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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Batteriesystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 der Erfindung.
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Gegenwärtig werden für HV-Batteriesysteme (HV = Hochvolt) von Elektro-, Hybrid- oder Plug-in-Hybrid-Fahrzeugen meist große bis sehr große Batteriegehäuse eingesetzt, die in der Regel den gesamten Unterboden ausfüllen und eine in sich sehr steife Baugruppe darstellen. Die Beanspruchungen werden dabei über einen sehr steifen Boden oder Deckel transferiert und/oder über Stege in diesem Gehäuse (Fachwerk) abgeleitet. Durch diese Bauweise ist mit keinen oder minimalen Deformationen innerhalb des Gehäuses zu rechnen. Einzelne im Gehäuse angeordnete Batteriemodule erfahren daher nur geringe Relativbewegungen, sodass ebenfalls im Batteriegehäuse untergebrachte HV-Verbindungen gleichfalls nur geringe Beanspruchungen erfahren.
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Diese bisherigen Bauweisen haben aufgrund zusätzlicher Bauteile für Lastpfade meist ein stark erhöhtes Gewicht des Batteriegehäuses und somit des Fahrzeuges zur Folge sowie eine höhere Maßkette der Batterie in Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung). Werden die separaten Lastpfade durch das Batteriegehäuse hindurch geführt, sinkt die maximale Leistungs- und Energiedichte stark, da zu den tragenden Strukturen aufgrund der zu berücksichtigenden Deformation ein größerer Abstand erforderlich wird. Zusätzlich müssen die damit einhergehenden komplexen Toleranzketten beherrscht werden. Letztlich steht weniger Baumraum für Zellen zur Verfügung und somit ist die Energiedichte des Batteriesystems nicht optimal. Darüber hinaus ist eine Einzelentnahme von Batteriemodulen z. B. zu Zwecken des Kundendienstes oder für kundenseitige Reichweitenanpassungen damit nicht möglich; es muss stets mit hohem Aufwand das gesamte Batteriegehäuse demontiert und wieder montiert werden. Gleichzeitig ist eine aufwändigere und damit teurere Logistik und Produktion erforderlich.
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Aus der
WO 2012/160407 A1 ist insoweit ein Elektrofahrzeug mit einem entfernbaren Akkupack bekannt, welches Akkupack in einem bodenseitigen Batteriefach des Fahrzeugs lösbar angeordnet ist. Das Akkupack weist eine Mehrzahl in einem Gehäuse desselben angeordnete Batteriemodule oder Batteriezellen auf. Zur lösbaren Befestigung des Akkupack im Batteriefach weist letzteres an einem Rahmen desselben angeordnete Verriegelungseinheiten auf, welche zur Verbindung mit dem Akkupack konfiguriert sind.
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Aus der
CN 102303509 A ist ferner eine Ver- und Entriegelungsvorrichtung zur lösbaren Befestigung eines Batteriegehäuses an einer Fahrzeugkarosserie bekannt. Die Ver- und Entriegelungsvorrichtung weist einen Elektromotor auf, welcher über eine Hebelkonfiguration mit Klemmkörpern zum Klemmen des Batteriegehäuses wirkverbunden ist.
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Aus der
CN 103802798 A ist ein System zum Ersetzen einer Leistungsbatterie eines Elektrofahrzeugs bekannt, welches über einen Stiftmechanismus eine lösbare Verbindung zwischen einem Batteriegehäuse der Batterie und der Fahrzeugkarosserie bewirkt. Betrieben wird das System beispielsweise mittels eines Elektromotors, welcher über ein Zahnradgetriebe mit dem Stiftmechanismus wirkverbunden ist.
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Wie bereits oben dargetan, weist ein derartiges Accupack bzw. eine derartige Leistungsbatterie eines Batteriesystems eines gattungsgemäßen Fahrzeugs relativ große Abmessungen auf und ist demgemäß äußerst schwer und zum Austausch kompliziert zu handhaben. Um diesem nachteiligen Umstand zu begegnen, sind aus einer bis dato unveröffentlichten Anmeldung der Anmelderin (DE-Az.: 10 2018 205 948.9) bereits sogenannte lasttragende Batteriemodule mit jeweils bevorzugt einer Mehrzahl elektrochemischer Speicherzellen bekannt, welche Batteriemodule innerhalb eines Aufnahmeschachts der Karosseriestruktur des Fahrzeugs angeordnet und separat voneinander an der Karosseriestruktur lösbar befestigt sowie untereinander elektrisch verbunden sind. Der Aufnahmeschacht ist zwischen seitlichen Längsträgern (Schweller) und dieselben untereinander verbindenden Querträgern der Karosseriestruktur gebildet. Die Batteriemodule bzw. deren Modulgehäuse weisen eine quaderförmige Gestalt auf, wobei eine Mehrzahl derartiger in Fahrzeuglängsrichtung (X-Richtung) hintereinander gestapelter Batteriemodule sich in Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung) zwischen den Längsträgern (Schwellern) der Karosseriestruktur erstrecken und jeweils beidenends an den Längsträgern befestigt sind. Hierdurch sind Lastpfade für äußere Crashfälle, wie beispielsweise seitlicher Pfahlcrash, direkt in das Modulgehäuse gelegt und ist somit mehr Bauraum für elektrochemische Speicherzellen im Modulgehäuse und/oder weitere Batteriemodule zur Verfügung gestellt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug mit einem im Hinblick auf den letztbeschriebenen Stand der Technik (DE-Az.: 10 2018 205 948.9) weiter verbesserten Batteriesystem zur Verfügung zu stellen, welches Batteriesystem insbesondere den beschriebenen Crashlastfällen noch besser Stand hält.
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Ausgehend von einem Fahrzeug, mit einem Batteriesystem, welches eine Mehrzahl in einem Aufnahmeschacht einer Karosseriestruktur des Fahrzeugs parallel nebeneinander angeordneter Batteriemodule mit je einem Modulgehäuse aufweist, wobei die Modulgehäuse der Batteriemodule separat voneinander beidenends an der Karosseriestruktur lösbar befestigt sind, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest unmittelbar benachbart zueinander angeordnete Modulgehäuse in einem Bereich zwischen deren Gehäuseenden untereinander lösbar verbunden sind.
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Durch die Maßnahme ist vorteilhaft ein äußerst steifer Verbund zwischen der Karosseriestruktur und den Batteriemodulen geschaffen, welcher den beschriebenen Crashlastfällen noch besser Stand hält. Insbesondere ist durch diese Maßnahme eine etwaige aus besagten Crashlastfällen resultierende Relativbewegung zwischen den untereinander verbundenen Batteriemodulen bzw. deren Modulgehäusen verhindert, zumindest jedoch wirkungsvoll behindert, so dass bei Beibehaltung einer hohen Funktions- und Crashsicherheit beispielsweise die elektrischen Verbindungen deutlich einfacher und damit günstiger hinsichtlich Kosten, Gewicht und Bauraum ausgeführt werden können.
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Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
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Danach ist vorgesehen, dass zumindest den Modulgehäusen von zwei unmittelbar benachbart zueinander angeordneten Batteriemodulen ein gemeinsames Verbindungselement zur lösbaren Verbindung derselben untereinander zugeordnet ist. Dies hat den Vorteil einer separaten Entnahme bzw. eines Austauschs einzelner Batteriemodule unabhängig aller anderen Batteriemodule.
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Eine mechanisch besonders einfache und funktionssichere Ausführungsform der Erfindung erzielt man dadurch, dass das gemeinsame Verbindungselement durch ein stabförmiges Element gebildet ist, welches in koaxial zueinander angeordneten Axialführungen der Modulgehäuse von einer dieselben untereinander zumindest formschlüssig verbindenden Verriegelungsstellung in eine wenigstens eines der Modulgehäuse freigebende Entriegelungsstellung und zurück axial verstellbar geführt ist.
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Bevorzugt ist das Verbindungselement durch einen einfach und kostengünstig herzustellenden Bolzen oder alternativ durch ein langgestrecktes, gewichtsreduziertes Hohlprofil gebildet.
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Vorteilhaft ist das Verbindungselement innerhalb von Axialführungen der Modulgehäuse axial geführt, welche Axialführungen durch Gehäusewandungsabschnitte der Modulgehäuse gebildet sind, die in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Hierdurch ist gewährleistet, dass allein durch eine Linearbewegung der Verbindungselemente besagte Ver- und Entriegelung der betreffenden Modulgehäuse untereinander ermöglicht ist.
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Gemäß einer einfachen und kostengünstigen Ausführungsform der Erfindung sind die Axialführungen durch Bohrungen und/oder Hülsen innerhalb besagter Gehäusewandungsabschnitte gebildet, sofern geeigneter Bauraum zu verzeichnen ist. Alternativ können auch Hülsen zur Ausbildung der Axialführungen vorgesehen sein, welche auf der Außenmantelfläche der besagten Gehäusewandungsabschnitte angebracht oder ausgebildet sind.
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Bevorzugt sind besagte Gehäusewandungsabschnitte jeweils durch einen Gehäuseboden oder durch einen gehäuseintegrierten Unterfahrschutz der betreffenden Modulgehäuse gebildet, wodurch eine leicht und komfortabel zu bewerkstelligende Ver- und Entriegelung bzw. Montage und Demontage einzelner oder aller Batteriemodule von Fahrzeug-unten her ermöglicht ist.
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Um die Ver- und Entriegelung besonders komfortabel zu gestalten, ist dem Verbindungselement zumindest ein Betätigungsmechanismus unmittelbar oder mittelbar zugeordnet, wobei gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mittels des zumindest einen Betätigungsmechanismus zwei oder mehr Verbindungselemente axial verschiebbar sind.
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Der zumindest eine Betätigungsmechanismus kann dabei manuell und/oder mittels Fremdkraft betrieben oder betreibbar sein. Unter Fremdkraft wird dabei verstanden, dass der Betätigungsmechanismus, elektrisch mittels beispielsweise eines Elektromotors, elektromagnetisch, hydraulisch oder pneumatisch betrieben wird.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es zeigen:
- 1 eine Unteransicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Fahrzeugs mit Blick auf ein Batteriesystem desselben mit einer Mehrzahl Batteriemodulen und dieselben untereinander lösbar verbindenden erfindungswesentlichen Verbindungselementen gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung,
- 2 den Schnitt „I-I“ nach 1,
- 3a eine äußerst schematische Funktionsdarstellung der ersten Ausführungsvariante der Erfindung mit den in einer Entriegelungsstellung befindlichen Verbindungselementen,
- 3b die erste Ausführungsvariante der Erfindung nach 3a mit den in einer Verriegelungsstellung befindlichen Verbindungselementen,
- 4a eine äußerst schematische Funktionsdarstellung einer zweiter vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung mit in einer Entriegelungsstellung befindlichen Verbindungselementen,
- 4b die zweite Ausführungsvariante der Erfindung nach 4a mit den in einer Verriegelungsstellung befindlichen Verbindungselementen,
- 5 eine äußerst schematische Darstellung eines Betätigungsmechanismus zur Überführung der Verbindungselemente nach 3a bis 4b von der Entriegelungsstellung in die Verriegelungsstellung und zurück,
- 6a eine äußerst schematische Funktionsdarstellung einer dritten vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung mit in einer Entriegelungsstellung befindlichen Verbindungselementen,
- 6b die dritte Ausführungsvariante der Erfindung nach 6a mit den in einer Verriegelungsstellung befindlichen Verbindungselementen,
- 7 eine äußerst schematische Darstellung eines Betätigungsmechanismus zur Überführung der Verbindungselemente nach 6a bis 6b von der Entriegelungsstellung in die Verriegelungsstellung und zurück,
- 8 eine Unteransicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Fahrzeugs mit Blick auf ein Batteriesystem desselben mit einer Mehrzahl Batteriemodulen und einem dieselben untereinander lösbar verbindenden erfindungswesentlichen Verbindungselement gemäß einer vierten vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung, und
- 9 den Schnitt „II-II“ nach 8.
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1 zeigt zunächst eine Unteransicht eines elektrisch betriebenen oder betreibbaren Fahrzeugs 1, wie eines Elektro-, Hybrid- oder Plug-in-Hybrid-Fahrzeugs, welches ein Batteriesystem mit einer Mehrzahl Batteriemodulen 2, gemäß diesem Ausführungsbeispiel sechs Batteriemodulen 2 aufweist. Ein jedes Batteriemodul 2 weist zumindest eine, vorzugsweise eine Mehrzahl in einem Modulgehäuse 3 angeordneter und untereinander elektrisch verbundener elektrochemischer Speicherzellen 2a auf (vgl. 2 und 9).
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Die Modulgehäuse 3 weisen eine quaderförmige Gestalt auf und sind in einem bodenseitig der Karosseriestruktur 4 des Fahrzeugs 1 ausgebildeten Aufnahmeschacht 5 parallel nebeneinander angeordnet und untereinander sowie mit einer nicht zeichnerisch dargestellten Batteriemanagement-Steuereinrichtung elektrisch verbunden. Der Aufnahmeschacht 5 ist durch seitliche Längsträger 6 respektive Schweller und zwei dieselben untereinander verbindende Querträger 7 begrenzt.
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Die Batteriemodule 2 bzw. deren Modulgehäuse 3 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) des Fahrzeugs 1 gesehen innerhalb des Aufnahmeschachtes 5 hintereinander gestapelt, wobei deren Haupterstreckungsrichtung in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) weist. Des Weiteren sind besagte Batteriemodule 2 bzw. deren Modulgehäuse 3 separat voneinander beidenends an der Karosseriestruktur 4 bzw. an deren seitlichen Längsträgern 6 lösbar befestigt, beispielsweise mit denselben verschraubt.
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Entgegen dieser bevorzugten Anordnung der Modulgehäuse 3 im Aufnahmeschacht 5 des Fahrzeugs 1, können diese auch in der Ebene um 90° gedreht angeordnet sein und sich beispielsweise beidenends an den Querträgern 7 abstützen, welches demgemäß durch die Erfindung mit erfasst ist (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Wie insbesondere der 2 weiter zu entnehmen ist, weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein jedes Modulgehäuse 3 einen Gehäuseboden 8 mit einem gehäuseintegrierten Unterfahrschutz 9 auf. D.h., das Modulgehäuse 3 selbst ist nach unten rerspektive zum Fahrplanum des Fahrzeugs 1 hin gegen z.B. Steinschlag geschützt ausgebildet. Ein separater, plattenförmiger Unterfahrschutz, welcher im Stand der Technik überwiegend favorisiert wird, ist hierdurch entbehrlich (nicht zeichnerisch dargestellt). Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Modulgehäuse 3 durch ein Strangpressprofil aus beispielsweise Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet. Der Unterfahrschutz 9 ist dabei beispielsweise durch eine Materialaufdickung des Gehäusebodens 8 gebildet.
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Erste Ausführungsvariante der Erfindung (1 bis 3b):
- Um vorteilhaft einen äußerst steifen Verbund zwischen der Karosseriestruktur 4 und den Batteriemodulen 2 zu schaffen, welcher den beschriebenen Crashlastfällen noch besser Stand hält und insbesondere etwaige aus besagten Crashlastfällen resultierende Relativbewegungen zwischen den untereinander verbundenen Batteriemodulen 2 bzw. deren Modulgehäusen 3 verhindert, zumindest jedoch wirkungsvoll behindert, sind jeweils benachbarte Modulgehäuse 3 zusätzlich in einem Bereich zwischen den beiden Gehäuseenden 10 (der Einfachheit halber nur ein Gehäuseende 10 dargestellt) untereinander lösbar verbunden.
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Hierzu weisen jeweils zwei zueinander unmittelbar benachbart angeordnete Modulgehäuse 3 ein gemeinsames stabförmiges Verbindungselement 11, beispielsweise in Form eines Bolzens, auf. Das stabförmige Verbindungselement 11 ist in koaxial zueinander angeordneten und sich vorliegend in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) erstreckenden Axialführungen 12 der beiden betreffenden Modulgehäuse 3 von einer dieselben untereinander formschlüssig verbindenden Verriegelungsstellung 13 (vgl. 1, 2 und 3b) in eine die betreffenden Modulgehäuse 3 freigebende Entriegelungsstellung 14 (vgl. 3a) und zurück axial verstellbar geführt.
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Die Axialführungen 12 sind durch Gehäusewandungsabschnitte des Modulgehäuses 3 gebildet, die in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Gehäusewandungsabschnitte durch besagten Unterfahrschutz 9 der betreffenden Modulgehäuse 3 gebildet.
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Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf besagten Unterfahrschutz 9, sondern erfasst beispielsweise auch einen Gehäuseboden 8 mit einer Axialführung 12, sofern der Gehäuseboden 8 beispielsweise eine ausreichende Dicke aufweist und ein gehäuseintegrierter Unterfahrschutz 9 nicht vorgesehen ist. Darüber hinaus können die Axialführungen 12 auch durch in einer gemeinsamen Ebene angeordnete Seitenwände oder Deckflächen des Modulgehäuses 3 gebildet sein (nicht zeichnerisch dargestellt). Favorisiert wird jedoch die Anordnung der Axialführungen 12 am Unterfahrschutz 9 oder Gehäuseboden 8, da hierdurch eine einfache und komfortable, weiter unten näher beschriebene Betätigung der Verbindungselemente 11 von Fahrzeug-unten her ermöglicht ist.
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Gemäß einer besonders einfachen Ausgestaltung der Erfindung sind die Axialführungen 12 durch Durchgangs- oder Sacklöcher im gewählten Gehäusewandungsabschnitt, vorliegend im Unterfahrschutz 9 gebildet. Derartige Löcher lassen sich einfach und kostengünstig am Modulgehäuse 3 ausbilden. Darüber hinaus können die Axialführungen 12 auch durch in besagte Durchgangs- oder Sacklöcher der Gehäusewandungsabschnitte integrierte Hülsen oder durch Hülsen, die auf der Außenmantelfläche der Gehäusewandungsabschnitte angebracht oder ausgebildet sind, gebildet sein (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Zur Betätigung der stabförmigen Verbindungselemente 11 ist gemäß dieser Ausführungsvariante der Erfindung je ein Betätigungsmechanismus 15 vorgesehen. 5 zeigt insoweit lediglich beispielgebend äußerst schematisch einen besonders einfach ausgebildeten Betätigungsmechanismus 15 in Form eines Drehmechanismus. Dieser weist eine Drehscheibe 15a auf, welche mit einem Verbindungselement 11 in Wirkverbindung steht und mittels einer gegebenenfalls von der Drehscheibe 15a lösbaren Kurbel 15b manuell antreibbar oder auch fremdkraftbetrieben ist, beispielsweise mittels eines nicht zeichnerisch dargestellten Elektromotors. Alternativ kann das Verbindungselement 11 auch elektromagnetisch, hydraulisch oder pneumatisch betrieben sein (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Der besagte Betätigungsmechanismus 15 ist bevorzugt innerhalb des Gehäusewandungsabschnittes, vorliegend des Unterfahrschutzes 9 benachbart zur Axialführung 12 angeordnet, wobei die Kurbel 15b von Gehäuse-unten her durch eine Bohrung 16 im Unterfahrschutz 9 hindurch mit der Drehscheibe 15a verbunden oder verbindbar ist. Einem jeden Betätigungsmechanismus 15 ist bevorzugt ein nicht zeichnerisch dargestellter Sicherungsmechanismus zugeordnet, welcher gewährleistet, dass eine Einzelentnahme von Batteriemodulen 2 nur durch geschultes Fachpersonal durchführbar ist und ferner ein Fahrzeugnutzer vor Missbrauch und Diebstahl geschützt ist.
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Die Funktionsweise dieser Ausführungsvariante ergibt sich unter Bezugnahme auf die 3a und 3b wie folgt:
- Gesetzt den Fall, es sollen ausgehend von einer in 3a gezeigten Entriegelungsstellung 14 der Verbindungselemente 11 dieselben in eine in 3b gezeigte Verriegelungsstellung 13 überführt werden, so werden die Verbindungselemente 11 gemäß diesem Ausführungsbeispiel mittels des jeweils zugeordneten Betätigungsmechanismus 15 orthogonal zur Längserstreckung der Modulgehäuse 3, d. h., in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) axial verschoben, wodurch diese in die Axialführung 12 des jeweils benachbarten Modulgehäuses 3 eindringen und so zumindest eine formschlüssige, vorzugsweise eine form- und kraftschlüssige Fügeverbindung zwischen den Modulgehäusen 3 sowohl in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) als auch in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) bewirken. Im Hinblick auf besagte Crashlastfälle ist hierdurch eine Relativbewegung der betreffenden Modulgehäuse 3 zueinander sowohl in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) als auch in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) verhindert, zumindest jedoch wirkungsvoll behindert. Die Verbindungselemente 11 ragen demnach beidenends mit einer definierten Länge in die benachbarten Modulgehäuse 3 hinein. Soll die Fügeverbindung wieder gelöst werden, werden die Verbindungselemente 11 entsprechend zurückgeführt. Hierdurch ist eine selektive Entnahme bzw. ein selektiver Austausch von Batteriemodulen 2 ermöglicht.
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Um die Betätigung des Verbindungselements 11 weiter zu vereinfachen bzw. zu unterstützen, kann dasselbe in Verriegelungs- oder Entriegelungsrichtung, vorzugsweise jedoch in Verriegelungsrichtung, federkraftbelastet ausgebildet sein, so dass beim Entriegeln das betreffende Verbindungselement 11 gegen die auf dieselbe wirkende Federkraft verschoben und gehalten und zum Verriegeln zunächst in der Entriegelungsstellung 14 gehalten werden muss, um sich hiernach selbständig in die Verriegelungsstellung 13 zu bewegen (nicht zeichnerisch dargestellt). Demgegenüber oder in Kombination mit dieser Maßnahme kann dem Verbindungselement 11 auch ein Arretierungsmittel zugeordnet sein, mittels dem das Verbindungselement 11 in der jeweiligen Betriebsstellung arretierbar ist (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Zweite Ausführungsvariante der Erfindung (4a und 4b):
- Die 4a und 4b zeigen eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung, wobei funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den vorherigen Zeichnungsfiguren bezeichnet sind, so dass zu deren Erläuterung auch auf die vorstehende Beschreibung der ersten Ausführungsvariante der Erfindung verwiesen wird.
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Diese zweite Ausführungsvariante unterscheidet sich zur vorbeschriebenen ersten Ausführungsvariante der Erfindung im Wesentlichen dadurch, dass die Längen der stabförmigen Verbindungselemente 11 derart aufeinander abgestimmt sind, dass lediglich an den Enden des Batteriesystems, d. h., lediglich am ersten und letzten Modulgehäuse 3 ein Betätigungsmechanismus 15 vorgesehen werden muss, um die Verbindungselemente 11 von ihrer Verriegelungsstellung 13 (vgl. 4a) in ihre Entriegelungsstellung 14 (vgl. 4b) und zurück überführen zu können.
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Insoweit dient einer der Betätigungsmechanismen 15 der Verriegelung, wogegen der andere Betätigungsmechanismus 15 der Entriegelung dient. Die nicht unmittelbar mit dem betreffenden Betätigungsmechanismus 15 wirkverbundenen Verbindungselemente 11 werden in Abhängigkeit der gewünschten Betriebsstellung von einem der unmittelbar benachbarten Verbindungselemente 11 angetrieben. Durch diese Maßnahme werden durch den jeweiligen Betätigungsmechanismus 15 gleichzeitig sämtliche Verbindungselemente 11 in die eine oder andere Richtung verschoben.
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Was den Betätigungsmechanismus 15 an sich anbelangt, kann dieser beispielsweise wie in 5 dargestellt ausgebildet sein.
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Um die Betätigung der Verbindungselemente 11 weiter zu vereinfachen bzw. zu unterstützen, können dieselben auch hier in Verriegelungs- oder Entriegelungsrichtung federkraftbelastet ausgebildet sein. Demgegenüber oder in Kombination mit dieser Maßnahme kann zumindest einem der Verbindungselemente 11 auch ein lösbares Arretierungsmittel zugeordnet sein, mittels dem das zumindest eine Verbindungselement 11 und demgemäß auch alle weiteren angeschlossenen Verbindungselemente 11 in der jeweiligen Betriebsstellung arretierbar sind (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Dritte Ausführungsvariante der Erfindung (6a bis 7):
- Die 6a und 6b zeigen eine dritte Ausführungsvariante der Erfindung, wobei funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den vorherigen Zeichnungsfiguren bezeichnet sind, so dass zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibungen der vorstehenden Ausführungsvarianten der Erfindung verwiesen wird.
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Diese dritte Ausführungsvariante unterscheidet sich zu den vorbeschriebenen Ausführungsvarianten der Erfindung im Wesentlichen dadurch, dass jedes zweites Modulgehäuse 3 mit je zwei in entgegengesetzter Richtung axial ausfahrbaren Verbindungselementen 11 ausgestattet ist, wobei den beiden Verbindungselementen 11 des betreffenden Modulgehäuses 3 ein gemeinsamer Betätigungsmechanismus 15 zugeordnet ist.
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Der gemeinsame Betätigungsmechanismus 15 kann dabei beispielsweise nach Art eines an sich bekannten Querriegelschlosses in einem Schlosskasten 15c desselben, aus dem beidenends je ein Verbindungselement 11 ausfahrbar ist, angeordnet sowie mittels eines einzigen nicht zeichnerisch dargestellten Betätigungsmittels (Schlüssel) betätigbar sein (vgl. 7). Dazu kann beispielsweise in Fortbildung des Betätigungsmechanismus 15 nach 5 die Drehscheibe 15a zwei radial genüberliegend angeordnete Angriffspunkte aufweisen, welche Angriffspunkte jeweils mit einem Verbindungselement 11 wirkverbunden sind (nicht zeichnerisch dargestellt).
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6a zeigt insoweit den gemeinsamen Betätigungsmechanismus 15 mit nicht sichtbaren, in Entriegelungsstellung 14 befindlichen Verbindungselementen 11, wogegen 6b den Betätigungsmechanismus 15 samt der beiden Verbindungselemente 11 in ihrer Verriegelungsstellung 13 zeigt, welche abschnittsweise in die jeweils zugeordnete Axialführung 12 des benachbarten Modulgehäuses 3 eingeführt sind.
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Vierte Ausführungsvariante der Erfindung (8 und 9):
- Die 8 und 9 zeigen eine vierte Ausführungsvariante der Erfindung, wobei funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den vorherigen Zeichnungsfiguren bezeichnet sind, so dass zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibungen der vorstehenden Ausführungsvarianten der Erfindung verwiesen wird.
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Diese vierte Ausführungsvariante unterscheidet sich zu den vorbeschriebenen Ausführungsvarianten im Wesentlichen dadurch, dass mittels eines stabförmigen Verbindungselements 11 nicht jeweils zwei unmittelbar benachbart zueinander angeordnete Modulgehäuse 3 untereinander lösbar verbunden sind, sondern mittels eines stabförmigen Verbindungselements 11 mehr als zwei, vorzugsweise jedoch sämtliche Modulgehäuse 3 des Batteriesystems untereinander lösbar verbunden bzw. verbindbar sind.
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Wie in den 8 und 9 äußerst schematisch dargestellt, weisen in der besagten bevorzugten Ausführung sämtliche Modulgehäuse 3 eine als Durchgangsbohrung ausgebildete Axialführung 12 auf, welche Axialführungen 12 koaxial zueinander angeordnet und von einem gemeinsamen stabförmigen Verbindungselement 11 durchsetzt sind. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind in Anlehnung an die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele die Axialführungen 12 ebenfalls im jeweiligen Unterfahrschutz 9 der Modulgehäuse 3 ausgebildet. Bevorzugt ist in besagter Verriegelungsstellung 13 des Verbindungselements 11 dasselbe an der Karosseriestruktur 4 und/oder zumindest einem der Modulgehäuse 3 lösbar befestigt, um eine Axialverschiebung desselben zu verhindern.
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Das einzige, gemeinsame Verbindungselement 11 kann als Bolzen oder als langgestrecktes Hohlprofil ausgebildet sein, wobei letzteres mit einer Gewichtsersparnis einhergeht.
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Die 8 und 9 zeigen das Verbindungselement 11 in der Verriegelungsstellung 13. Die nicht zeichnerisch dargestellte Entriegelungsstellung 14 desselben ergibt sich dadurch, dass das Verbindungselement 11 in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) nach und nach aus den Axialführungen 12 gezogen wird.
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Durch die Erfindung mit erfasst ist auch eine nicht zeichnerisch dargestellte Ausführungsvariante, bei der das vorbeschriebene einzige Verbindungselement 11 nicht axial in Axialführungen 12 der Modulgehäuse 3 eingeführt, sondern von Fahrzeug-unten her in vorbereitete und koaxial zueinander angeordnete Aufnahmenuten der zu verbindenden Modulgehäuse 3 eingesetzt ist/wird. Die Fixierung des einzigen Verbindungselements 11 erfolgt bevorzugt beidenends desselben an der Karosseriestruktur 4, beispielsweise an besagten Querträgern 7, oder alternativ zumindest am ersten und letzten Modulgehäuse 3 des Gehäusestapels. Durch diese Maßnahme ist zumindest eine formschlüssige, vorzugsweise eine form- und kraftschlüssige Fügeverbindung zwischen den Modulgehäusen 3 wenigstens in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) bewirkt, welches sich besonders vorteilhaft im Falle eines Seitencrashereignisses auswirkt und eine Relativbewegung der Modulgehäuse 3 untereinender in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) wirkungsvoll verhindert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Batteriemodul
- 2a
- Speicherzelle
- 3
- Modulgehäuse
- 4
- Karosseriestruktur
- 5
- Aufnahmeschacht
- 6
- Längsträger
- 7
- Querträger
- 8
- Gehäuseboden
- 9
- Unterfahrschutz
- 10
- Gehäuseende
- 11
- Verbindungselement
- 12
- Axialführung
- 13
- Verriegelungsstellung (Verbindungselement 11)
- 14
- Entriegelungsstellung (Verbindungselement 11)
- 15
- Betätigungsmechanismus
- 15a
- Drehscheibe
- 15b
- Kurbel
- 15c
- Schlosskasten
- 16
- Bohrung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2012/160407 A1 [0004]
- CN 102303509 A [0005]
- CN 103802798 A [0006]
