-
Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuseunterteil zur Aufnahme zumindest eines Batteriemoduls, wobei das Batteriegehäuseunterteil einen Gehäuseboden und eine am Gehäuseboden angeordnete Kühleinrichtung aufweist, die Kühlkanäle umfasst, die von einem Kühlmedium durchströmbar sind. Zur Erfindung gehören auch ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Batteriegehäuseunterteil sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Batteriegehäuseunterteils.
-
Aus dem Stand der Technik sind vielzählige Arten von Batteriegehäusen und Batteriegehäuseunterteilen bekannt. Beispielsweise beschreibt die
DE 10 2011 052 513 A1 ein Batteriegehäuseteil zur Aufnahme einer Traktionsbatterie mit wenigstens einer Wandung, die teilweise aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffmaterial besteht, um eine verbesserte Wärmedämmung bereitzustellen. Weiterhin beschreibt die
DE 10 2009 058 808 A1 eine Fahrzeugantriebsbatteriebaugruppe und eine Kühlvorrichtung, die einen Kühlboden umfasst, welcher an der Unterseite der Batterie flächig anliegt, und der weiterhin mindestens eine Kühlmittelleitung aufweist sowie mindestens eine wärmeleitende Kontaktplatte zum Kontakt mit der Unterseite und mindestens ein Trägerbauteil, welches eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit als die Kontaktplatte besitzt und welches eine Halterung für die Kühlmittelleitung und die Kontaktplatte bildet. Der Kühlboden ist dabei zur Unterseite federelastisch ausgebildet und die Kontaktplatte liegt flächig und vorgespannt an der Unterseite an. Weiterhin kann auch ein separat gefertigtes Wärmeisolierungsbauteil in das Trägerbauteil eingesetzt werden. Der Kühlboden kann weiterhin zwischen der Unterseite der Batteriezellengruppe und einer Anpressplatte angeordnet sein, die an der Batteriezellengruppe befestigt ist und den Kühlboden gegen die Unterseite der Batteriezellengruppe presst.
-
Bei der Ausbildung und Herstellung von Batteriegehäusen, insbesondere Batteriegehäuseunterteilen, sind üblicherweise vielzählige Herstellungs- und Montageschritte erforderlich. Dies beginnt bereits bei der Bereitstellung einer Kühlvorrichtung, die ebenfalls typischerweise mehrkomponentig ausgeführt ist und die dann entsprechend am Batteriegehäuse unterseitig montiert wird, durch Schweißen, Verschrauben oder durch andere Befestigungsmaßnahmen.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Batteriegehäuseunterteil, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Herstellen eines Batteriegehäuseunterteils anzugeben, welche eine Reduktion des Montageaufwands ermöglichen.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Batteriegehäuseunterteil, durch ein Kraftfahrzeug und durch ein Verfahren zum Herstellen eines Batteriegehäuseunterteils mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
-
Ein erfindungsgemäßes Batteriegehäuseunterteil zur Aufnahme zumindest eines Batteriemoduls weist einen Gehäuseboden und eine am Gehäuseboden angeordnete Kühleinrichtung auf, die Kühlkanäle umfasst, die von einem Kühlmedium durchströmbar sind. Dabei sind der Gehäuseboden und die Kühleinrichtung aus einem selben Material einstückig ausgebildet und stellen eine Bodeneinheit bereit, die einen in einer bestimmten Längserstreckungsrichtung invarianten Querschnitt aufweist.
-
Dadurch kann die Bodeneinheit vorteilhafterweise als Strangpressprofil ausgebildet werden oder im Allgemeinen mittels eines Durchdrück-Verfahrens beziehungsweise Durchdrückens, worunter sowohl Strangpressverfahren als auch Fließpressverfahren fallen. Die Kühleinrichtung kann damit direkt in das Batteriegehäuseunterteil integriert werden und muss dadurch nicht mehr separat am Batteriegehäuse befestigt werden, wie zum Beispiel durch Fügen, Schweißen, Schrauben oder ähnliches. Hierdurch lässt sich einiges an Bauteilen einsparen, wie diverse Verbindungsmittel, Schrauben oder ähnliches, und zudem kann auch der Montageaufwand enorm reduzieren.
-
Unter einer einstückigen Ausbildung ist also eine Ausbildung als ein gleiches Bauteil zu verstehen, welches in einem gemeinsamen Verfahrensschritt gefertigt wird. Die Bodeneinheit umfasst also keine zusätzlich separat gefertigten Bauteile, die anschließend miteinander in irgendeiner Weise, zum Beispiel durch Schweißen oder Schrauben, verbunden werden.
-
Unter einem Batteriemodul ist dabei ein Modul zu verstehen, welches zumindest eine Batteriezelle aufweist. Insbesondere kann auch eine einzelne Batteriezelle als Modul beziehungsweise Batteriemodul aufgefasst werden. Vorzugsweise umfasst ein Batteriemodul im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch mehrere Batterieeinzelzellen, wie beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen. Das Batteriegehäuseunterteil kann zur Aufnahme nur eines einzigen Batteriemoduls ausgebildet sein, ist aber vorzugsweise derart ausgebildet, dass mehrere Batteriemodule im Batteriegehäuseunterteil aufgenommen werden können, beispielsweise indem diese auf dafür vorgesehene definierte Bereiche des Gehäusebodens aufgesetzt werden, insbesondere auf einer der Kühleinrichtung abgewandten Seite des Gehäusebodens. Zwischen den jeweiligen Batteriemodulen und dem Gehäuseboden kann sich zudem auch eine Wärmeleitkomponente, wie zum Beispiel eine Wärmeleitpaste oder ein Gapfiller, befinden.
-
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Gehäuseboden mit der Kühleinrichtung als eine erste Platte mit darin angeordneten Kühlkanälen ausgebildet. Eine solche Platte lässt sich auf besonders einfache Weise mittels Strangpressen herstellen. Die Kühlkanäle können dabei im Wesentlichen jeden beliebigen Querschnitt aufweisen, zum Beispiel rund, oval oder ähnliches, sind aber vorzugsweise rechtecksförmig im Querschnitt ausgebildet, da dies zum einen eine Anordnung möglichst vieler Kühlkanäle auf gegebenem Raum ermöglicht, was wiederum eine besonders effiziente Kühlung ermöglicht, und andererseits auch herstellungstechnisch besonders einfach ist.
-
Dabei verlaufen die Kühlkanäle vorzugsweise parallel zueinander in der Längserstreckungsrichtung. So wird vorteilhafterweise eine Ausbildung der Bodeneinheit als Strangpressprofil ermöglicht. Die Kühlmittelzuführ- und - abführleitungen können dann auf einfache Weise an den die Bodeneinheit in ihrer Längserstreckungsrichtung begrenzenden Enden angeordnet werden.
-
Durch Strangpressen lässt sich aber nicht nur auf besonders vorteilhafte Weise eine Kühleinrichtung integral mit dem Batteriegehäuseunterteil ausbilden, sondern es können auch vielzählige weitere Komponenten des Batteriegehäuseunterteils einstückig mit dem Gehäuseboden und der Kühleinrichtung ausgebildet werden, die andernfalls als separate Bauteile gefertigt und am Batteriegehäuse beziehungsweise an anderen separat gefertigten Komponenten des Batteriegehäuses befestigt werden müssten. Besonders vorteilhaft ist es dabei vor allem, wenn auf einer dem Gehäuseboden abgewandten ersten Seite der Kühleinrichtung ein Unterfahrschutz angeordnet ist, der mit dem Gehäuseboden und der Kühleinrichtung aus demselben Material einstückig ausgebildet ist und zusammen mit dem Gehäuseboden und der Kühleinrichtung die Bodeneinheit bereitstellt.
-
Als besonders vorteilhafte Einbauposition in einem Kraftfahrzeug für eine Kraftfahrzeugbatterie, insbesondere eine Hochvolt-Batterie beziehungsweise Traktionsbatterie, hat sich der Unterbodenbereich eines Kraftfahrzeugs herausgestellt, da hier ausreichend Platz zur Aufnahme vielzähliger in einem Gehäuse eingesetzter Batteriemodule zur Verfügung steht. Zum Schutz vor Pollerfällen, das heißt einer Beschädigung der Batterie durch Eindringen von Objekten oder Gegenständen von unten in Richtung der Hochachse des Kraftfahrzeugs, ist ein solcher Unterfahrschutz vorgesehen. Prinzipiell ließe sich auch dieser Unterfahrschutz als separates Bauteil fertigen, zum Beispiel durch Tiefziehen, und anschließend an der Bodeneinheit unterseitig, das heißt den Aufnahmebereichen für die Batteriemodule abgewandt, montieren. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn auch dieser Unterfahrschutz aus demselben Material einstückig mit dem Gehäuseboden und der Kühleinrichtung ausgebildet wird. Auch dieser lässt sich auf einfache Weise so ausbilden, dass die gesamte Bodeneinheit bestehend aus dem Gehäuseboden, der Kühleinrichtung und dem Unterfahrschutz, als Strangpressprofil ausgebildet werden kann, das heißt mit einem in der Längserstreckungsrichtung invariantem Querschnitt. Dies bedeutet also, dass jeder Querschnitt durch die Bodeneinheit senkrecht zur Längserstreckungsrichtung gleich ist.
-
Beispielsweise kann dabei der Unterfahrschutz eine zweite Platte und mindestens einen Verbindungssteg aufweisen, wobei die zweite Platte in einem vorbestimmten Abstand zur ersten Seite der Kühleinrichtung angeordnet ist und mit der ersten Seite über den mindestens einen Verbindungssteg verbunden ist.
-
Die erste Platte mit den darin angeordneten Kühlkanälen, die den Gehäuseboden, insbesondere den gesamten Gehäuseboden, mit der Kühleinrichtung darstellt, kann dabei parallel zur zweiten Platte des Unterfahrschutzes verlaufen, insbesondere in dem vorbestimmten Abstand und über einen, aber vorzugsweise mehrere, Verbindungsstege mit der ersten Platte verbunden sein. Vorzugsweise wird das Batteriegehäuseunterteil mit einer Breite senkrecht zur Längserstreckungsrichtung gefertigt, die sich über den Großteil und nahezu vollständig über die gesamte Breite eines Kraftfahrzeugs, das heißt in Kraftfahrzeugquerrichtung, erstreckt. Die in der Breite nebeneinander angeordneten und sich in der Längserstreckungsrichtung erstreckenden Stege beziehungsweise Verbindungsstege sorgen vorteilhafterweise gerade bei einem Strangpressverfahren zur Ausbildung der Bodeneinheit für die nötige Stabilität bei derart großen Abmessungen. Durch den vorhandenen Zwischenraum zwischen der ersten und zweiten Platte, der durch den vorbestimmten Abstand bereitgestellt ist, und der zum Beispiel zwischen 10 und 15 Millimeter betragen kann, wird die Schutzfunktion des Unterfahrschutzes erhöht, da ein Aufprall von Gegenständen gegen den Unterfahrschutz, wie zum Beispiel Steinen oder auch eine Bordsteinkante oder ähnliches, zu einer Deformation des Unterfahrschutzes in Richtung der ersten Platte führen kann, ohne dabei jedoch die erste Platte und damit die Kühleinrichtung oder gar die Batteriemodule zu beschädigen. Die Aufprallenergie kann somit besonders effizient gedämpft und abgefangen werden.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Batteriegehäuseunterteil mindestens eine in Längserstreckungsrichtung verlaufende Seitenwand auf, die die Bodeneinheit in einer Richtung senkrecht zur Längserstreckungsrichtung in ihrer Breite begrenzt und in einer von der Kühleinrichtung weg weisenden Richtung senkrecht zur Breite und senkrecht zur Längserstreckungsrichtung über den Gehäuseboden hinaussteht, wobei die mindestens eine Seitenwand ebenfalls aus demselben Material einstückig mit der Bodeneinheit ausgebildet ist. Mit anderen Worten können also auch die Seitenwände des Batteriegehäuseunterteils einstückig mit der Bodeneinheit als gemeinsames Strangpressprofil ausgebildet sein. Vorzugsweise weist das Batteriegehäuseunterteil auf beiden die Breite der Bodeneinheit begrenzenden Seiten eine solche Seitenwand auf.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Batteriegehäuseunterteil mindestens eine in Längserstreckungsrichtung verlaufende Trennwand auf, die auf der Bodeneinheit auf einer von der Kühleinrichtung abgewandten Seite des Gehäusebodens angeordnet ist und die zumindest zwei Aufnahmebereiche zum Aufnehmen jeweils zumindest eines Batteriemoduls trennt, wobei die mindestens eine Trennwand aus demselben Material einstückig mit der Bodeneinheit ausgebildet ist.
-
Mit anderen Worten können also nicht nur die die Breite begrenzenden Seitenwände, sondern auch in Längserstreckungsrichtung verlaufende Trennwände des Batteriegehäuseunterteils einstückig mit der Bodeneinheit ausgebildet werden, insbesondere wiederum als Strangpressprofil. Der Montageaufwand vereinfacht sich dadurch zusätzlich, da somit auch solche Trennwände nicht mehr separat gefertigt und im Gehäuse angeordnet und befestigt werden müssen. Insgesamt lässt sich somit nahezu das gesamte Batteriegehäuse als Strangpressprofil ausbilden, beispielsweise abgesehen von einem separat gefertigten Deckel, der optional zum Schluss nach Einbringen der Batteriemodule auf das Batteriegehäuseunterteil aufgesetzt werden kann und daran befestigt werden kann, sowie weitere optionale Seitenwände oder Trennwände, die sich senkrecht zur Längserstreckungsrichtung in Richtung der Breite des Gehäusebodens beziehungsweise der Bodeneinheit erstrecken. Dadurch lässt sich eine enorme Einsparung sowohl an Material, Bauteilen, sowie auch Zeit sowohl bei der Fertigung einzelner Bauteile als auch deren Montage einsparen.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Batteriegehäuseunterteil mindestens eine Schwellerkomponente auf, die die mindestens eine erste Seitenwand umfasst, wobei die Schwellerkomponente weiterhin mindestens eine zweite Seitenwand und mindestens einen Quersteg aufweist, wobei die mindestens eine zweite Seitenwand auf einer von der Bodeneinheit abgewandten Seite der ersten Seitenwand angeordnet ist und in der Längserstreckungsrichtung parallel zur ersten Seitenwand verläuft und einen vorbestimmten Abstand senkrecht zur Längserstreckungsrichtung von der ersten Seitenwand aufweist, und mit der ersten Seitenwand über den mindestens einen Quersteg verbunden ist. Dabei ist es wiederum besonders vorteilhaft, wenn auch die mindestens eine Schwellerkomponente aus demselben Material einstückig mit der Bodeneinheit ausgebildet ist.
-
Vorzugsweise sind auch hier wiederum zwei solche Schwellerkomponenten, die sich in der Längserstreckungsrichtung erstrecken, vorgesehen, die beidseitig an der Bodeneinheit angeordnet sind, sodass sie diese in ihrer Breite begrenzen. Dadurch lässt sich also vorteilhafterweise die Bodeneinheit zusammen mit solchen mehrwandig ausgebildeten und sich ebenfalls in der Längserstreckungsrichtung erstreckenden Schwellerkomponenten als Strangpressprofil ausbilden, was den Montageaufwand weiter verringert. Diese Schwellerkomponenten bieten im im Kraftfahrzeug verbauten Zustand einen seitlichen Aufprallschutz. Vorteilhaft ist es vor allem, wenn eine solche Schwellerkomponente nicht nur die erste Seitenwand sowie die zweite Seitenwand, sondern beispielsweise noch zusätzlich eine dritte Seitenwand aufweist, die ebenfalls parallel zur ersten und zur zweiten Seitenwand verläuft und ebenfalls durch Querstege mit der zweiten Seitenwand verbunden ist. Dadurch entstehen wiederum zwischen der ersten und der zweiten Seitenwand, sowie auch zwischen der zweiten und der optionalen dritten Seitenwand, Luftzwischenräume, die im Falle eines Seitenaufpralls die Aufprallenergie besonders gut abfangen können.
-
Des Weiteren gehört zur Erfindung auch ein Batteriegehäuse mit einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuseunterteil oder einer seiner Ausführungsformen. Das Batteriegehäuse kann beispielsweise zusätzlich einen Deckel aufweisen, der, wenn die Batteriemodule in das Batteriegehäuse eingesetzt sind, auf das Batteriegehäuse aufgesetzt und daran befestigt wird, zum Beispiel durch Verschrauben. Zudem kann das Batteriegehäuse auch eine Vorder- und eine Rückseite aufweisen, die als separate Bauteile gefertigt werden und die senkrecht zur Längserstreckungsrichtung stehen. Optional können auch noch Querwände in das Batteriegehäuse eingesetzt werden, die dann ebenfalls als separate Bauteile gefertigt werden und die jeweiligen Batteriemodulbereiche voneinander in Längserstreckungsrichtung trennen.
-
Darüber hinaus gehört zur Erfindung auch eine Batterie mit einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuseunterteil oder einer seiner Ausführungsformen. Eine solche Batterie weist das mindestens eine Batteriemodul auf, vorzugsweise mehrere Batteriemodule, die in das Batteriegehäuseunterteil eingesetzt sind. Vorzugsweise befindet sich zwischen den Unterseiten der jeweiligen Batteriemodule und der Oberseite des Gehäusebodens, das heißt der der Kühleinrichtung abgewandten Seite des Gehäusebodens, eine Wärmeleitkomponente, die Luftlücken zwischen der Unterseite der Batteriemodule und dem Gehäuseboden schließt und dadurch eine besonders gute thermische Anbindung an die integral mit dem Gehäuseboden ausgebildete Kühleinrichtung ermöglicht. Dabei können einerseits einzelne Batteriezellen in das Batteriegehäuseunterteil eingesetzt werden, oder Batteriemodule, die mehrere Batteriezellen umfassen.
-
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuseunterteil oder einer seiner Ausführungsformen, sowie auch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Batterie oder einer ihrer Ausführungsformen.
-
Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Herstellen eines Batteriegehäuseunterteils, mit einem Gehäuseboden und einer am Gehäuseboden angeordneten Kühleinrichtung, die Kühlkanäle umfasst, die von einem Kühlmedium durchströmbar sind. Dabei werden der Gehäuseboden und die Kühleinrichtung aus einem selben Material einstückig mittels Durchdrückens, insbesondere Strangpressens, ausgebildet, sodass diese eine Bodeneinheit bereitstellen, die einen in einer bestimmten Längserstreckungsrichtung invarianten Querschnitt aufweist.
-
Die für das erfindungsgemäße Batteriegehäuseunterteil und seine Ausführungsformen beschriebenen Vorteile gelten in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Batteriegehäuse, die erfindungsgemäße Batterie, das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und das erfindungsgemäße Verfahren.
-
Als Material wird vorzugsweise ein Metall oder eine Legierung verwendet, da diese besonders gute Wärmeleiteigenschaften aufweisen. Vorzugsweise wird ein Leichtmetall verwendet, da sich hierdurch enorm Gewicht einsparen lässt, was insbesondere gerade im Zusammenhang mit Elektro- beziehungsweise Hybridfahrzeugen zur Reichweitenerhöhung relevant ist. Besonders bevorzugt wird als das Material Aluminium verwendet beziehungsweise das Material stellt Aluminium dar, da dies besonders leicht ist und zusätzlich extrem gute Wärmeleiteigenschaften aufweist.
-
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gehäusebodenunterteils beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben. Insbesondere können auch alle andere Komponenten des Gehäusebodenunterteils, zum Beispiel der Unterfahrschutz, mindestens eine Seitenwand, mindestens eine Schwellerkomponente und/oder mindestens eine Trennwand ebenfalls mittels Durchdrückens, insbesondere Strangpressens einstückig und integral mit der Kühleinrichtung und dem Gehäuseboden ausgebildet werden.
-
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
-
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Querschnittsdarstellung eines als Strangpressprofil ausgebildeten Batteriegehäuseunterteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine schematische Draufsicht auf ein Batteriegehäuseunterteil, welches in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 3 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Batterie mit einem Batteriegehäuseunterteil sowie mehreren in das Batteriegehäuseunterteil eingesetzten Batteriemodulen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
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. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
-
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
-
1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Batteriegehäuseunterteils 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Batteriegehäuseunterteil 10 ist in diesem Beispiel mit all seinen dargestellten Komponenten als Strangpressprofil ausgebildet, das heißt es weist einen in seiner in der dargestellten y-Richtung verlaufenden Längserstreckungsrichtung invarianten Querschnitt auf. Mit anderen Worten sieht jeder Querschnitt durch dieses Batteriegehäuseunterteil 10 senkrecht zur seiner Längserstreckungsrichtung, die parallel zur dargestellten y-Richtung verläuft, gleich aus. Das Batteriegehäuseunterteil 10 weist dabei eine Bodeneinheit 12 auf. Diese umfasst wiederum einen Gehäuseboden 14 und eine am Gehäuseboden 14 angeordnete Kühleinrichtung 16, die Kühlkanäle 16a umfasst, die von einem Kühlmedium durchströmbar sind. Der Gehäuseboden 14 sowie die Kühleinrichtung 16 sind dabei aus einem selben Material, vorzugsweise Aluminium, einstückig als Strangpressprofil ausgebildet. Insbesondere ist hierbei der Gehäuseboden mit der Kühleinrichtung als eine Platte mit darin angeordneten Kühlkanälen 16a ausgebildet. Die Kühlkanäle 16a verlaufen dabei parallel zueinander in der Längserstreckungsrichtung y.
-
Vorzugsweise haben diese Kühlkanäle 16a, wie hier dargestellt, einen rechteckförmigen Querschnitt, sind also in ihrer Gesamtheit jeweils als ein quaderförmiger Hohlraum ausgebildet, können jedoch im Allgemeinen bezüglich ihres Querschnitts senkrecht zur Längserstreckungsrichtung y jede beliebige Geometrie aufweisen. Weiterhin gehört in diesem Beispiel zur Bodeneinheit 12 auch ein Unterfahrschutz 18, der ebenfalls einstückig mit dem Gehäuseboden 14 und der Kühleinrichtung 16 ausgebildet ist. Dieser Unterfahrschutz 18 umfasst dabei wiederum eine Platte 18a, die in einem Abstand d parallel zur Unterseite der Kühleinrichtung 16 verläuft, das heißt der dem Gehäuseboden 14 abgewandten Seite der Kühleinrichtung 16. Weiterhin umfasst der Unterfahrschutz Verbindungsstege 18b, die die Platte 18a des Unterfahrschutzes 18 mit der Unterseite der Kühleinrichtung 16 verbinden. Die Platte 18a des Unterfahrschutzes 18 kann zum Beispiel mit einer Dicke in z-Richtung von zum Beispiel 2 bis 3 Millimetern ausgebildet sein. Der Abstand d dieser Platte 18a des Unterfahrschutzes 18 zur Unterseite der Kühleinrichtung 16 beträgt vorzugsweise zwischen 10 und 15 Millimetern. Durch diesen Abstand d sind Zwischenräume 20, insbesondere luftgefüllte Zwischenräume, gebildet. Hierdurch wird ein besonders hoher Schutz in Bezug auf Pollerfälle geboten. Weiterhin weist das Batteriegehäuseunterteil 10 erste Seitenwände 22 auf, welche die Bodeneinheit 12 in ihrer Breite, das heißt in der dargestellten x-Richtung, beidseitig begrenzen. Diese ersten Seitenwände 22 erstrecken sich ebenfalls in der Längserstreckungsrichtung y und stehen senkrecht zur Platte 18a des Unterfahrschutzes 18 sowie zum Gehäuseboden 14 und der Kühleinrichtung 16.
-
Diese beiden ersten Seitenwände 22 sind in diesem Beispiel weiterhin jeweils Teil einer Schwellerkomponente 24. Das Batteriegehäuseunterteil 10 umfasst also zwei solcher Schwellerkomponenten 24, die die Bodeneinheit 12 in ihrer Breite beidseitig begrenzen. Eine jeweilige dieser Schwellerkomponenten 24 umfasst neben der ersten Seitenwand 22 weiterhin eine zweite Seitenwand 26, die über mehrere Querstege 28 mit der ersten Seitenwand 22 verbunden ist. Zur zusätzlichen Steigerung des Seitenaufprallschutzes durch diese Schwellerkomponente 24 umfasst diese vorteilhafterweise noch eine dritte Seitenwand 30, die ebenfalls in einem Abstand zur zweiten Wand 26 und parallel zu dieser verlaufend angeordnet ist und mit dieser ebenfalls über jeweilige Querstege 28, die in x-Richtung verlaufen, verbunden ist. Zudem kann das Batteriegehäuseunterteil 10 auch noch in der Längserstreckungsrichtung y und auf der Bodeneinheit 12, insbesondere auf dem Gehäuseboden 14, angeordnete Trennwände 32 aufweisen, die Aufnahmebereiche zur Aufnahme jeweiliger Batteriemodule 40 voneinander trennen.
-
All die beschriebenen Komponenten können als ein einzelnes Bauteil, insbesondere als Strangpressprofil, zum Beispiel aus Aluminium, gefertigt werden. Hierdurch lässt sich auf besonders kostengünstige und effiziente Weise ein Batteriegehäuseunterteil 10 mit integral ausgebildeter Kühleinrichtung 16 bereitstellen, sowie zusätzlich mit integral ausgebildetem Unterfahrschutz 18, Seitenwänden 22, Schwellern 24 sowie Trennwänden 32. Durch dieses Batteriegehäuseunterteil 10 entfallen somit zahlreiche Montageschritte, die ansonsten erforderlich wären, sowie zahlreiche Verbindungskomponenten wie zum Beispiel Schrauben oder ähnliches. Hierdurch lässt sich eine enorme Einsparung an Zeit, Kosten und Material realisieren.
-
2 zeigt eine schematische Draufsicht auf das in 1 beschriebene Batteriegehäuseunterteil 10, insbesondere in einer bevorzugten bestimmungsgemäßen Einbaulage in einem Kraftfahrzeug 34 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Kraftfahrzeug 34 ist hierbei nur exemplarisch gestrichelt dargestellt. Die y-Richtung des dargestellten Koordinatensystems entspricht dabei der Kraftfahrzeuglängsrichtung und die x-Richtung der Kraftfahrzeugquerachse, sowie die z-Richtung der Kraftfahrzeughochachse. In dieser Draufsicht auf das Batteriegehäuseunterteil 10 sind also der Gehäuseboden 14 bereichsweise zu sehen sowie die Trennwände 32 von oben, und ebenfalls die beiden Schwellerkomponenten 24 von oben, insbesondere deren oberseitig angeordneten Querstege 28. Jeder Querschnitt durch dieses Batteriegehäuseunterteil 10 in x-Richtung, das heißt senkrecht zur Längserstreckungsrichtung y, liefert also das in 1 dargestellte Bild.
-
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Batterie 36 mit einem Batteriegehäuseunterteil 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Batteriegehäuseunterteil 10 ist insbesondere, wie zu 1 bereits beschrieben, ausgebildet. Zusätzlich ist hier nun noch das durch die Kühlkanäle 16a fließende Kühlmedium 38 dargestellt. Die Anschlüsse für die Kühlmittelzuführleitungen und Kühlmittelabführleitungen können zum Beispiel an der Vorder- und Hinterseite des Batteriegehäuseunterteils 10 angeordnet sein, die das Batteriegehäuseunterteil 10 in seiner Längserstreckungsrichtung y begrenzen. An dieser Vorder- und Hinterseite können dann ebenfalls noch zusätzliche separat gefertigte Seitenwände optional angebracht und befestigt werden. Weiterhin weist die Batterie 36 nun mehrere in das Batteriegehäuseunterteil 10 eingesetzte Batteriemodule 40 auf. Zwischen den jeweiligen Unterseiten 40a der Batteriemodule 40 und dem Gehäuseboden 14 ist eine Wärmeleitkomponente 42, zum Beispiel ein Gapfiller oder eine Wärmeleitpaste oder irgendein sonstiges Wärmeleitmedium, angeordnet. Weiterhin weist die Batterie 36 auch einen Deckel 44 auf, der auf das Batteriegehäuseunterteil 10 mit den darin angeordneten Batteriemodulen 40 aufgesetzt und an diesem befestigt ist, zum Beispiel mittels Schraubverbindung.
-
Die Trennwände 32, die als Längsstege ausgeführt sind und die Funktion der Modulraumtrennung übernehmen, dienen vorteilhafterweise zusätzlich auch zur Crashunterstützung, das heißt sind zur Aufnahme von Aufprallenergie ausgelegt.
-
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Batteriegehäuseunterteil und insbesondere auch eine Batterie bereitgestellt werden können, die durch die Ausbildung des Batteriegehäuseunterteils als Aluminiumstrangpressprofil die Integration einer Kühlung und zudem optional auch noch eines Unterfahrschutzes in das Gehäuse ermöglicht. Hierdurch kann der Montageaufwand in der Fertigung deutlich reduziert werden und zusätzlich Bauteile, Material und Zeit eingespart werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102011052513 A1 [0002]
- DE 102009058808 A1 [0002]
