DE102018215954B4 - Motor vehicle and battery - Google Patents
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Abstract
Kraftfahrzeug umfassend eine Karosserie (20) mit einem Bodenblech (22) sowie eine Batterie (1) umfassend ein Batteriegehäuse (2) mit einem Gehäuserahmen (4) mit zwei Rahmenlängsträgern (6) und einem Gehäusedeckel (5), wobei am Bodenblech (22) wenigstens ein zur Batterie (1) hin vorspringender Querträger (15) vorgesehen ist, und dass das Batteriegehäuse (2) wenigstens eine oberseitige Querausnehmung (11) aufweist, in die der sich zwischen den Rahmenlängsträgern (6) des Gehäuserahmens (4) erstreckende Querträger (15) der Karosserie (20) eingreift.Motor vehicle comprising a body (20) with a floor panel (22) and a battery (1) comprising a battery housing (2) with a housing frame (4) with two frame side members (6) and a housing cover (5), the floor panel (22) At least one cross member (15) projecting towards the battery (1) is provided, and that the battery housing (2) has at least one upper transverse recess (11) into which the cross member (6) of the housing frame (4) extends between the longitudinal frame members (6). 15) engages the body (20).
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug umfassend eine Karosserie mit einem Bodenblech sowie eine Batterie umfassend ein Batteriegehäuse mit einem Gehäuserahmen mit zwei Rahmenlängsträgern und einem Gehäusedeckel, wobei am Bodenblech wenigstens ein zur Batterie hin vorspringender Querträger vorgesehen ist, und das Batteriegehäuse wenigstens eine oberseitige Querausnehmung aufweist, in die der Querträger der Karosserie eingreift.The invention relates to a motor vehicle comprising a body with a floor panel and a battery comprising a battery housing with a housing frame with two frame side members and a housing cover, at least one cross member projecting towards the battery being provided on the floor panel and the battery housing having at least one transverse recess on the top, in which the cross member of the body engages.
Moderne Kraftfahrzeuge mit Elektroantrieb besitzen eine entsprechend groß dimensionierte Batterie, mitunter auch als Energiespeicher bezeichnet, die üblicherweise unterhalb eines Bodenblechs der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, wobei unterhalb der Batterie zumeist ein entsprechend stabil dimensionierter, die Batterie schützender Unterfahrschutz montiert ist. Die Batterie umfasst üblicherweise ein Batteriegehäuse mit einem Gehäuserahmen, der üblicherweise zwei Längsträger umfasst, die über zwei endständige Querträger zu einem Rahmen verbunden sind. Vorgesehen ist des Weiteren ein Gehäusedeckel und ein Gehäuseboden, wobei im Batteriegehäuse ein, üblicherweise mehrere Speichermodule jeweils umfassend eine Vielzahl von separaten Energiespeicherzellen aufgenommen sind. Aus Stabilitätsgründen ist das Batteriegehäuse im Hinblick auf etwaige Unfallsituationen möglichst stabil auszulegen, so dass es im Falle eines Aufpralls nicht oder nicht übermäßig beschädigt wird.Modern motor vehicles with an electric drive have a correspondingly large battery, sometimes also referred to as an energy store, which is usually arranged underneath a floor panel of the vehicle body, with a correspondingly sturdy underrun protection protecting the battery being usually mounted underneath the battery. The battery usually comprises a battery housing with a housing frame, which usually comprises two longitudinal beams, which are connected to a frame via two terminal cross beams. A housing cover and a housing base are also provided, one, usually a plurality of storage modules, each comprising a large number of separate energy storage cells, being accommodated in the battery housing. For reasons of stability, the battery housing should be designed as stable as possible with regard to possible accident situations, so that it is not damaged or is not excessively damaged in the event of an impact.
Für einen Frontalzusammenstoß ist, nachdem die Karosserie diesbezüglich bereits entsprechend ausgelegt ist und über entsprechende Mittel wie Crashboxen, Knautschzonen etc. bereits hinreichende Maßnahmen getroffen sind, die auch das Batteriegehäuse schützen, die Gehäusestabilität über die Rahmenlängsträger in der Regel ausreichend. Bezüglich eines Seitenaufpralls jedoch werden, nachdem diesbezüglich karosserieseitig aufgrund der, verglichen mit der Länge, geringeren Breite des Kraftfahrzeugs keine vergleichbaren Maßnahmen wie im Falle eines Frontalzusammenstoßes getroffen werden können, seitens des Batteriegehäuses entsprechende Maßnahmen zu treffen. Zu diesem Zweck wird in das Gehäuse mindestens ein, üblicherweise jedoch im Hinblick auf die Größe der Batterie mehrere Rahmenquerträger montiert, die den Gehäuserahmen in Querrichtung zusätzlich versteifen. Diese Rahmenquerträger verlaufen parallel zu den beiden endständigen Rahmenquerträgern und unterteilen den Gehäuserahmen in zwei oder mehr Abteile, in die jeweils ein oder mehreren Speichermodule aufgenommen sind. Der hierdurch ausgesteifte Gehäuserahmen ist damit auch im Hinblick auf einen Seitenaufprall äußerst stabil ausgelegt. Die Rahmenquerträger sind dabei zumeist am Gehäuseboden und/oder am Gehäusedeckel befestigt, auch eine Befestigung an den Rahmenlängsträgern ist möglich. Das Batteriegehäuse selbst ist schließlich oberseitig mit dem ebenen, die Batteriemodule übergreifenden Gehäusedeckel geschlossen, der zumindest am Gehäuserahmen befestigt ist, mitunter aber auch an den sich im Gehäuseinneren erstreckenden Rahmenquerträgern.For a head-on collision, after the body has already been designed accordingly and sufficient measures have been taken via appropriate means such as crash boxes, crumple zones, etc., which also protect the battery housing, the housing stability via the frame side members is generally sufficient. With regard to a side impact, however, since no comparable measures can be taken on the body side due to the smaller width of the motor vehicle compared to the length, as in the event of a head-on collision, the battery housing will take corresponding measures. For this purpose, at least one, but usually with regard to the size of the battery, several frame cross members are mounted in the housing, which additionally stiffen the housing frame in the transverse direction. These frame cross members run parallel to the two terminal frame cross members and divide the housing frame into two or more compartments, in each of which one or more memory modules are accommodated. The housing frame stiffened in this way is thus designed to be extremely stable with regard to a side impact. The frame cross members are mostly attached to the housing base and / or to the housing cover, and attachment to the frame side members is also possible. Finally, the battery housing itself is closed on the top side by the flat housing cover which overlaps the battery modules and which is attached at least to the housing frame, but also sometimes to the frame cross members extending inside the housing.
Zwar ist eine derart aufgebaute Batterie äußerst stabil, im Aufbau jedoch aufgrund der Integration der zusätzlichen Rahmenquerträger und deren Befestigung relativ komplex. Auch ist die Batterie infolge der Integration der Querträger sowie der zu deren Fixierung erforderlichen Befestigungsmittel sehr schwer, wie natürlich mit der Montage der Querträger auch ein entsprechender Herstellungsaufwand und entsprechende Kosten verbunden sind.Although a battery constructed in this way is extremely stable, its construction is relatively complex due to the integration of the additional frame cross members and their attachment. The battery is also very heavy due to the integration of the crossbeams and the fastening means required to fix them, as is of course associated with the assembly of the crossbeams and a corresponding manufacturing effort and costs.
Im Stand der Technik sind verschiedenartige Batterieausgestaltungen bzw. Batterieanordnungen im Kraftfahrzeug bekannt. WO 2013/ 038 255 A2 beschreibt ein Montagesystem zur Befestigung eines Batterierahmens an der Karosserie, welches im Crashfall bricht und die Batteriestruktur von der Karosserie trennt. WO 2012/ 028 956 A1 beschreibt einen Batterierahmen, der gegen Crashintrusionen geschützt ist, in diesem Fall durch die Hinterachse im Fall eines Heckcrash. Hier hat die Batterie eine lasttragende bzw. schützende Funktion.Various types of battery configurations or battery arrangements in motor vehicles are known in the prior art. WO 2013/038 255 A2 describes a mounting system for fastening a battery frame to the body, which breaks in the event of a crash and separates the battery structure from the body. WO 2012/028 956 A1 describes a battery frame that is protected against crash intrusions, in this case by the rear axle in the event of a rear-end crash. Here the battery has a load-bearing or protective function.
Ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art ist aus
Elektrische Verbindungsleitungen, über die die Einzelzellen eines Batteriemoduls, von denen mehrere in dem Batteriegehäuse aufgenommen sind, miteinander in Reihe geschaltet sind, sind entlang des Zellstapels zu einer Batterie-ECU geführt und laufen von dieser wiederum seitlich entlang der Batteriemodule in einem seitlichen, vertieften Abschnitt eines Batterie-Verstärkungselements, welcher Abschnitt von dem Deckel übergriffen ist.Electrical connecting lines, via which the individual cells of a battery module, of which several are accommodated in the battery housing, are connected in series with one another, are guided along the cell stack to a battery ECU and, in turn, run from this laterally along the battery modules in a lateral, recessed section a battery reinforcing element, which portion is overlapped by the cover.
Des Weiteren ist aus
Schließlich ist aus
Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, ein Kraftfahrzeug anzugeben, das bei Verwendung einer einfacher konzipierten Batterie einen hinreichenden Schutz der Batterie und eine einfache Möglichkeit zur Führung elektrischer Leitungsverbindungen innerhalb der Batterie bietet, sowie eine Batterie dafür.The invention is based on the problem of specifying a motor vehicle which, when using a more simply designed battery, offers adequate protection of the battery and a simple possibility for routing electrical line connections within the battery, and a battery therefor.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der oder die Querträger an der zum Batteriegehäuse weisenden Seite wenigstens eine Vertiefung aufweisen, in die eine einen Kanal begrenzende Erhebung in der Querausnehmung am Batteriegehäuse eingreift, sowie eine Batterie nach Anspruch 10.To solve this problem, it is provided according to the invention in a motor vehicle of the type mentioned at the outset that the cross-member (s) on the side facing the battery housing have at least one recess into which a channel-defining elevation in the transverse recess on the battery housing engages, and a battery as claimed in claim 10th
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist die Strukturfunktion der Querversteifung des Batteriegehäuses zumindest teilweise an die Karosserie verlegt, indem an der Unterseite der Bodenplatte der Karosserie wenigstens ein Querträger vorgesehen ist, der mit dem Batteriegehäuse zusammenwirkt. Das Batteriegehäuse weist an seiner Oberseite, also am Gehäusedeckel, eine entsprechende Querausnehmung auf, in die der karosseriebodenseitige Querträger in der Montagestellung eingreift. In der Montagestellung erstreckt sich dieser eingreifende Querträger dann entweder zwischen den beiden Rahmenlängsträgern des Batteriegehäuses, so dass diese über den Querträger zur Karosserie hin versteift sind. Alternativ kann sich der Querträger auch, bei dann niedrigeren Rahmenlängsträgern des Batterierahmens, zwischen zwei Seitenschwellern des Kraftfahrzeugs, die, wie auch die Rahmenlängsträger, in Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufen, erstrecken, so dass insgesamt die Stabilität der Karosserie durch den oder, bevorzugt, die mehreren Querträger erhöht ist, auch bezüglich eines Krafteintrags in den Bereich der Batterie bei einem Seitenaufprall, wenngleich die Batterie, da keine integrierten Querträger mehr aufweisend, deutlich einfacher konzipiert ist. Das Batteriegehäuse selbst weist also mit besonderem Vorteil daher keinen oder keine entsprechend stabil zu dimensionierende und separat zu montierende Querträger mehr auf, womit ein geringeres Gewicht, ein geringerer Herstell- beziehungsweise Montageaufwand und geringere Kosten verbunden sind. Gleichzeitig ist über den bevorzugt formschlüssigen Eingriff des Querträgers in die Querausnehmung eine sichere Versteifung des Batteriegehäuses gegeben.In the motor vehicle according to the invention, the structural function of the transverse stiffening of the battery housing is at least partially relocated to the body in that at least one cross member is provided on the underside of the base plate of the body and cooperates with the battery housing. The battery housing has a corresponding transverse recess on its upper side, that is to say on the housing cover, into which the cross member engages in the mounting position on the body floor side. In the assembly position, this engaging cross member then extends either between the two frame side members of the battery housing, so that these are stiffened towards the body via the cross member. Alternatively, the cross member can also, in the case of lower frame side members of the battery frame, extend between two side sills of the motor vehicle, which, like the frame side members, run in the longitudinal direction of the vehicle, so that overall the stability of the body by or, preferably, the plurality Cross member is increased, also with regard to the introduction of force into the area of the battery in the event of a side impact, although the battery is designed much more simply because it no longer has integrated cross members. The battery housing itself therefore has, with particular advantage, no or no longer correspondingly dimensionally stable and separately mountable cross members, which is associated with lower weight, lower manufacturing and assembly costs and lower costs. At the same time, a secure stiffening of the battery housing is provided via the preferably positive engagement of the cross member in the transverse recess.
Auch die karosserieseitig vorzunehmende Modifikation ist vergleichsweise einfach, nachdem lediglich an der Unterseite des üblicherweise ebenen Bodenblechs der wenigstens eine Querträger zu befestigen ist, was im Rahmen des Karosseriebaus auf einfache Weise durch zumeist punktuelles Anschweißen erfolgen kann und daher weit einfacher von statten gehen kann als die bisher übliche Integration eines solchen Querträgers in das Batteriegehäuse selbst.The modification to be made on the body side is also comparatively simple, since only the at least one cross member has to be fastened to the underside of the usually flat floor panel, which can be done in a simple manner by mostly spot welding in the body shop and can therefore be carried out much more easily than that Previously usual integration of such a cross member into the battery housing itself.
Auch die Montage der Batterie selbst gestaltet sich einfach, da sie lediglich unterhalb des Bodenblechs zu positionieren ist, so dass der Querträger in die Querausnehmung eingreift, worüber automatisch auch eine entsprechende korrekte Positionierung der Batterie an der Karosserie sichergestellt ist. Sodann ist lediglich das Batteriegehäuse mit dem Bodenblech zu verschrauben.The battery itself is also easy to install, since it can only be positioned below the floor panel, so that the crossmember engages in the transverse recess, which automatically ensures that the battery is correctly positioned on the body. Then only the battery housing has to be screwed to the base plate.
Wie beschrieben werden zumeist relativ große respektive, gesehen in Fahrzeuglängsrichtung, lange Batterien verwendet. Je nach Batteriegröße ist es mitunter erforderlich, den Gehäuserahmen über eine entsprechend größere Länge zu versteifen, weshalb erfindungsgemäß auch mehrere in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander angeordnete Querträger am Bodenblech befestigt werden können, wie das Batteriegehäuse dann auch mehrere entsprechend formkompatible Querausnehmungen, die ein bevorzugt formkompatibles Eingreifen ermöglichen, aufweist. Es wird demzufolge an dem Bodenblech über die mehreren Querträger quasi eine Rippenstruktur realisiert, die in eine entsprechende Ausnehmungsstruktur am Batteriegehäuse beziehungsweise dem Gehäusedeckel eingreift.As described, relatively large or long batteries, as seen in the longitudinal direction of the vehicle, are mostly used. Depending on the battery size, it is sometimes necessary to stiffen the housing frame over a correspondingly greater length, which is why, according to the invention, a plurality of cross members arranged one behind the other in the longitudinal direction of the vehicle can also be fastened to the floor panel, such as the battery housing then also a plurality of correspondingly form-compatible transverse recesses which enable a preferably form-compatible intervention. having. Accordingly, a rib structure is implemented on the bottom plate via the plurality of cross members, which engages in a corresponding recess structure on the battery housing or the housing cover.
Die Ausbildung der oder jeder Querausnehmung erfolgt wie beschrieben zweckmäßigerweise am Gehäusedeckel, da dieser unmittelbar benachbart zum Bodenblech positioniert ist. Die eine oder die mehreren Querausnehmungen werden im Rahmen der Deckelherstellung durch einfaches Umformen des Deckels, üblicherweise aus einem Metallblech, eingebracht, sie weisen, entsprechend der länglichen Querträgergeometrie, eine Nutform auf. As described, the or each transverse recess is expediently formed on the housing cover, since this is positioned directly adjacent to the base plate. The one or more transverse recesses are made by simply reshaping the cover, usually from a metal sheet, in the course of the cover production; they have a groove shape corresponding to the elongated cross member geometry.
Der oder jeder Querträger sollte, wenn er sich zwischen den Rahmenlängsträgern erstreckt, um wenigstens die halbe Höhe eines Längsträgers zwischen die Längsträger eingreifen. Das heißt, dass der Querträger um mindestens die halbe Längsträgerhöhe in die Querausnehmung eingreift und, von der Seite gesehen, den Längsträger quasi um wenigstens die halbe Trägerhöhe übergreift. Hierüber ist eine hinreichende mechanische Anbindung respektive Kopplung zwischen Rahmenlängsträger und Karosseriequerträger gegeben. Natürlich ist auch ein tieferes Eintauchen möglich. Der oder die Querträger können an den Rahmenlängsträgern anliegen oder auch geringfügig davon beabstandet sein, wobei der Abstand nur wenige Millimeter betragen sollte. Für den Fall, dass sich der oder die Querträger zwischen den Längsschwellern der Karosserie erstrecken und an diesen vorzugsweise angeschweißt sind, ist natürlich der Rahmen, zumindest was seine Rahmenlängsträger angeht, entsprechend niedriger ausgeführt, so dass der oder die in die Querausnehmungen eingreifenden Querträger nicht am Rahmen anschlagen, sondern zu beiden Seiten des Batteriegehäuses zu den Schwellern hin laufen.The or each cross member should, if it extends between the frame side members, engage at least half the height of a side member between the side members. This means that the cross member engages in the transverse recess by at least half the side member height and, viewed from the side, engages over the side member virtually by at least half the member height. This provides an adequate mechanical connection or coupling between the frame side member and the body cross member. Of course, deeper immersion is also possible. The cross member (s) can rest on the frame side members or also be slightly spaced from it, the distance should be only a few millimeters. In the event that the cross member (s) extend between the longitudinal sills of the body and are preferably welded to them, the frame is, of course, correspondingly lower, at least as far as its frame side members are concerned, so that the cross member (s) engaging in the transverse recesses is not on Strike the frame, but run towards the sills on both sides of the battery housing.
Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass dem oder jedem Querträger ein fest mit den Rahmenlängsträgern des Gehäuserahmens verbundener Rahmenquerträger gegenüberliegt, wobei der oder die Rahmenquerträger gegebenenfalls niedriger sind als die Rahmenlängsträger, insbesondere wenn die Querträger nur zwischen den Rahmenlängsträgern verlaufen. Gemäß dieser Erfindungsausgestaltung verfügt also der Gehäuserahmen über einen oder mehrere schmale Rahmenquerträger, der oder die sich zwischen den deutlich höheren Rahmenlängsträgern erstrecken und an diesen befestigt sind. Der Gehäuserahmen ist damit über den oder die Rahmenquerträger in zwei oder mehr Rahmenbereiche unterteilt, in die die Speichermodule eingesetzt werden können. Dieser oder diese Rahmenquerträger haben eine Doppelfunktion. Zum einen dienen sie dazu, den mitunter relativ großen Gehäuserahmen etwas zu versteifen, was die Handhabung des Gehäuserahmens im Rahmen der Batteriemontage vereinfacht. Darüber hinaus dienen sie auch der mechanischen Anbindung der Batterie respektive des Batteriegehäuses an das Bodenblech. Denn es besteht so die Möglichkeit, nachdem ein solcher schmaler Rahmenquerträger einem am Bodenblech vorgesehenen Querträger quasi gegenüberliegt, wobei lediglich der schmale, aus dem Metallblech gefertigte Gehäusedeckel zwischen ihnen angeordnet ist, dass in diesem Bereich entsprechende Verbindungsstellen zwischen dem Rahmenquerträger und dem karosserieseitigen Querträger gesetzt werden können. Das heißt, dass entsprechende Verbindungsschrauben oder ähnliche mechanische Befestigungen zwischen dem Rahmenquerträger und dem karosserieseitigen Querträger gesetzt werden können. Hierdurch ergibt sich eine noch bessere Anbindung und damit auch mechanische Kopplung zwischen Batteriegehäuse und Bodenblech respektive Karosserie, so dass im Falle eines Seitenaufpralls eine noch bessere Krafteinleitung in die Karosserie gegeben ist. Sind mehrere bodenblechseitige Querträger verbunden, so ist natürlich zweckmäßigerweise jedem dieser Querträger ein schmaler Rahmenquerträger zugeordnet, so dass in jedem dieser Bereiche entsprechende Schraubverbindungen oder dergleichen gesetzt werden können. Der jeweilige Rahmenquerträger ist, wie ausgeführt, bei sich zwischen den Rahmenlängsträgern erstreckenden Querträgern deutlich niedriger als die Rahmenlängsträger. Dies ermöglicht das hinreichend tiefe Eintauchen der Querträger in die Querausnehmungen respektive in das Batteriegehäuse. Ein solcher Rahmenquerträger weist maximal die halbe Höhe wie die Rahmenlängsträger auf, bevorzugt weniger, um einen möglichst tiefen Querträgereingriff zu ermöglichen. Aber auch bei sich zwischen den Schwellern erstreckenden Querträgern ist ein tiefes Eintauchen wünschenswert, weshalb sich die Querausnehmungen möglichst tief, vorzugsweise über wenigstens die halbe Gehäusehöhe, erstrecken sollten.A particularly expedient development of the invention provides that the or each cross member is opposite a frame cross member that is fixedly connected to the frame side members of the housing frame, the frame cross member (s) possibly being lower than the frame side members, in particular if the cross members only run between the frame side members. According to this embodiment of the invention, the housing frame thus has one or more narrow frame cross members, which extend between and are attached to the significantly higher frame side members. The housing frame is thus divided into two or more frame areas in which the memory modules can be inserted via the frame cross member (s). This or these frame cross members have a double function. On the one hand, they serve to stiffen the sometimes relatively large housing frame, which simplifies the handling of the housing frame when mounting the battery. In addition, they also serve to mechanically connect the battery or the battery housing to the base plate. Because there is the possibility, after such a narrow frame cross member is virtually opposite a cross member provided on the floor panel, whereby only the narrow housing cover made of the metal sheet is arranged between them that corresponding connection points are placed in this area between the frame cross member and the body-side cross member can. This means that corresponding connecting screws or similar mechanical fastenings can be placed between the frame cross member and the body-side cross member. This results in an even better connection and thus also mechanical coupling between the battery housing and floor panel or body, so that in the event of a side impact, an even better introduction of force into the body is provided. If several cross members on the bottom plate side are connected, each of these cross members is of course expediently assigned a narrow frame cross member, so that corresponding screw connections or the like can be placed in each of these areas. The respective frame cross member is, as stated, significantly lower than the frame side members in the case of cross members extending between the frame side members. This enables the crossmembers to be dipped sufficiently deep into the transverse recesses or into the battery housing. Such a frame cross member has a maximum of half the height of the frame side members, preferably less, in order to enable the lowest possible cross member engagement. However, deep immersion is also desirable in the case of cross members extending between the sills, which is why the cross recesses should extend as deeply as possible, preferably over at least half the height of the housing.
Der oder jeder Querträger ist bevorzugt als Hohlträger ausgeführt, um das Trägergewicht möglichst gering zu halten. Zweckmäßigerweise wird als ein solcher Hohlträger eine Hutschiene verwendet, also eine Schiene mit einem U-Profil und endseitig zur Seite abragenden Querschenkeln, die eine einfache Befestigung einer solchen Hutschiene an der ebenen Bodenplatte der Karosserie, bevorzugt durch einfaches Anschweißen respektive Anpunkten, ermöglichen.The or each cross beam is preferably designed as a hollow beam in order to keep the beam weight as low as possible. A top-hat rail is expediently used as such a hollow support, that is to say a rail with a U-profile and transverse legs projecting to the end at the end, which enable such a top-hat rail to be easily attached to the flat base plate of the body, preferably by simply being welded on or by points.
Wie beschrieben erfolgt über die Rahmenquerträgeranordnung eine Aufteilung des Batteriegehäusevolumens in entsprechende, in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander liegende Bereiche, in denen jeweils ein oder mehrere Speichermodule aufgenommen sind. Diese sind üblicherweise elektrisch miteinander zu kontaktieren, wozu entsprechende Leitungsverbindungen in Form von Kabeln oder Schienen zwischen den Modulen zu verlegen sind. Um dies auch bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung mit außerhalb des Batteriegehäuses, an die Karosserie verlagerten Querträgern zu ermöglichen, sieht die Erfindung vor, dass der oder die Querträger an der zum Batteriegehäuse weisenden Seite wenigstens eine Vertiefung aufweisen, in die eine einen Kanal begrenzende Erhebung in der Querausnehmung am Batteriegehäuse respektive am Gehäusedeckel eingreift. Das heißt, dass das Batteriegehäuse respektive der Gehäusedeckel eine quasi einen Durchgangskanal bildende Erhebung aufweist, der, sofern ein entsprechender gehäuseseitiger Rahmenquerträger vorgesehen ist, einer an diesem positionsmäßig entsprechend vorgesehenen Vertiefung gegenüberliegen kann, um den Kanalquerschnitt zu vergrößern. In jedem Fall greift diese gehäuse- oder deckelseitige Erhebung in eine entsprechende, bevorzugt wiederum formkompatible Vertiefung an der Unterseite des Querträgers ein. Durch diesen im Gehäuseinneren gebildeten Durchgang respektive Kanal können nun die entsprechenden elektrischen Verbindungsmittel wie Kabel oder Schienen oder dergleichen geführt werden.As described above, the frame cross member arrangement divides the battery housing volume into corresponding areas lying one behind the other in the longitudinal direction of the vehicle, in which one or more memory modules are accommodated in each case. These are usually to be contacted electrically, for which purpose appropriate line connections in the form of cables or rails are to be laid between the modules. In order to make this possible even in the embodiment according to the invention with cross members displaced to the body outside the battery housing, the invention provides that the cross member or the cross members have at least one recess on the side facing the battery housing, into which a channel-defining elevation in the Cross recess engages on the battery housing or on the housing cover. This means that the battery housing or the housing cover has an elevation which forms a passage channel, which, provided that a corresponding frame cross member on the housing side is provided, can lie opposite an indentation correspondingly provided on the latter in order to enlarge the channel cross section. In any case, this elevation on the housing or cover side engages in a corresponding, preferably again form-compatible depression on the underside of the cross member. The corresponding electrical connection means such as cables or rails or the like can now be guided through this passage or channel formed in the interior of the housing.
Wie beschrieben ist der Gehäuserahmen zweckmäßigerweise neben den beiden Rahmenlängsträgern endseitig über zwei Rahmenquerträger abgeschlossen, die die gleiche Höhe wie die Rahmenlängsträger aufweisen, so dass der Gehäuserahmen randseitig das Äußere des Batteriegehäuses definiert, das unterseitig über den Gehäuseboden und oberseitig über den Gehäusedeckel, beide am Gehäuserahmen befestigt, abgeschlossen ist.As described, the housing frame is expediently located at the end next to the two frame side members via two frame cross members completed, which have the same height as the frame side members, so that the edge of the housing frame defines the exterior of the battery housing, which is closed on the underside over the housing base and on the top over the housing cover, both attached to the housing frame.
Neben dem Kraftfahrzeug betrifft die Erfindung gemäß Patentanspruch 10 eine Batterie für ein Kraftfahrzeug der vorstehend beschriebenen Art. Die Batterie umfasst ein Batteriegehäuse mit einem Gehäuserahmen mit zwei Rahmenlängsträgern und einem Gehäusedeckel, wobei das Batteriegehäuse wenigstens eine oberseitige Querausnehmung zur Aufnahme eines sich an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs unterhalb eines Bodenblechs angeordneten Querträgers aufweist. Neben dem Gehäuserahmen mit den beiden Rahmenlängsträgern, die üblicherweise über zwei gleichhohe endseitige Rahmenquerträger miteinander verbunden sind, weist das Batteriegehäuse üblicherweise auch einen Gehäuseboden auf, der den unteren Gehäuseabschluss bietet, sowie ein oder mehrere im Gehäuseinneren aufgenommene Speichermodule.In addition to the motor vehicle, the invention relates to a battery for a motor vehicle of the type described above. The battery comprises a battery housing with a housing frame with two frame side members and a housing cover, the battery housing having at least one upper transverse recess for receiving a body of the motor vehicle has arranged below a floor panel cross member. In addition to the housing frame with the two frame side members, which are usually connected to one another via two frame cross members of the same height at the end, the battery housing usually also has a housing base which offers the lower housing end, and one or more memory modules accommodated inside the housing.
Zur Bildung der Querausnehmung ist zweckmäßigerweise der Gehäusedeckel nutartig eingetieft ausgeführt, wobei diese Nut, die wie vorstehend bereits erläutert, formkompatibel zur Geometrie der Querträger ausgeführt ist, auf einfache Weise bei der Herstellung des Gehäusedeckels durch Umformen eingebracht werden kann.To form the transverse recess, the housing cover is expediently embodied in a groove-like manner, this groove, which, as already explained above, is designed to be shape-compatible with the geometry of the cross member, can be introduced in a simple manner during the manufacture of the housing cover by reshaping.
Bevorzugt sind am Batteriegehäuse mehrere Querausnehmungen zur Aufnahme mehrerer in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander angeordneter Querträger vorgesehen.A plurality of transverse recesses are preferably provided on the battery housing for receiving a plurality of cross members arranged one behind the other in the vehicle longitudinal direction.
Die oder jede Querausnehmung können sich wenigstens über die halbe Höhe eines Längsträgers in das Gehäuseinnere erstrecken, so dass ein hinreichender Übergriff eines eingreifenden, karosserieseitigen Querträgers in Bezug auf den Längsträger gegeben ist. Alternativ können sie auch im wesentlichen auf Höhe der Rahmenlängsträger enden, wenn nämlich in der Montagestellung die Querträger seitlich aus dem Batteriegehäuse laufen und mit den Längsschwellern verbunden sind.The or each transverse recess can extend at least half the height of a side member into the interior of the housing, so that there is sufficient overlap of an engaging cross member on the body side with respect to the side member. Alternatively, they can also end essentially at the level of the frame side members, namely when the cross members run laterally out of the battery housing in the mounting position and are connected to the side sills.
Weiterhin können am Gehäuserahmen ein oder mehrere, in der Montagestellung dem oder jedem Querträger gegenüberliegende, fest mit dem Rahmenlängsträgern des Gehäuserahmens verbundene Rahmenquerträger vorgesehen sein, wobei der oder die Rahmenquerträger gegebenenfalls niedriger als die Rahmenlängsträger sind. Die Rahmenquerträger sind ebenfalls von dem Gehäusedeckel übergriffen, so dass dieser in der Montagestellung zwischen den einander gegenüberliegenden, karosserieseitigen Querträgern und den Rahmenquerträgern aufgenommen ist.Furthermore, one or more frame cross members, which in the assembly position are opposite the or each cross member and are firmly connected to the frame side members of the housing frame, may be provided, the frame cross member or members possibly being lower than the frame side members. The frame cross members are also overlapped by the housing cover, so that it is received in the assembly position between the opposite, body-side cross members and the frame cross members.
Erfindungsgemäß ist am Batteriegehäuse an der in der Montagestellung zu dem oder den Querträgern weisenden Seite wenigstens eine einen Kanal begrenzende Erhebung vorgesehen, die in der Montagestellung in eine Vertiefung am Querträger eingreift. Diese Erhebung ermöglicht die Ausbildung eines kanalartigen Verbindungsbereichs zwischen den einzelnen, in Gehäuse ausgebildeten Abteilen, so dass durch diesen Durchgang entsprechende Verbindungsmittel zur elektrischen Kontaktierung der Module gelegt werden können.According to the invention, at least one channel-delimiting elevation is provided on the battery housing on the side facing the cross member (s) in the assembly position and engages in a recess on the cross member in the assembly position. This elevation enables a channel-like connection area to be formed between the individual compartments formed in housings, so that corresponding connecting means for electrical contacting of the modules can be laid through this passage.
Schließlich ist zweckmäßigerweise der Gehäuserahmen neben den beiden Rahmenlängsträgern endseitig über zwei Rahmenquerträger abgeschlossen, die die gleiche Höhe wie die Rahmenlängsträger aufweisen.Finally, the housing frame next to the two frame side members is expediently terminated at the end by two frame cross members which have the same height as the frame side members.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden ausgeführten Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine Explosionsdarstellung eines Batteriegehäuses einer erfindungsgemäßen Batterie ohne Speichermodule, -
2 eine erfindungsgemäße Batterie nach Bestücken des Batteriegehäuses mit Speichermodulen und Schließen des Batteriegehäuses, -
3 dieBatterie aus 2 mit in die entsprechenden Querausnehmungen eingreifenden Querträgern, die an der nicht dargestellten Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigt sind, -
4 eine Prinzipdarstellung einer Teilansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit verbauter erfindungsgemäßer Batterie, -
5 eine Explosionsdarstellung eines Batteriegehäuses einer erfindungsgemäßen Batterie einer zweiten Ausführungsform ohne Speichermodule, -
6 die erfindungsgemäße Batterie aus5 nach Bestücken des Batteriegehäuses mit Speichermodulen und Schließen des Batteriegehäuses, und -
7 dieBatterie aus 6 mit in die entsprechenden Querausnehmungen eingreifenden Querträgern, die an der nicht dargestellten Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigt sind.
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1 2 shows an exploded view of a battery housing of a battery according to the invention without memory modules, -
2nd a battery according to the invention after equipping the battery housing with memory modules and closing the battery housing, -
3rd the battery2nd with cross members which engage in the corresponding transverse recesses and are fastened to the body of the motor vehicle, not shown, -
4th 2 shows a basic illustration of a partial view of a motor vehicle according to the invention with a battery according to the invention installed, -
5 2 shows an exploded view of a battery housing of a battery according to the invention of a second embodiment without memory modules, -
6 the battery according to theinvention 5 after equipping the battery housing with memory modules and closing the battery housing, and -
7 thebattery 6 with cross members engaging in the corresponding transverse recesses, which are fastened to the body of the motor vehicle, not shown.
Das Batteriegehäuse
Der Gehäuserahmen
Im gezeigten Beispiel sei angenommen, dass der Gehäuserahmen mit den Rahmenlängs- und -querträgern 6, 7 eine umlaufend gleichbleibende Höhe aufweist. Denkbar ist es natürlich, dass sich die Rahmenhöhe im Bereich des einen oder anderen Endes erhöht, wenn dies aufgrund der gegebenen Bauraumsituation zweckmäßig ist, was dann natürlich auch zu einer entsprechenden Deckelausgestaltung führt.In the example shown, it is assumed that the housing frame with the frame longitudinal and
Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Gehäuserahmen
Wie
Im gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die weiteren Rahmenquerträger
Der in
Der jeweilige Grund
Wie
Zur Verbindung des Gehäusedeckels
Zur Verbindung von Gehäuseboden
Der Gehäuseboden
Diese Querausnehmungen
Zur Verbindung der Hutschienen
Des Weiteren weisen die Hutschienen entsprechende Vertiefungen
Die Querträger
Die Querschnittsgeometrie der Querausnehmungen
Unterhalb des Bodenblechs
Die in
Ersichtlich greift der Querträger
Die
Gezeigt ist eine Batterie
Auch hier besteht der Gehäuserahmen
Aufgrund der niedrigen Rahmenhöhe ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Aufgrund der geringen Rahmenhöhe sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die seitlichen Verbindungsabschnitte
Die fertig montierte Batterie
Der Eingriff der Querträger
In der Montagestellung ergibt sich eine Konfiguration ähnlich wie sie in
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass es die erfindungsgemäße Batterie
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