DE102019101637B4 - Battery tray with molded bead - Google Patents
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Abstract
Batterieträger (1) für ein Elektrokraftfahrzeug, aufweisend eine Wanne (2) mit einem Boden (3) sowie einer umlaufenden Seitenwand (4) und optional einen von der Seitenwand (4) nach außen orientiert abstehenden Flansch (6) wobei in dem Boden (3) der Wanne (2) zumindest eine sich über die Breite (10) oder Länge erstreckende eingeformte Sicke (9) ausgebildet ist, dergestalt, dass die Sicke (9) als eingeformter Querträger oder Längsträger fungiert und als Versteifung und/oder Anbindungsfläche für eine Batteriemodulmontage dient, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Segment (12, 13, 14) der Wanne (2), bevorzugt die gesamte Wanne (2) als Faltbauteil einstückig und werkstoffeinheitlich aus einer Platine hergestellt ist und dass eine Höhe (H9) der Sicke (9) 20% bis 80% der Höhe (H4) der Seitenwand (4) entspricht.Battery carrier (1) for an electric motor vehicle, comprising a trough (2) with a base (3) and a circumferential side wall (4) and optionally a flange (6) projecting outwardly from the side wall (4), with the base (3 ) The tub (2) has at least one molded bead (9) extending over the width (10) or length, such that the bead (9) functions as a molded cross member or longitudinal member and as a stiffener and / or connection surface for a battery module assembly is used, characterized in that at least one segment (12, 13, 14) of the tub (2), preferably the entire tub (2) is made as a folding component in one piece and made of the same material from a plate and that a height (H9) of the bead (9 ) Corresponds to 20% to 80% of the height (H4) of the side wall (4).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Batterieträger gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a battery carrier according to the features in the preamble of
Die Elektromobilität hat beim Einsatz von Kraftfahrzeugen immer mehr Relevanz bekommen. Hierbei werden Elektrokraftfahrzeuge ausschließlich durch elektrische Energie angetrieben. Zur Speicherung dieser elektrischen Energie in dem Elektrokraftfahrzeug sind Batterien, auch Akkumulatoren, Hochvoltbatterien oder Fahrbatterien genannt, notwendig, die einen erheblichen Volumenanteil sowie ein relativ hohes Eigengewicht aufweisen. Solche Batterien werden, damit eine hinreichende Energiemenge, beispielsweise zur Erlangung einer Reichweite von 300 km mit einer Batterieladung, gespeichert werden kann, im Unterflurbereich eines Kraftfahrzeuges angeordnet. Die Batterien selbst sind in einem Batterieträger untergebracht, so dass diese zum einen gegen äußere Witterungseinflüsse geschützt sind, zum anderen ein Austreten von in den Batterien enthaltenen Stoffen an die Umwelt vermieden wird.Electromobility has become more and more relevant in the use of motor vehicles. Electric vehicles are powered exclusively by electrical energy. In order to store this electrical energy in the electric motor vehicle, batteries, also called accumulators, high-voltage batteries, or drive batteries, are necessary, which have a considerable volume share and a relatively high dead weight. Such batteries are arranged in the underfloor area of a motor vehicle so that a sufficient amount of energy can be stored, for example to achieve a range of 300 km with one battery charge. The batteries themselves are housed in a battery tray, so that they are protected against external weather conditions on the one hand, and substances contained in the batteries are prevented from leaking into the environment on the other.
Aus dem Stand der Technik sind hierzu Batteriegehäuse bekannt, die aus Kunststoffwerkstoffen, Faserverbundwerkstoffen oder auch aus metallischen Werkstoffen hergestellt sind. Die Batterieträger werden auch als „Battery tray“ bezeichnet.For this purpose, battery housings are known from the prior art, which are made from plastic materials, fiber composite materials or also from metallic materials. The battery trays are also referred to as "battery trays".
Ein solches Batteriegehäuse wird zumeist von unten an einem Kraftfahrzeug montiert und erstreckt sich maßgeblich über einen Großteil der Kraftfahrzeugbreite und ebenfalls einen Teil der Kraftfahrzeuglänge.Such a battery housing is mostly mounted from below on a motor vehicle and extends significantly over a large part of the vehicle width and also part of the motor vehicle length.
Das Batteriegehäuse besteht im Wesentlichen aus einem Battierieträger und einem Gehäusedeckel.The battery housing essentially consists of a battery holder and a housing cover.
Ein Batterieträger zeichnet sich durch ein wannenförmiges Gehäuse aus, in welchem eine Mehrzahl von Batterien angeordnet wird. Die Anforderungen hinsichtlich Dichtigkeit sowie der Produktionstoleranzen sind hoch. Die Herstellungskosten des Batterieträgers unterliegen jedoch einem massiven Kostendruck.A battery carrier is characterized by a trough-shaped housing in which a plurality of batteries are arranged. The requirements in terms of tightness and production tolerances are high. However, the manufacturing costs of the battery tray are subject to massive cost pressure.
Der wannenförmige Batterieträger eines Batteriegehäuses wird mitunter als Blechumformbauteil hergestellt. Eine gattungsbildende Druckschrift dazu ist die
Ferner sind Batterieträger aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Batterieträger bereitzustellen, der ein verbessertes Fertigungsverhalten, gleichzeitig jedoch auch eine verbesserte Steifigkeit/Crashverhalten aufweist.The object of the present invention is to provide a battery carrier that has improved manufacturing behavior, but at the same time also has improved rigidity / crash behavior.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Batterieträger mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst.The aforementioned object is achieved according to the invention in a battery carrier with the features in
Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Advantageous design variants of the present invention are the subject of the dependent claims.
Demnach weist der Batterieträger für ein Elektrofahrzeug eine Wanne mit einem Boden sowie einer umlaufenden Seitenwand auf. Die Seitenwand ist bevorzugt vollständig umlaufend. Die Seitenwand setzt sich somit, insbesondere bei einem in Draufsicht rechteckigen Batterieträger, aus vier Wandabschnitten zusammen. Optional steht von der Seitenwand ein nach außen orientiert abstehender Flansch ab. Der Flansch ist ebenfalls bevorzugt optional vollständig umlaufend abstehend ausgebildet. Weiterhin ist bevorzugt ein Rahmen Teil des Batterieträgers. Hierzu liegt insbesondere der außen abstehende Flansch auf dem Rahmen auf. Der Rahmen ist bevorzugt aus Hohlprofilen ausgebildet.Accordingly, the battery carrier for an electric vehicle has a tub with a floor and a circumferential side wall. The side wall is preferably completely circumferential. The side wall is thus composed of four wall sections, especially in the case of a battery carrier that is rectangular in plan view. Optionally, an outwardly oriented flange protrudes from the side wall. The flange is also preferably optionally designed to protrude completely around the circumference. Furthermore, a frame is preferably part of the battery carrier. For this purpose, in particular the flange protruding from the outside rests on the frame. The frame is preferably formed from hollow profiles.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Batterieträger entweder hinsichtlich zumindest Boden und zwei Wandabschnitten bevorzugt der vollständigen, umlaufenden Seitenwand einstückig und werkstoffeinheitlich aus einer Platine, bzw. aus einer Blechplatine hergestellt ist. Als Blechwerkstoffe kommen Stahl- oder auch Aluminiumwerkstoffe zum Einsatz. Auch kann jedoch der Batterieträger in Draufsicht in zumindestens zwei, bevorzugt drei Segmente eingeteilt sein. Die Segmente sind dann jeweils für sich flächig ausgebildet. Auch kann zumindestens ein Wandabschnitt aus einem zusätzlichen, bzw. separaten Profil hergestellt sein.According to the invention, it is provided that the battery carrier is made in one piece with respect to at least the base and two wall sections, preferably the complete, circumferential side wall, from a plate or from a sheet metal plate. Steel or aluminum materials are used as sheet materials. However, the battery carrier can also be divided into at least two, preferably three, segments in plan view. The segments are then each designed to be flat. At least one wall section can also be made from an additional or separate profile.
Erfindungsgemäß ist jedoch vorgesehen, dass in dem einstückig und werkstoffeinheitlich hergestellten Boden des gesamten Batterieträgers, bzw. zumindest eines Segments des Batterieträgers zumindestens eine sich über die Breite oder Länge erstreckende, eingeformte Sicke ausgebildet ist.According to the invention, however, it is provided that at least one molded bead extending over the width or length is formed in the base of the entire battery carrier, or at least one segment of the battery carrier, made in one piece and made of the same material.
Die Sicke selbst ist derart ausgebildet, dass sie als eingeformter Querträger oder Längsträger fungiert. Somit dient die Sicke der zusätzlichen Versteifung des Batterieträgers und auch als Kraftleitpfad. Ferner kann die Sicke als Anbindungsfläche für eine Batteriemodulmontage im Innenraum des Batterieträgers dienen.The bead itself is designed in such a way that it functions as a molded cross member or longitudinal member. The bead thus serves to additionally stiffen the battery tray and also as a force path. Furthermore, the bead can serve as a connection surface for a battery module assembly in the interior of the battery carrier.
Nachfolgend kann der Batterieträger auch als Batteriewanne bezeichnet werden. Bevorzugt kann der Batterieträger, bzw. die Batteriewanne, mit einer Haube, bzw. einem Deckel verschlossen sein.In the following, the battery tray can also be referred to as a battery tray. Preferably can the battery tray or the battery tray must be closed with a hood or cover.
Die Sicke selbst ist in ihrem Querschnitt im Wesentlichen rechteckig konfiguriert. Dies bedeutet, im Querschnitt hat die Sicke oben einen zur Sicken Längsrichtung quer verlaufenden Steg und von dem Steg abstehende Schenkel. Die Schenkel gehen dann über in den restlichen Boden. Beide Schenkel können parallel ausgebildet sein.The bead itself is configured essentially rectangular in its cross section. This means that, in cross section, the bead has a web running transversely to the longitudinal direction of the bead and legs protruding from the web. The legs then merge with the rest of the floor. Both legs can be designed in parallel.
Die Sicke selbst hat eine Höhe, die 20% bis 80%, insbesondere 30% bis 60%, besonders bevorzugt 40% bis 55% der Höhe der Seitenwand entspricht. An einem jeweiligen Ende der Sicke sind der Steg und die Schenkel mit der Seitenwand stoffschlüssig gekoppelt durch ein thermisches Fügeverfahren. Bei einstückig und werkstoffeinheitlich ausgebildeter Seitenwand wird somit zunächst eine Vorform durch Biegen, bzw. Falten, mithin Blechumformung, bereitgestellt. An den sich ergebenden Kanten erfolgt dann ein thermisches Fügeverfahren, so dass die Wanne des Batterieträgers dicht ausgebildet wird. Im Falle einer externen hergestellten Seitenwand wird diese mit den einstückig mit dem Boden und Sicken geformten Stirnwänden und auch im Bereich der Sicke mit dem Steg und den Schenkeln verschweißt.The bead itself has a height which corresponds to 20% to 80%, in particular 30% to 60%, particularly preferably 40% to 55% of the height of the side wall. At each end of the bead, the web and the legs are cohesively coupled to the side wall by a thermal joining process. In the case of a one-piece side wall made of the same material, a preform is thus initially provided by bending or folding, i.e. sheet metal forming. A thermal joining process is then carried out on the resulting edges, so that the well of the battery tray is made tight. In the case of an externally produced side wall, this is welded to the end walls formed in one piece with the base and beads and also in the area of the bead to the web and the legs.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Erfindung ist an dem Batterieträger an zumindestens einem Wandabschnitt der Seitenwand eine zusätzliche Stufe eingeformt. Die Stufe dient ebenfalls der Versteifung und/oder Batteriemodulmontage.In a further preferred embodiment variant of the present invention, an additional step is formed on the battery carrier on at least one wall section of the side wall. The step is also used for stiffening and / or mounting the battery module.
Bevorzugt beträgt eine Dicke des Werkstoffes der Platine zwischen 0,5 mm und 5 mm, bevorzugt 1 mm und 4 mm, besonders bevorzugt 1,5 mm bis 3,5 mm.A thickness of the material of the blank is preferably between 0.5 mm and 5 mm, preferably 1 mm and 4 mm, particularly preferably 1.5 mm to 3.5 mm.
Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausgestaltungsvarianten werden in den Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
-
1 einen erfindungsgemäß hergestellten Batterieträger ohne umlaufenden Rahmen, -
2 a und b eine jeweilige Querschnittsansicht entlang der Schnittstelle II aus1 einmal ohne Rahmen und einmal mit Rahmen, -
2 c bis e alternative Ausgestaltungsvarianten zu2 b , bei einem mit der Wanne gebauten Rahmen, -
3 a und b eine Seitenansicht einmal mit Rahmen und einmal ohne Rahmen, -
4 eine Draufsicht mit seitlich umlaufendem im Querschnitt L-förmigen Rahmen, -
5 eine perspektivische Ansicht auf eine Sicke von außen, -
6 eine Draufsicht auf einen Blechzuschnitt für eine einstückig, werkstoffeinheitlich ausgebildete Wanne als Faltbauteil
-
1 a battery carrier manufactured according to the invention without a surrounding frame, -
2 a and b a respective cross-sectional view along the interface II from1 once without frame and once with frame, -
2 c to e alternative design variants2 B , with a frame built with the tub, -
3 a and b a side view once with a frame and once without a frame, -
4th a top view with laterally circumferential frame L-shaped in cross section, -
5 a perspective view of a bead from the outside, -
6th a plan view of a sheet metal blank for a one-piece, uniformly formed tub as a folding component
In den Figuren werden bei gleichen oder ähnlichen Bauteilen dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.In the figures, the same reference symbols are used for identical or similar components, even if a repeated description is omitted for reasons of simplicity.
Die Wanne
Ferner sind in
Die Sicken
In einer alternativen Ausgestaltungsvariante kann die in
Zwischen den Sicken
In einer weiteren alternativen und/oder ergänzenden Ausgestaltungsvariante können Wandabschnitte der Seitenwand
Der Flansch
In
Bei
Alternativ ist in
In Alternative ist in
Ferner ist die Breite
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1 -1 -
- BatterieträgerBattery tray
- 2 -2 -
- WanneTub
- 3 -3 -
- Bodenground
- 4 -4 -
- SeitenwandSide wall
- 5 -5 -
- Stufestep
- 6 -6 -
- Flanschflange
- 7 -7 -
- BlechzuschnittSheet metal cutting
- 8 -8th -
- AusschnittCutout
- 9 -9 -
- SickeBead
- 10 -10 -
-
Breite zu
2 Width too2 - 11 -11 -
-
Innenraum zu
2 Interior too2 - 12 -12 -
- Segmentsegment
- 13 -13 -
- Segmentsegment
- 14 -14 -
- Segmentsegment
- 15 -15 -
- KoppelstelleCoupling point
- 16 -16 -
- Rahmenframe
- 17 -17 -
-
Oberseite zu
16 Top closed16 - 18 -18 -
-
L-förmiger Steg zu
16 L-shaped bridge too16 - 19 -19 -
- MontagelöcherMounting holes
- 20 -20 -
- Stegweb
- 21 -21 -
- Schenkelleg
- 22 -22 -
- Radiusradius
- 23 -23 -
- SchalenbauteilShell component
- 24 -24 -
- Flanschflange
- 25 -25 -
- Flansch flange
- H4 -H4 -
-
Höhe zu
4 Height too4th - H9 -H9 -
-
Höhe zu
9 Height too9 - B9 -B9 -
-
Breite
4.1 bis4.4 - Wandabschnitt zu4 width4.1 to4.4 - wall section too4th - α -α -
- Winkelangle
- U -U -
- UmgebungSurroundings
- E -E -
- Eckecorner
Claims (11)
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- 2019-01-23 DE DE102019101637.1A patent/DE102019101637B4/en active Active
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R083 | Amendment of/additions to inventor(s) | ||
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R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
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