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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuseteil für ein mehrteiliges Gehäuse einer Batterieeinheit. Ferner betrifft die Erfindung ein mehrteiliges Gehäuse mit einem solchen Gehäuseteil sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchem Gehäuse.
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In der
EP 2 332 761 ist ein Batteriegehäuse mit einem metallischen Rahmen beschrieben, wobei der metallische Rahmen neben einer Kunststoffaußenwand eines Batteriefachs angeordnet ist.
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Nachteilig am bekannten Stand der Technik ist, dass im Falle einer äußeren mechanischen Einwirkung auf das Batteriegehäuse der metallische Rahmen die mechanische Einwirkung im Wesentlichen ungedämpft auf die Kunststoffaußenwand des Batteriefachs überträgt. Dies kann zu einer Funktionsbeeinträchtigung oder sogar zu einer Zerstörung des Batteriefachs und/oder einer darin angeordneten Batterie führen.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform eines Gehäuseteils eines mehrteiligen Gehäuses einer Batterieeinheit anzugeben, die insbesondere eine verbesserte Dämpfung und/oder Abschwächung von äußeren mechanischen Einwirkungen aufweist und/oder die insbesondere einfacher und kostengünstiger herstellbar ist.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in einer Seitenwandstruktur des Gehäuseteils eine fachwerkartige Hohlraumstruktur auszubilden, die sich bei einer äußeren mechanischen Einwirkung verformt und somit zu einer Dämpfung und/oder Abschwächung der mechanischen Einwirkung führt.
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Das erfindungsgemäße Gehäuseteil für ein mehrteiliges Gehäuse einer Batterieeinheit weist einen Bodenabschnitt und eine Seitenwandstruktur auf. Die Seitenwandstruktur ist außen entlang des Bodenabschnittes in Umfangsrichtung umlaufend angeordnet, wobei die Seitenwandstruktur wenigstens einen Seitenwandabschnitt entlang der Umfangsrichtung ausbildet. Es kann eine erste Erstreckungsrichtung und eine dazu quer ausgerichtete zweite Erstreckungsrichtung vorgesehen sein, die eine Bodenebene definieren und/oder aufspannen. Der Bodenabschnitt kann im Wesentlichen entlang und/oder in dieser Bodenebene ausgerichtet und/oder angeordnet sein. Der Bodenabschnitt kann wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen plattenförmig mit einer im Wesentlichen rechteckigen Umfangskontur ausgebildet sein. Der Bodenabschnitt kann eine Bodeninnenfläche und eine dazu beabstandete Bodenaußenfläche umfassen. Die Bodenaußenfläche kann wenigstens eine Verstärkungsrippe ausbilden. Die Bodenaußenfläche kann mehrere zueinander beabstandete Verstärkungsrippen aufweisen.
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Die Seitenwandstruktur kann vier Seitenwandabschnitte aufweisen, wobei sich ein erster Seitenwandabschnitt und ein zweiter Seitenwandabschnitt im Wesentlichen entlang der ersten Erstreckungsrichtung erstrecken können, wobei diese Seitenwandabschnitte entlang der zweiten Erstreckungsrichtung zueinander beabstandet angeordnet sein können. Ein dritter Seitenwandabschnitt und ein vierter Seitenwandabschnitt können sich im Wesentlichen entlang der zweiten Erstreckungsrichtung erstrecken, wobei diese Seitenwandabschnitte entlang der ersten Erstreckungsrichtung zueinander beabstandet angeordnet sein können.
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Der Seitenwandabschnitt weist eine dem Bodenabschnitt zugewandte Innenwandung und eine zur Innenwandung beabstandete, vom Bodenabschnitt abgewandte Außenwandung auf, wobei die Innenwandung mit dem Bodenabschnitt verbunden ist. Die Innenwandung kann mit der Bodeninnenfläche des Bodenabschnittes verbunden sein. Die Innenwandung kann in der Bodeninnenfläche des Bodenabschnittes münden. Die Innenwandung und/oder die Außenwandung können jeweils in einer Ebene angeordnet sein, die im Wesentlichen quer zur Bodenebene ausgerichtet ist.
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Die Innenwandung und die Außenwandung sind über eine fachwerkartige Hohlraumstruktur miteinander verbunden. Die Hohlraumstruktur weist mehrere Stege auf, die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind und die in der Hohlraumstruktur mehrere in der Umfangsrichtung benachbarte Hohlräume ausbilden und die die Innenwandung mit der Außenwandung verbinden. Die Hohlraumstruktur kann mehrere Stege aufweisen, die entlang der ersten Erstreckungsrichtung und/oder entlang der zweiten Erstreckungsrichtung zueinander benachbart sind und die in der Hohlraumstruktur mehrere entlang der ersten Erstreckungsrichtung und/oder entlang der zweiten Erstreckungsrichtung benachbarte Hohlräume ausbilden und die die Innenwandung mit der Außenwandung verbinden. Eine erste Gruppe von Stegen kann unter einem Winkel, insbesondere unter einem Winkel von 45°, zur ersten Erstreckungsrichtung und/oder zur zweiten Erstreckungsrichtung ausgerichtet sein. Eine zweite Gruppe von Stegen kann im Wesentlichen parallel zur ersten Erstreckungsrichtung und/oder zur zweiten Erstreckungsrichtung ausgerichtet sein.
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Das Gehäuseteil kann einstückig und/oder einteilig ausgebildet sein. Das Gehäuseteil kann einstückig und/oder einteilig durch Urformen oder Umformen hergestellt sein. Die Hohlräume können gehäuseteilmaterialfrei ausgebildet sein.
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Bei einer äußeren mechanischen Einwirkung auf das Gehäuseteil, insbesondere auf die Außenwandung, wird die äußere mechanische Einwirkung wenigstens teilweise durch eine Verformung der Hohlraumstruktur, insbesondere ihrer Stege, gedämpft und/oder geschwächt. Hierdurch kann eine Beschädigung der Innenwandung und/oder einer im Gehäuseteil angeordneten Batterieeinheit verhindert oder zumindest reduziert werden. Somit kann die Seitenwandstruktur eine Crash-Schutzstruktur und/oder eine Knautschzone ausbilden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Innenwandung und die Außenwandung durch eine Zwischenwandung verbunden sind. Die Zwischenwandung ist im Wesentlichen quer zur Innenwandung und Außenwandung ausgerichtet, wobei die Zwischenwandung im Wesentlichen parallel zum Bodenabschnitt ausgerichtet ist. Die Zwischenwandung kann parallel zum Bodenebene ausgerichtet und/oder ausgebildet sein. Es kann eine Höhenrichtung definiert sein, die senkrecht zur ersten Erstreckungsrichtung und senkrecht zur zweiten Erstreckungsrichtung ausgerichtet ist. Die Zwischenwandung kann entlang dieser Höhenrichtung beabstandet zum Bodenabschnitt angeordnet sein. Entlang der Höhenrichtung betrachtet kann die Zwischenwandung im Wesentlichen mittig zwischen der Innenwandung und der Außenwandung angeordnet sein. Entlang der Höhenrichtung betrachtet kann die Zwischenwandung im Wesentlichen mittig und/oder in einer Mittelebene bezüglich des Gehäuseteils angeordnet sein.
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Die Zwischenwandung durchsetzt die Hohlraumstruktur in der Umfangsrichtung und teilt die Hohlraumstruktur in einen ersten Hohlraumstrukturabschnitt mit Stegen und Holräumen und einen zweiten Hohlraumstrukturabschnitt mit Stegen und Hohlräumen aufteilt. Der erste Hohlraumstrukturabschnitt und der zweite Hohlraumstrukturabschnitt können gleichartig, insbesondere symmetrisch und/oder spiegelsymmetrisch bezüglich der Zwischenwandung ausgebildet sein. Es kann vorgesehen sein, dass der erste Hohlraumstrukturabschnitt und der zweite Hohlraumstrukturabschnitt ein im Wesentlichen gleich großes Raumvolumen ausfüllen.
Die Außenwandung, die Innenwandung und die Zwischenwandung können einen H-förmigen Querschnitt (ein großes H) quer zur Umfangsrichtung und/oder Erstreckungsrichtung ausbilden.
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Die Zwischenwandung führt zu einer höheren mechanischen Widerstandsfähigkeit der Seitenwandstruktur.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Hohlräume der Hohlraumstruktur jeweils in einer Stirnöffnung einer Stirnseite des Seitenwandabschnittes münden, insbesondere senkrecht zur Umfangsrichtung. Die Hohlräume können sich entlang der Höhenrichtung erstrecken, die senkrecht zur Umfangsrichtung und/oder senkrecht zur Bodenebene und/oder zum Bodenabschnitt ist.
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Vorteilhaft hieran ist, dass durch die Stirnöffnungen die erforderliche Materialmenge minimiert werden kann und somit auch die Herstellungskosten reduziert werden können.
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Besonders vorteilhaft ist diese Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, wenn das Gehäuseteil einstückig und/oder einteilig durch Urformen oder Umformen mit wenigstens zwei Werkzeugstrukturen hergestellt wird. Die Hohlraumstrukturabschnitte sind durch die Zwischenwandung getrennt, welche in einer Trennebene der zwei Werkzeugstrukturen angeordnet ist. Durch die versetzte Zwischenwandung entspricht die Eindringtiefe der Werkzeugstrukturen etwa der halben Bauteilhöhe des Gehäuseteils, wodurch die Werkzeugstrukturen vereinfacht herstellbar sind und das Gehäuseteil leichter entformbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Hohlräume eine dreieckförmige Querschnittskontur quer zu einer Hohlraumlängsrichtung aufweisen. Die Hohlraumlängsrichtung kann parallel zur Höhenrichtung oder quer zur Umfangsrichtung ausgerichtet sein. Die dreieckförmige Querschnittskontur kann ein gleichschenkliges Dreieck oder ein rechtwinkliges Dreieck ausbilden. Die Querschnittskontur aller Hohlräume kann gleichartig sein. Eine erste Gruppe von Hohlräumen kann eine erste Querschnittskontur aufweisen, wobei eine zweite Gruppe von Hohlräumen eine zweite Querschnittskontur aufweisen kann, wobei die erste Querschnittskontur sich von der zweiten Querschnittskontur unterscheidet. Es kann vorgesehen sein, dass die Hohlraumlängsrichtungen aller Hohlräume im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Hierdurch lässt sich ein vorteilhaftes Verhältnis von Materialmenge zu Raumvolumen erzielen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Stege über innere Knoten mit der Innenwandung und über äußere Knoten mit der Außenwandung verbunden sind. Die inneren Knoten weisen erste innere Knoten auf, in denen jeweils nur ein einziger Steg mit der Innenwandung verbunden ist. Die äußeren Knoten weisen erste äußere Knoten auf, in denen jeweils nur ein einziger Steg mit der Außenwandung verbunden ist. Die inneren Knoten weisen zweite innere Knoten auf, in denen jeweils genau zwei oder drei oder mehr Stege mit der Innenwandung verbunden sind. Die äußeren Knoten weisen zweite äußere Knoten auf, in denen jeweils genau zwei oder drei oder mehr Stege mit der Außenwandung verbunden sind.
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Die inneren Knoten, insbesondere die ersten inneren Knoten und/oder die zweiten inneren Knoten, und/oder die äußeren Knoten, insbesondere die ersten äußeren Knoten und/oder die zweiten äußeren Knoten, können eine Knotenaussparung aufweisen, um eine Materialeinsparung und eine Gewichtsreduzierung zu erzielen. Bei einem Gehäuseteil, welches durch Urformen hergestellt ist und/oder wird, kann durch eine solche Knotenaussparung ein herstellungsbedingter Einfall reduziert und/oder verhindert werden. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird die Materialanhäufung bei urgeformten Bauteilen reduziert, was den herstellungsbedingten Einfall reduziert.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Außenwandung eine erste Wanddicke oder Außenwanddicke aufweist, die kleiner ist als eine zweite Wanddicke oder Innenwanddicke der Innenwandung. Das Verhältnis von Außenwanddicke zu Innenwanddicke kann von 1:6 bis 1:1, insbesondere 1:4, betragen. Hierdurch kann die mechanische Steifigkeit der Außenwand reduziert werden, sodass diese auch zur Abschwächung einer äußeren Einwirkung durch Verformung beiträgt.
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Vorzugsweise kann die Innenwanddicke der Innenwandung derart breit ausgeführt sein, dass eine Dichtungsnut zur Aufnahme einer Dichtung und/oder ein Dichtungsflansch daran ausgebildet sein kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die erste Wanddicke oder Außenwanddicke im Wesentlichen einer dritten Wanddicke oder Zwischenwanddicke der Zwischenwandung entspricht, und/oder dass eine Teilaußenwandung eine Höhe ausgehend von der Zwischenwandung aufweist, die kleiner ist als eine Länge der Zwischenwandung.
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Das Verhältnis von Außenwanddicke zu Zwischenwanddicke kann von 1:0,5 bis 1:5, insbesondere 1:1, betragen. Das Verhältnis von Länge der Zwischenwandung zu Höhe der Teilaußenwandung kann von 4:1 bis 1:1, insbesondere 2:1, betragen. Vorzugsweise kann die Innenwand derart breit ausgeführt sein, dass eine Dichtungsnut zur Aufnahme einer Dichtung und/oder ein Dichtungsflansch daran ausgebildet sein kann.
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Dies führt zu einer optimalen Ausgestaltung des Gehäuseteils im Spannungsverhältnis von Herstellungskosten, Materialeinsatz und erforderlicher Schutzfunktion durch die Seitenwandstruktur.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Seitenwandstruktur, insbesondere die Seitenwandstruktur eines der Gehäuseteile oder beider Gehäuseteile, wenigstens einen Bestückungsabschnitt für die Aufnahme eines Funktionselementes aufweist. Das Funktionselement kann ein Einlegeteil aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium, und/oder ein Einlegeteil aus Kunststoff (beispielsweise ein pultrodiertes Rohr und/oder ein UD-Tape), und/oder ein Einlegeteil aus Elastomer zur Dämpfung und/oder Dichtung und/oder Kraftaufnahme ausbilden und/oder umfassen. Das Funktionselement kann zur Aufnahme von elektrischen Leitungen und/oder Temperierleitungen ausgebildet sein. Temperierleitungen können auch am Gehäuseteil angeformt sein, beispielsweise angeschweißt oder extrudiert sein. Die Leitungen, insbesondere die Temperierleitungen, können auch angepresst oder angeschweißt sein. Der Bestückungsabschnitt kann eine Ausnehmung ausbilden, in die das Funktionselement wenigstens teilweise einsetzbar und/oder einsteckbar ist. Das Funktionselement kann wenigstens abschnittsweise als Vollkörper und/oder wenigstens abschnittsweise als Hohlkörper ausgebildet sein.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der Bestückungsabschnitt wenigstens abschnittsweise durch die Hohlraumstruktur ausgebildet ist, und/oder dass der Bestückungsabschnitt wenigstens abschnittsweise durch die Innenwandung ausgebildet ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Innenwandung eine Innenwandhöhe aufweist und dass die Außenwandung eine Außenwandhöhe aufweist, wobei die Innenwandhöhe und die Außenwandhöhe unterschiedlich sind. Die Innenwandhöhe kann kleiner als die Außenwandhöhe sein. Die Innenwandhöhe kann größer als die Außenwandhöhe sein.
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Die Außenwandung, die Innenwandung und die Zwischenwandung können einen h-förmigen Querschnitt (ein kleines h) quer zur Umfangsrichtung und/oder Erstreckungsrichtung ausbilden. Hierdurch lassen sich der Materialeinsatz und die Herstellungskosten reduzieren.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass das Gehäuseteil aus Kunststoff ausgebildet ist, und/oder dass die Hohlraumstruktur wenigstens abschnittsweise schaumartig ausgebildet ist, und/oder dass die Hohlräume der Hohlraumstruktur mit einem schaumartigen Material wenigstens teilweise aufgefüllt sind. Das Gehäuseteil kann durch Urformen, insbesondere als Druckgussteil, Spritzgussteil, Sandgussteil oder dergleichen, oder durch Umformen, insbesondere durch Pressverfahren wie beispielsweise SMC, GMT oder dergleichen, ausgebildet sein.
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Ferner betrifft die Erfindung ein mehrteiliges Gehäuse einer Batterieeinheit mit einem ersten erfindungsgemäßen Gehäuseteil und mit einem zweiten erfindungsgemäßen Gehäuseteil, wobei das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil zueinander so ausgerichtet sind, dass Stirnseiten der Seitenwandstrukturen aneinander anliegen, wobei die Bodenabschnitte der Gehäuseteile zueinander beabstandet sind. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die Innenwandungen des ersten Gehäuseteils und des zweiten Gehäuseteils sowie die Bodeninnenflächen des ersten Gehäuseteils und des zweiten Gehäuseteils einen Gehäuseinnenraum begrenzen, in dem eine Batterieeinheit angeordnet sein kann. Eine solche Batterieeinheit kann wenigstens auf einer Bodeninnenfläche aufliegen und/oder positioniert sein.
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Das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil können durch Befestigungsmittel und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sein.
Das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil können durch Schrauben und/oder Schweißen und/oder Kleben und/oder Crimpen und/oder Klippen und/oder Presssitz miteinander verbunden sein.
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Vorteilhaft hieran ist, dass das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil im Wesentlichen gleichartig und/oder identisch ausgebildet sind und somit für die Herstellung des mehrteiligen Gehäuses die Anzahl der benötigten Herstellwerkzeuge reduziert werden kann.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Seitenwandstruktur, insbesondere die Seitenwandstruktur eines der Gehäuseteile oder beider Gehäuseteile, wenigstens einen Bestückungsabschnitt für die Aufnahme eines Funktionselementes aufweist.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass ein erstes Funktionselement zwischen und/oder innerhalb der Seitenwandstrukturen angeordnet ist, wobei das erste Funktionselement wenigstens teilweise in der Seitenwandstruktur des ersten Gehäuseteils angeordnet ist, und/oder wobei das erste Funktionselement wenigstens teilweise in der Seitenwandstruktur des zweiten Gehäuseteils angeordnet ist. Das erste Funktionselement kann wenigstens teilweise zwischen und/oder innerhalb der Hohlraumstrukturen der Seitenwandstrukturen angeordnet sein. Die Seitenwandstrukturen und/oder Hohlraumstrukturen können entsprechende Bestückungsabschnitte aufweisen. Der Bestückungsabschnitt kann eine Ausnehmung ausbilden, in die das Funktionselement wenigstens teilweise einsetzbar und/oder einsteckbar ist.
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Das erste Funktionselement kann ein Einlegeteil aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium, und/oder ein Einlegeteil aus Kunststoff (beispielsweise ein pultrodiertes Rohr und/oder ein UD-Tape), und/oder ein Einlegeteil aus Elastomer zur Dämpfung und/oder Dichtung und/oder Kraftaufnahme ausbilden und/oder umfassen. Das erste Funktionselement kann zur Aufnahme von elektrischen Leitungen und/oder Temperierleitungen ausgebildet sein. Temperierleitungen können auch am Gehäuseteil angeformt sein, beispielsweise angeschweißt oder extrudiert sein. Die Leitungen, insbesondere die Temperierleitungen, können auch angepresst oder angeschweißt sein. Das erste Funktionselement kann wenigstens abschnittsweise als Vollkörper und/oder wenigstens abschnittsweise als Hohlkörper ausgebildet sein.
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Hierdurch kann die mechanische Widerstandsfähigkeit und/oder die Schutzwirkung und/oder der Funktionsumfang des mehrteiligen Gehäuses erhöht werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass ein zweites Funktionselement zwischen und/oder innerhalb der Innenwandungen angeordnet ist, wobei das zweite Funktionselement wenigstens teilweise in der Innenwandung des ersten Gehäuseteils angeordnet ist, und/oder wobei das zweite Funktionselement wenigstens teilweise in der Innenwandung des zweiten Gehäuseteils angeordnet ist. Die Innenwandungen können entsprechende Bestückungsabschnitte aufweisen. Der jeweilige Bestückungsabschnitt kann eine Ausnehmung ausbilden, in die das Funktionselement wenigstens teilweise einsetzbar und/oder einsteckbar ist.
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Das zweite Funktionselement kann ein Einlegeteil aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium, und/oder ein Einlegeteil aus Kunststoff (beispielsweise ein pultrodiertes Rohr und/oder ein UD-Tape), und/oder ein Einlegeteil aus Elastomer zur Dämpfung und/oder Dichtung und/oder Kraftaufnahme ausbilden und/oder umfassen. Das zweite Funktionselement kann zur Aufnahme von elektrischen Leitungen und/oder Temperierleitungen ausgebildet sein. Temperierleitungen können auch am Gehäuseteil angeformt sein, beispielsweise angeschweißt oder extrudiert sein. Die Leitungen, insbesondere die Temperierleitungen, können auch angepresst oder angeschweißt sein. Das zweite Funktionselement kann wenigstens abschnittsweise als Vollkörper und/oder wenigstens abschnittsweise als Hohlkörper ausgebildet sein.
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Hierdurch kann die mechanische Widerstandsfähigkeit und/oder die Schutzwirkung und/oder der Funktionsumfang des mehrteiligen Gehäuses erhöht werden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass das erste Funktionselement und/oder das zweite Funktionselement ein Einlegeelement zur Dämpfung und/oder Dichtung und/oder Kraftaufnahme ausbildet, und/oder dass das erste Funktionselement und/oder das zweite Funktionselement eine Temperierleitung und/oder elektrische Leitungen umfasst.
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Hierdurch kann die mechanische Widerstandsfähigkeit und/oder die Schutzwirkung und/oder der Funktionsumfang des mehrteiligen Gehäuses erhöht werden.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Batterieeinheit, wobei das Kraftfahrzeug ein erfindungsgemäßes Gehäuse aufweist, wobei die Batterieeinheit in diesem Gehäuse angeordnet ist. Das Kraftfahrzeug kann ein Elektrofahrzeug und/oder ein Hybridfahrzeug und/oder ein Fahrzeug mit einer elektrischen Antriebseinheit, insbesondere einem elektrisch angetriebenen Antriebselektromotor, sein. Die Batterieeinheit kann die elektrische Antriebseinheit mit elektrischer Leistung versorgen, die beispielsweise über elektrische Leitungen transportiert werden kann, wobei solche elektrischen Leitungen durch das Gehäuse über entsprechende Durchführungen geführt sein können. Falls das Gehäuse Temperierleitungen aufweist und/oder ausbildet, können diese mit einem Kühlsystem des Kraftfahrzeuges fluidisch verbunden sein. Die Batterieeinheit kann ein elektrischer Energiespeicher, insbesondere eine Traktionsbatterie mit einer Energiespeicherzelle oder mehreren Energiespeicherzellen, sein.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gehäuseteils in einer Innenansicht,
- 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gehäuseteils in einer Außenansicht,
- 3 eine Draufsicht auf das Gehäuseteil gemäß 2,
- 4 eine Draufsicht auf das Gehäuseteil gemäß 1,
- 5 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gehäuses,
- 6 eine weitere Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Gehäuseteil,
- 7 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuseteils,
- 8 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuseteils,
- 9 eine perspektivische Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Gehäuseteil,
- 10 eine Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Gehäuseteil,
- 11 eine weitere Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Gehäuseteil,
- 12 eine Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Gehäuse,
- 13 eine Schnittansicht durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses,
- 14 eine Schnittansicht durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses,
- 15 eine Schnittansicht durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses,
- 16 eine Schnittansicht durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses,
- 17 eine Schnittansicht durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses,
- 18 eine Schnittansicht durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses,
- 19 schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
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Ein erfindungsgemäßes Gehäuseteil 1 ist in einer perspektivischen Ansicht in der 1 und in einer Draufsicht in der 4 dargestellt. Das Gehäuseteil 1 für ein mehrteiliges Gehäuse 2, welches in der 5 dargestellt ist, umfasst einen Bodenabschnitt 3 und eine Seitenwandstruktur 4. In der 1 und der 4 ist eine Bodeninnenfläche 37 des Bodenabschnittes 3 sichtbar.
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Die Seitenwandstruktur 4 ist außen entlang des Bodenabschnittes 3 in Umfangsrichtung 5 umlaufend angeordnet, wobei die Seitenwandstruktur 4 wenigstens einen Seitenwandabschnitt (6, 6a, 6b, 6c) entlang der Umfangsrichtung 5 ausbildet.
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Eine erste Erstreckungsrichtung 35 und eine dazu quer ausgerichtete zweite Erstreckungsrichtung 36 definieren und/oder spannen eine Bodenebene auf. Der Bodenabschnitt 3 kann im Wesentlichen entlang und/oder in dieser Bodenebene ausgerichtet und/oder angeordnet sein. Der Bodenabschnitt 3 kann im Wesentlichen plattenförmig mit einer im Wesentlichen rechteckigen Umfangskontur ausgebildet sein.
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Die Seitenwandstruktur 4 weist vier Seitenwandabschnitte 6, 6a, 6b, 6c auf, wobei sich ein erster Seitenwandabschnitt 6a und ein zweiter Seitenwandabschnitt 6b im Wesentlichen entlang der ersten Erstreckungsrichtung 35 erstrecken, wobei diese Seitenwandabschnitte 6a, 6b entlang der zweiten Erstreckungsrichtung 36 zueinander beabstandet angeordnet sind. Ein dritter Seitenwandabschnitt 6 und ein vierter Seitenwandabschnitt 6c erstrecken sich im Wesentlichen entlang der zweiten Erstreckungsrichtung 36, wobei diese Seitenwandabschnitte 6, 6c entlang der ersten Erstreckungsrichtung 35 zueinander beabstandet angeordnet sind. Die Seitenwandabschnitte 6, 6a, 6b, 6c können integral ineinander übergehen.
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Die Seitenwandabschnitte 6, 6a, 6b, 6c weisen jeweils eine dem Bodenabschnitt 3 zugewandte Innenwandung 7 und eine zur Innenwandung 7 beabstandete, vom Bodenabschnitt 3 abgewandte Außenwandung 8 auf, wobei die Innenwandung 7 mit dem Bodenabschnitt 3 verbunden ist. Die Innenwandung 7 und die Außenwandung 8 der Seitenwandabschnitte 6, 6a, 6b, 6c sind über eine fachwerkartige Hohlraumstruktur 9 miteinander verbunden, wobei die Hohlraumstruktur 9 mehrere Stege 10 aufweist, die in der Umfangsrichtung 5 zueinander benachbart sind, die in der Hohlraumstruktur 9 mehrere in der Umfangsrichtung 5 benachbarte Hohlräume 11 ausbilden und die die Innenwandung 7 mit der Außenwandung 8 verbinden.
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Wenigstens eine erste Gruppe von Stegen ist unter einem Winkel, insbesondere unter einem Winkel von 45°, zur ersten Erstreckungsrichtung 35 und/oder zur zweiten Erstreckungsrichtung 36 und/oder Umfangsrichtung 5 ausgerichtet.
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In der 2 ist eine perspektivische Außenansicht des erfindungsgemäßen Gehäuseteils 1 gezeigt. In der 3 ist eine Draufsicht des Gehäuseteils 1 der 2 gezeigt. Im Gegensatz zu 1 und 4, ist nicht die Bodeninnenfläche 37 des Bodenabschnittes 3 zu sehen, sondern die Bodenaußenfläche 38 des Bodenabschnittes 3. Die Bodeninnenfläche 37 und ist zur Bodenaußenfläche 38 durch das Material des Bodenabschnittes 3 bzw. durch den Bodenabschnitt 3 beabstandet. Die Bodenaußenfläche 37 bildet wenigstens eine Verstärkungsrippe 39 aus. In der 4 sind mehrere zueinander beabstandete Verstärkungsrippen 39 gezeigt. Diese Verstärkungsrippen 39 können mit Enden zweier sich gegenüberliegender Stege 10 verbunden sein und/oder sich zwischen den Enden zweier sich gegenüberliegender Stege 10 erstrecken.
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Die 5 zeigt ein mehrteiliges Gehäuse 2 einer Batterieeinheit, wobei das Gehäuse 2 ein erstes erfindungsgemäßes Gehäuseteil 1 und ein zweites erfindungsgemäßes Gehäuseteil 1a aufweist. Das erste Gehäuseteil 1 und das zweite Gehäuseteil 1a sind zueinander so ausgerichtet, dass Stirnseiten 16, 16a der Seitenwandstrukturen 4, 4a aneinander anliegen, wobei die Bodenabschnitte 3, 3a der Gehäuseteile 1, 1a zueinander beabstandet sind. Hierbei sind das Gehäuseteil 1 und das Gehäuseteil 1a gleichartig aufgebaut. Die Stirnseite 16 der der Seitenwandstruktur 4 ist in 10 dargestellt, die auch einer Stirnseite 16a entspricht. Innerhalb des Gehäuses 2 kann eine Batterieeinheit angeordnet sein, die in den Figuren nicht sichtbar ist.
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In den 6 bis 8 weitere schematische Draufsichten des erfindungsgemäßen Gehäuseteils 1 gezeigt. In der 6 sind die Stege 10 über innere Knoten 19 mit der Innenwandung 7 und über äußere Knoten 20 mit der Außenwandung 8 verbunden. Die Hohlräume 11 weisen eine dreieckförmige Querschnittskontur 17 quer zur in 10 dargestellten Hohlraumlängsrichtung 18 auf.
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In der Ausführungsform der 7 weisen die inneren Knoten 19 erste innere Knoten 21 auf, in denen jeweils nur ein einziger Steg 10 mit der Innenwandung 7 verbunden ist. Die äußeren Knoten 20 weisen erste äußere Knoten 22 auf, in denen jeweils nur ein einziger Steg 10 mit der Außenwandung 8 verbunden ist. Die inneren Knoten 19 weisen zweite innere Knoten 23 auf, in denen jeweils genau zwei oder drei oder mehr Stege 10 mit der Innenwandung 7 verbunden sind. Die äußeren Knoten 20 weisen zweite äußere Knoten 24 auf, in denen jeweils genau zwei oder drei oder mehr Stege 10 mit der Außenwandung 8 verbunden sind. In Umfangsrichtung 5 betrachtet bzw. entlang der ersten Erstreckungsrichtung 35 und/oder der zweiten Erstreckungsrichtung 36 folgt auf einen ersten äußeren Knoten 22 zunächst ein zweiter äußerer Knoten 24, auf den wiederum ein weiterer erster äußerer Knoten 22 folgt. Dies setzt sich periodisch entlang der Umfangsrichtung 5 fort. In Umfangsrichtung 5 betrachtet bzw. entlang der ersten Erstreckungsrichtung 35 und/oder der zweiten Erstreckungsrichtung 36 folgt auf einen ersten inneren Knoten 21 zunächst ein zweiter innerer Knoten 23, auf den wiederum ein weiterer erster innerer Knoten 21 folgt. Dies setzt sich periodisch entlang der Umfangsrichtung 5 fort. Die ersten inneren Knoten 21 und die ersten äußeren Knoten 22 sind in Umfangsrichtung 5 versetzt zueinander angeordnet.
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In der Ausführungsform der 8 weisen die zweiten äußeren Knoten 24 jeweils eine Knotenaussparung 40 auf, um eine Materialreduktion zu erzielen. Die Knotenaussparung 40 kann einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen.
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In der 9 ist eine perspektivische Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Gehäuseteil 1 gezeigt, wobei in dieser Ausführungsform die Innenwandung 7 und die Außenwandung 8 durch eine Zwischenwandung 12 verbunden sind. Die Zwischenwandung 12 ist im Wesentlichen quer zur Innenwandung 7 und Außenwandung 8 ausgerichtet. Ferner ist die Zwischenwandung 12 im Wesentlichen parallel zum Bodenabschnitt 3 ausgerichtet. Die Zwischenwandung 12 durchsetzt die Hohlraumstruktur 9 in der Umfangsrichtung 5. Die Zwischenwandung 12 teilt die Hohlraumstruktur 9 in einen ersten Hohlraumstrukturabschnitt 13 mit Stegen 10a und Hohlräumen 11a und einen zweiten Hohlraumstrukturabschnitt 14 mit Stegen 10b und Hohlräumen 11b auf, wobei die Hohlräume 11 a und Hohlräume 11b in der 10 angedeutet sind.
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Die 10 zeigt eine Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Gehäuseteil 1, Die Außenwandung 8, die Innenwandung 7 und die Zwischenwandung 12 bilden einen H-förmigen Querschnitt (ein großes H) quer zur Umfangsrichtung 5
und/oder Erstreckungsrichtung 35, 36 aus. Die Hohlräume 11a münden jeweils in einer Stirnöffnung 15 einer Stirnseite 16 des jeweiligen Seitenwandabschnittes 6, 6a, 6b oder 6c. Die Hohlräume 11b münden jeweils in einer weiteren Stirnöffnung 15a einer weiteren Stirnseite 200 des jeweiligen Seitenwandabschnittes 6, 6a, 6b oder 6c. Die Stirnseite 16 und die Stirnseite 200 sind zueinander beabstandet. Die Außenwandung 8 wird durch die Zwischenwandung 12 in eine Teilaußenwandung 28 und eine weitere Teilaußenwandung 28a aufgeteilt. Die Innenwandung 7 wird durch die Zwischenwandung 12 in eine Teilinnenwandung 41 und eine weitere Teilinnenwandung 41a aufgeteilt. Die Teilinnenwandung 41a ist mit dem Bodenabschnitt 3 verbunden. Die Bodenaußenfläche 38, die Stirnseite 200 und die Bodeninnenfläche 37 können in zueinander versetzten Ebenen angeordnet sein. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die Stirnseite 200 in einer Ebene angeordnet ist, die zwischen der Bodenaußenfläche 38 und der Bodeninnenfläche 37 angeordnet ist.
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Die 11 zeigt eine Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Gehäuseteil 1, wobei die Außenwandung 8 eine erste Wanddicke oder Außenwanddicke 25 aufweist, die kleiner ist als eine zweite Wanddicke oder Innenwanddicke 26 der Innenwandung 7. Ferner entspricht die erste Wanddicke oder Außenwanddicke 25 im Wesentlichen einer dritten Wanddicke oder Zwischenwanddicke 27 der Zwischenwandung 12. Außerdem weist die Teilaußenwandung 28 eine Höhe 29 ausgehend von der Zwischenwandung 12 auf, die kleiner ist als eine Länge 30 der Zwischenwandung 12.
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Die 12 zeigt eine Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Gehäuse 2 mit einem ersten erfindungsgemäßen Gehäuseteil 1 und einem zweiten erfindungsgemäßen Gehäuseteil 1a. Die Innenwandung 7 des ersten Gehäuseteils 1 und die Innenwandung 7a des zweiten Gehäuseteils 1a sowie die Bodeninnenfläche 37 des ersten Gehäuseteils 1 und die Bodeninnenfläche 37a des zweiten Gehäuseteils 1a begrenzen einen Gehäuseinnenraum, der in der 12 bis 18 nur abschnittsweise dargestellt ist.
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In der Ausführungsform der 13 bilden die Innenwandungen 7 und 7a einen Bestückungsabschnitt 31 aus, in dem ein zweites Funktionselement 32a eingesetzt ist.
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In der Ausführungsform der 14 bilden die Seitenwandstrukturen des ersten Gehäuseteils 1 und des zweiten Gehäuseteils 1a einen Bestückungsabschnitt 31 aus. Dieser Bestückungsabschnitt 31 kann als Aussparung ausgebildet sein und beispielsweise eine Temperierleitung formen, durch die ein Temperierfluid strömen kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Bestückungsabschnitt 31 zum Führen und/oder zur Aufnahme von elektrischen Leitungen ausgebildet ist.
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In diesen Bestückungsabschnitt 31 kann auch ein erstes Funktionselement 32 in Form eines Einlegeteils eingesetzt sein, welches beispielsweise die mechanische Stabilität des Gehäuses 2 erhöht. Wie in der 15 dargestellt, kann das erste Funktionselement 32 durch einen Vollkörper ausgebildet sein. Wie in der 16 dargestellt, kann das erste Funktionselement 32 durch einen Hohlkörper ausgebildet sein. Wie in der 17 dargestellt, kann das erfindungsgemäße Gehäuse 2 in einer weiteren Ausführungsform sowohl ein erstes Funktionselement 32 als auch ein zweites Funktionselement 32a aufweisen.
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Gemäß 18 kann die Innenwandung 7 eine Innenwandhöhe 33 und die Außenwandung 8 eine Außenwandhöhe 34 aufweisen, wobei die Innenwandhöhe 33 und die Außenwandhöhe 34 unterschiedlich sind. Die Außenwandung 8, die Innenwandung 7 und die Zwischenwandung 12 bilden einen h-förmigen Querschnitt (ein kleines h) quer zur Umfangsrichtung 5 und/oder Erstreckungsrichtung 35,36 aus.
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Die 19 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 34, welches eine nicht dargestellte Batterieeinheit bzw. einen elektrischen Energiespeicher umfasst, der im dem erfindungsgemäßen Gehäuse 2 angeordnet ist, wobei ausgehend von der Batterieeinheit über nicht dargestellte elektrische Leitungen eine elektrisch betriebene Antriebseinheit 43 mit elektrischer Leistung versorgt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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