Batteriemodul vollständig aufnimmt. Der Gehäusegrundkörper und insbesondere die Gehäusewände sind also derart proportioniert, dass das Batteriemodul, wenn es im Aufnahmeraum positioniert wurde, nicht über eine Oberkante der Gehäusewände hinausragt. Eine Höhe der jeweiligen Gehäusewände ist also zumindest so groß wie die Höhe des Batteriemoduls. Zudem ist die von Innenkanten der Gehäusewände begrenzte Fläche zumindest so groß wie eine Grundfläche des Batteriemoduls. Um den Aufnahmeraum mittels des Gehäusedeckels zu schließen und dadurch die EMV-Abschirmung des vom Aufnahmeraum aufgenommenen Batteriemoduls zu erreichen, eignet sich daher ein flacher Gehäusedeckel, der in dieser Form mit sehr geringem Aufwand herstellbar ist. In dem von dem Gehäusegrundkörper begrenzten Aufnahmeraum kann besonders sicher das Batteriemodul aufgenommen werden, da dieser das Batteriemodul an einem Batterieboden sowie an allen senkrecht zum Batterieboden angeordneten Batterieseiten umschließt. Innerhalb des Gehäusegrundkörpers können zudem technisch besonders leichte Befestigungsvorrichtungen zum sicheren Anbinden der einzelnen Batteriezellen des Batteriemoduls an das Gehäuse angeordnet und realisiert sein, sodass das Batteriemodul besonders sicher in der Gehäusevorrichtung und mit dieser im Kraftfahrzeug anordenbar ist.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die außenseitig am Gehäusegrundkörper angeordnete Haube eine Haubengrundseite sowie senkrecht zu dieser angeordnete Haubenwände aufweist, wobei die Haubengrundseite parallel zum Gehäusedeckel und die Haubenwände parallel zu den Gehäusewänden angeordnet sind. Die Haube umfasst somit ebenfalls einzelne Teile, und zwar die Haubengrundseite, die seitlich von den Haubenwänden begrenzt ist. Die Haube ist somit bevorzugt ebenfalls wannenförmig, wird jedoch relativ zum Gehäusegrundkörper um 180 Grad gedreht über den Gehäusegrundkörper gestülpt, sodass die Haubengrundseite sowie die Haubenwände außenseitig des Gehäusegrundkörpers angeordnet sind. Diese Form und Anordnung der Haube ermöglicht zum einen, dass zumindest mittelbar mit der Haube der Gehäusedeckel auf den Gehäusegrundkörper gedrückt ist. Zudem kann durch diese Anordnung der Haube ermöglicht werden, dass der mittels der Verbindung zwischen der Haube und dem Gehäusegrundkörper realisierte Fluiddichtigkeitsraum realisierbar ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform der Erfindung sieht vor, dass die Haube an der Haubengrundseite zumindest ein hervorstehendes Element aufweist, mit dem die Haube den Gehäusedeckel auf den Gehäusegrundkörper drückt. An der Haubengrundseite können beispielsweise Nasen ausgebildet sein, die aus dem gleichen Material und beispielsweise in einem Teil mit der Haube oder der Haubengrundseite hergestellt wurden. Diese Nasen sind beispielsweise derart angeordnet sind, dass diese den Gehäusedeckel auf den Gehäusegrundkörper drücken, sobald die Haube über dem Gehäusegrundkörper angeordnet ist. Das zumindest eine hervorstehende Element ist hierbei bevorzugt symmetrisch angeordnet, wie beispielsweise an einem Mittelpunkt der Haubengrundseite. Besonders bevorzugt befinden sich mehrere hervorstehende Elemente an der Haubengrundseite, beispielsweise jeweils in einem vorgegebenen Abstand zu Außenkanten der Haubengrundseite, sodass die hervorstehenden Elemente oberhalb des Gehäusedeckels und der unter dem Gehäusedeckel liegenden Gehäusewände angeordnet sind. Hierdurch wird es möglich, dass eine besonders kostengünstig produzierte Haube in die Gehäusevorrichtung integriert wird, die dennoch besonders zuverlässig den Gehäusedeckel auf dem Gehäusegrundkörper fixiert.
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Eine weitere Ausgestaltungsform der Erfindung sieht vor, dass zwischen der Haube und dem Gehäusedeckel wenigstens ein elastisches Toleranzausgleichselement angeordnet ist, das mittels der Haube auf den Gehäusedeckel drückt. Bei diesem wenigstens einen elastischen Toleranzausgleichselement, kann es sich beispielsweise um ein Schaumband handeln, das zwischen Gehäusedeckel und Haube, bevorzugt an einem der beiden Bauteile befestigt, angeordnet ist. Besonders bevorzugt befindet sich das elastische Toleranzausgleichselement an der Haubengrundseite, beispielsweise als die Haubengrundseite in einem vorgegebenen Abstand zu Außenkanten der Haubengrundseite umlaufendes Schaumband, sodass das elastische Toleranzausgleichselement oberhalb des Gehäusedeckels und der unter dem Gehäusedeckel liegenden Gehäusewände angeordnet ist. Der Deckel wird also unter Vermittlung des elastischen Toleranzausgleichselements mittelbar auf den Gehäusegrundkörper gedrückt. Hiermit können beispielsweise Herstelltoleranzen ausgeglichen werden, die zwischen dem Gehäusedeckel und der Haube beziehungsweise insbesondere dem Gehäusedeckel und der Haubengrundseite vorhanden sein können. Die verwendeten Bauteile, das heißt insbesondere die Haube sowie der Gehäusedeckel müssen somit keine besonders streng vorgegebenen Vorgaben hinsichtlich ihrer exakten Ausformung erfüllen, wodurch die Produktion der erfindungsgemä-ßen Gehäusevorrichtung besonders kostengünstig gehalten werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Haube aus einem isolierenden Material, insbesondere einem Kunststoff, hergestellt ist. Mithilfe der Haube kann somit die Gehäusevorrichtung nach oben hin elektrisch isoliert sein. Hierdurch können beispielsweise potentielle Kurzschlüsse sowie ein ungewünschtes Leiten von beispielsweise aufgrund eines technischen Fehlers innerhalb des Batteriegehäuses auftretenden Ladungen verhindert werden. Eine derartige Haube aus beispielsweise Kunststoff bietet zudem maximale Integrationsmöglichkeiten für weitere Dichtungen und Anbindungspunkte, wie beispielsweise Kabelanschlüsse zum Verbinden des Batteriemoduls mit Verbrauchern im Kraftfahrzeug. Zudem lässt sich eine fluiddichte Verbindung besonders einfach mit einem aus Kunststoff hergestellten Bauteil umsetzen, wodurch erneut die Kosten für die Gehäusevorrichtung reduziert werden.
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Die Haube ist bevorzugt einteilig, das heißt beispielsweise als Spritzgussteil aus Kunststoff hergestellt. Es ist jedoch auch möglich, dass die Haube mit ihren einzelnen Bestandteilen, das heißt den Haubenwände sowie der Haubengrundseite, aus Einzelteilen hergestellt ist, die nach ihrer Herstellung fest miteinander verbunden wurden.
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Die Erfindung umfasst zudem ein Kraftfahrzeug mit einem Batteriemodul zum Antreiben einer elektrischen Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs und mit einer Gehäusevorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde, wobei das Batteriemodul im Aufnahmeraum der Gehäusevorrichtung angeordnet ist. Die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Gehäusevorrichtung für ein Batteriemodul eines Kraftfahrzeugs vorgestellten bevorzugten Ausgestaltungen und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine geschnittene Darstellung einer Gehäusevorrichtung für ein Batteriemodul eines Kraftfahrzeugs;
- 2 eine geschnittene Darstellung einer Gehäusevorrichtung für ein Batteriemodul eines Kraftfahrzeugs, die einen Dichtraum zum elektrischen und/oder magnetischen Abschirmen des Batteriemoduls umfasst; und
- 3 eine geschnittene Darstellung einer Gehäusevorrichtung für ein Batteriemodul eines Kraftfahrzeugs mit einem Flüssigkeits- und Gasd ichtigkeitsraum.
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Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsform umfassen. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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In 1 ist eine Gehäusevorrichtung 10 für ein Batteriemodul 12 eines Kraftfahrzeugs in einer geschnittenen Darstellung skizziert. Diese Gehäusevorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 20, das elektrisch leitend ist und beispielsweise aus Aluminium hergestellt ist. Das Gehäuse 20 selbst umfasst wiederum einen Gehäusegrundkörper 22, der eine Gehäusegrundplatte 24 sowie Gehäusewände 26 aufweist, sowie einen Gehäusedeckel 28. Der Gehäusegrundkörper 22 ist wannenförmig, wobei die Gehäusewände 26 zusammen mit der Gehäusegrundplatte 24 einen Aufnahmeraum 14 zum Aufnehmen des Batteriemoduls 12 begrenzen. Der Gehäusegrundkörper 22 ist so groß beziehungsweise umfasst ein so großes Volumen, dass der Aufnahmeraum 14 das Batteriemodul 12 vollständig aufnimmt.
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Die Gehäusegrundplatte 24 und die Gehäusewände 26 können als Einzelteile aus Aluminium hergestellt sein, die stoffschlüssig miteinander verbunden sind, oder aus einem Stück sein, beispielsweise hergestellt mittels Tiefziehen. Die Gehäusegrundplatte 24 weist zudem eine Teilfläche 25 auf, die außerhalb des von den Gehäusewänden 26 begrenzten Aufnahmeraums 14 hervorsteht. Der Gehäusegrundkörper 22 zusammen mit dem auf diesem aufliegenden Gehäusedeckel 28 bilden das elektrisch leitende Gehäuse 20 zum elektrischen und/oder magnetischen Abschirmen des Batteriemoduls 12. Mit diesem Teil der Gehäusevorrichtung 10 wird erreicht, dass die Gehäusevorrichtung 10 Vorgaben hinsichtlich einer elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) des Batteriemoduls 12 erfüllen kann, da das Batteriemodul 12 in einem sogenannten EMV-Dichtraum 52 (siehe Bezugszeichen 52 in 2) angeordnet ist.
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Die Gehäusevorrichtung 10 umfasst zudem eine Haube 30 zum Abdichten des Aufnahmeraums 14. Die Haube 30 weist eine Haubengrundseite 32 sowie Haubenwände 34 auf. Die außenseitig am Gehäusegrundkörper 22 angeordnete Haube 30 ist letztendlich derart angeordnet, dass die Haubengrundseite 32 parallel zum Gehäusedeckel 28 und die Haubenwände 34 parallel zu den Gehäusewänden 26 angeordnet sind. Die Haube 30 ist außenseitig am Gehäusegrundkörper 22 angeordnet und fluiddicht mit diesem verbunden. Eine entsprechende Verbindungsstelle 36 zwischen der Haube 30 und dem Gehäusegrundkörper 22 beziehungsweise genau genommen der hervorstehenden Teilfläche 25 der Gehäusegrundplatte 24 ist ebenfalls in 1 skizziert. An der Verbindungsstelle 36 kann beispielsweise mithilfe von Rillen, die in der Teilfläche 25 sowie in der Haube 30 angeordnet sind und in die ein Dichtdraht gelegt ist, mittels Schraubstellen derart fest verbunden werden, dass der Aufnahmeraum 14 fluiddicht abgedichtet ist und in einem sogenannten Fluiddichtigkeitsraum 54 (siehe Bezugszeichen 54 in 3) angeordnet ist.
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Zwischen der Haube 30 und dem Gehäusedeckel 28 ist zudem ein elastisches Toleranzausgleichselement 40 angeordnet, das mittels der Haube 30 auf den Gehäusedeckel 28 drückt. Hierdurch wird der Gehäusedeckel 28 auf den Gehäusegrundkörper 22 gedrückt, wodurch sichergestellt wird, dass das elektrisch leitende Gehäuse 20 auch bei Fahrt auf einer unebenen Straße oder anderen Erschütterungen stets geschlossen ist, das heißt ein faradayscher Käfig zum Abschirmen von elektrischen und/oder magnetischen Strahlen zum Schutz des Batteriemoduls 12 vor derartiger Strahlung aus der Umgebung sowie ein Schutz der Umgebung vor entsprechender Strahlung des Batteriemoduls 12 erreicht wird.
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Alternativ zum elastischen Toleranzausgleichselement 40 kann auch die Haube 30 an der Haubengrundseite 32 zumindest ein hervorstehendes Element aufweisen, mit dem die Haube 30 den Gehäusedeckel 28 unmittelbar auf den Gehäusegrundkörper 22 drückt. Die Haube 30 ist aus einem isolierenden Material hergestellt, insbesondere einem Kunststoff. Zudem ist die Haube 30 bevorzugt einteilig, das heißt beispielsweise als Spritzgussteil aus Kunststoff besonders kostengünstig hergestellt. Die Haube 30 kann zudem an der Haubengrundseite 32 Anbindungspunkte, das heißt beispielsweise Anschlüsse zum Verbinden des Batteriemoduls 12 mit Verbrauchern des Kraftfahrzeugs aufweisen.
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In 2 ist mittels einer gestrichelten Linie der Raum innerhalb der Gehäusevorrichtung 10 skizziert, der als EMV-Dichtraum 52 bezeichnet wird, das heißt elektrisch und/oder magnetisch von der Umgebung abgeschirmt ist. Eine Montageschnittstelle 50 dieses EMV-Dichtraums 52 ist zudem eingezeichnet. Diese Stelle zwischen Gehäusedeckel 28 und Gehäusegrundkörper 22 wird mittels des elastischen Toleranzausgleichselement 40 sowie der Haube 30 fest verbunden. Da an dieser Stelle der Gehäusevorrichtung 10 keine Schrauben oder andere Hilfsmittel zur Fixierung der Montageschnittstelle 50 nötig sind, kann im Falle von Reparaturarbeiten am Batteriemodul 12 durch Entfernen der Haube 30 besonders leicht auf den Aufnahmeraum 14 zugegriffen werden. Dies ist nämlich lediglich durch ein Anheben des auf dem Gehäusegrundkörper 22 aufliegenden Gehäusedeckels 28 möglich.
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In 3 ist mittels einer gestrichelten Linie der Bereich der Gehäusevorrichtung 10 eingezeichnet, der den Fluiddichtigkeitsraum 54 begrenzt. Dieser Fluiddichtigkeitsraum 54, der auch als Flüssigkeits- und Gasdichtigkeitsraum bezeichnet werden kann, weist als Montageschnittstelle 50 die fluiddichte Verbindung zwischen der Haube 30 und dem Gehäusegrundkörper 22 auf. Der EMV-Dichtraum 52 liegt somit innerhalb des Fluiddichtigkeitsraums 54. Maßnahmen zur Verhinderung von Korrosion an der Montageschnittstelle 50 zwischen Gehäusegrundkörper 22 und Gehäusedeckel 28, die beide in diesem Beispiel aus Aluminium hergestellt sind, ist daher nicht nötig.
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Insgesamt zeigt das Beispiel, wie besonders platzsparend und leicht zu realisieren die Gehäusevorrichtung 10 aufgebaut sein kann, mit der ein Batteriemodul 12 in ein Kraftfahrzeug integriert werden kann. Mittels des elektrisch leitenden Gehäuses 20 sowie in Kombinationen dieses elektrisch leitenden Gehäuses 20 mit der Haube 30 wird zum einen ein EMV-Dichtraum 52 und zum anderen ein Fluiddichtigkeitsraum 54 realisiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016206464 A1 [0003]
- DE 102013112413 A1 [0004]
- DE 102015220473 A1 [0005]
