DE102020117192A1

DE102020117192A1 - Fahrzeugkarosserie mit einer Befestigungsvorrichtung zum Anbringen einer Antriebsbatterie sowie Verfahren zum Anbringen einer Antriebsbatterie mittels einer Befestigungsvorrichtung an einer Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102020117192A1
Application number: DE102020117192.7A
Authority: DE
Inventors: Waldemar Bauer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2021-12-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie (10), mit welcher an einem Unterboden (11) Batteriemodule (301, 302) zum Bilden einer Antriebsbatterie (30) für ein Elektrofahrzeug angebracht werden sollen. Dabei sollen die Batteriemodule (301, 302) zum Bilden einer Antriebsbatterie (30) für das Elektrofahrzeug in einem gemeinsamen Anbringvorgang aus einer vertikalen Kontaktierungsrichtung (K) sowohl mechanisch fixiert, also auch elektrisch zum Anschließen an ein Bordnetz des Fahrzeugs kontaktiert werden. Dazu umfasst die Fahrzeugkarosserie (10) für jedes der Batteriemodule eine eigene Montageeinrichtung (201, 202), welche das jeweilige Batteriemodul (301, 302) entgegen einer Wirkrichtung dessen jeweiliger Gewichtskraft einzeln an dem Unterboden (11) mechanisch fixiert. Für die elektrische Kontaktierung umfasst die jeweilige Montageeinrichtung (201, 202) einen jeweiligen ersten Anschlusskontakt (22), mittels dem in dem Anbringvorgang bei Kontaktieren mit einem von dem jeweiligen Batteriemodul (301, 302) umfassten zweiten Anschlusskontakt (32) in der Kontaktierungsrichtung (K) das jeweilige Batteriemodul (301, 302) einzeln an dem Unterboden (11) elektrisch angeschlossen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie mit einer an einem Unterboden angeordneten Befestigungsvorrichtung zum Anbringen oder Befestigen einer Antriebsbatterie mit wenigstens zwei Batteriemodulen für ein Kraftfahrzeug. Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein entsprechendes Verfahren zum Anbringen einer Antriebsbatterie mit wenigstens zwei Batteriemodulen mittels einer Befestigungsvorrichtung an einem Unterboden einer Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeugs.
In der Erfindung geht es also insbesondere darum, wie eine Antriebsbatterie oder Traktionsbatterie oder Hochvolt-Batterie eines Kraftfahrzeugs an der Karosserie, also beispielsweise einem Chassis oder einem Fahrgestell, mittels der Befestigungsvorrichtung angebracht oder montiert werden kann. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich somit bevorzugt um ein Fahrzeug oder Kraftfahrzeug mit Elektroantrieb, wie beispielsweise ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug.
In solchen elektrisch betreibbaren Kraftfahrzeugen ist es heutzutage üblich, die Antriebsbatterie als Ganzes oder Gesamtbauteil in einem speziellen Batteriemontagekasten, auch Batteriewanne genannt, am Unterboden der Fahrzeugkarosserie anzubringen. Dazu ist beispielsweise aus der JP 2002362261 A eine Befestigungsstruktur für eine Antriebsbatterie offenbart. Zum möglichst einfachen Montieren der Fahrzeugbatterie sind dabei Führungswände am Unterboden des Kraftfahrzeugs angebracht. Diese dienen zum Führen der Fahrzeugbatterie in die gewünschte Montageposition. Die Fahrzeugbatterie wird dabei als Ganzes montiert und umfasst einen Gehäuserahmen, also den vorgenannten Batteriemontagekasten. In diesem Gehäuserahmen sind die einzelnen Batteriezellen oder Batteriemodule zum Bilden der Antriebsbatterie gemeinsam gehalten und angeordnet.
Ein weiteres Beispiel für eine Ausgestaltungsmöglichkeit eines solchen Batteriemontagekastens ist aus der DE 10 2010 022 876 A1 bekannt. Der Montagekasten umfasst hierbei eine Wanne und eine gedichtete Abdeckung für Wanne. In der Wanne sind einzelne Batteriezellen oder Batteriemodule, aus denen die Antriebsbatterie gebildet ist, gemeinsam gehalten. Zum Befestigen an dem Kraftfahrzeug wird der so gebildete Batteriekasten als Ganzes am Unterboden des Kraftfahrzeugs angebracht oder aufgehängt.
Eine weitere beispielhafte Ausgestaltung für einen solchen Batteriemontagekasten ist zudem aus der CN 107696844 A bekannt. Hierbei wird an dem Unterboden des Kraftfahrzeugs ein Aufbewahrungsgehäuse für Hilfsbatteriepacks zum Antreiben des Kraftfahrzeugs angebracht. Das Aufbewahrungsgehäuse weist dabei einzelne Einschubfächer auf. In diese Einschubfächer können einzelne Batteriepacks, ähnlich wie Schubladen, in horizontaler Richtung, also senkrecht zur Fahrzeughochrichtung eingesteckt oder eingeschoben und herausgenommen oder herausgezogen werden. In Einschubrichtung der Batteriepacks an einer Rückwand des Aufbewahrungsgehäuses sind jeweils elektrische Anschlüsse für das Batteriepack ausgebildet, sodass das Batteriepack beim vollständigen Einschieben in das Einschubfach elektrisch an das Kraftfahrzeug anschließbar ist.
Durch den vorliegenden Stand der Technik ergibt sich jedoch der Nachteil, dass der Montagekasten und/oder die Antriebsbatterie nur als Ganzes an dem Kraftfahrzeug, insbesondere der Fahrzeugkarosserie, anbringbar und auch wieder lösbar ist. Insbesondere im Servicefall oder bei Wartungsarbeiten muss somit der Montagekasten und/oder die Antriebsbatterie als Ganzes aufwendig und kostenintensiv von der Fahrzeugkarosserie demontiert werden. Durch den Montagekasten entsteht zudem zusätzliches Gewicht und dadurch auch zusätzliche Kosten für den Betrieb des elektrisch betreibbaren Kraftfahrzeugs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugkarosserie für ein Fahrzeug mit Elektroantrieb mit einer an einem Unterboden angeordneten Befestigungsvorrichtung zum Anbringen einer Antriebsbatterie mit wenigstens zwei Batteriemodulen für das Fahrzeug bereitzustellen, mittels welcher Betriebskosten beim Betreiben eines Fahrzeugs mit einer solchen Fahrzeugkarosserie eingespart werden.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren offenbart.
Um Betriebskosten beim Betreiben eines elektrisch betreibbaren Kraftfahrzeugs einzusparen oder zu reduzieren, ist im Zusammenhang mit der gattungsgemäßen Fahrzeugkarosserie vorgesehen, dass die Befestigungsvorrichtung für jedes der wenigstens zwei Batteriemodule der Antriebsbatterie jeweils eine eigene Montageeinrichtung umfasst. Jedes Batteriemodul ist somit einzeln oder separat oder unabhängig von den übrigen Batteriemodulen mittels der Montageeinrichtung an dem Unterboden der Fahrzeugkarosserie anbringbar. Die jeweilige Montageeinrichtung hat in der vorliegenden Erfindung insbesondere zwei Funktionen: eine mechanische Fixierfunktion und eine elektrische Anschlussfunktion. Zum Realisieren der mechanischen Fixierfunktion ist die jeweilige Montageeinrichtung einerseits dazu eingerichtet, das zugeordnete oder zugehörige Batteriemodul entgegen einer Wirkrichtung dessen jeweiliger Gewichtskraft einzeln an dem Unterboden der Fahrzeugkarosserie mechanisch zu fixieren. Bei der mechanischen Fixierfunktion geht es also, um das physische halten oder befestigen der Batteriemodule. Auf bevorzugt Ausgestaltungsmöglichkeiten für die jeweilige Montageeinrichtung hierzu wird im späteren Verlauf noch einmal näher eingegangen.
Zum Realisieren der elektrischen Anschlussfunktion ist die Montageeinrichtung anderseits dazu eingerichtet, an dem Unterboden eine elektrische Kontaktierung für das jeweilige Batteriemodul zum Anschließen an ein Bordnetz des Fahrzeugs bereitzustellen. Um die elektrische Kontaktierung zu realisieren, weist die jeweilige Montageeinrichtung jeweils einen an dem Unterboden angebrachten ersten Anschlusskontakt auf. Der erste Anschlusskontakt ist dazu eingerichtet, in einem Anbringvorgang bei Kontaktieren mit einem von dem jeweiligen Batteriemodul umfassten zweiten Anschlusskontakt, welcher beispielsweise durch Batterieanschlusspole des jeweiligen Batteriemoduls gebildet sein kann, aus einer senkrecht zu dem Unterboden verlaufenden Kontaktierungsrichtung, das jeweilige Batteriemodul einzeln an dem Unterboden der Fahrzeugkarosserie elektrisch anzuschließen.
Durch die derart ausgestaltete Montageeinrichtung wird somit eine vertikale elektrische Kontaktierung und vertikale mechanische Fixierung des jeweiligen Batteriemoduls an dem Unterboden bereitgestellt. Mit vertikal ist dabei insbesondere eine Richtung parallel zu einer Fahrzeughochrichtung, also insbesondere senkrecht zu einer durch den Unterboden der Fahrzeugkarosserie gebildeten Ebene, gemeint. Diese vertikale Kontaktierung entspricht somit der vorgenannten Kontaktierungsrichtung.
Hierdurch ergibt sich zunächst der Vorteil, dass im Vergleich zum vorgenannten Stand der Technik ein Montagekasten für die gesamte Antriebsbatterie wegfällt. Dadurch kann zunächst Gewicht bei der Fahrzeugkarosserie eingespart werden. Insgesamt ist das Fahrzeug somit leichter und kann energieeffizienter und somit kostengünstiger betrieben werden. Zudem braucht die Antriebsbatterie auch nicht mehr als Ganzes an dem Unterboden angebracht oder davon gelöst werden. Insbesondere im Servicefall oder bei Wartungsarbeiten können die Batteriemodule stattdessen einzeln ausgetauscht werden. Dadurch können Service- oder Wartungsarbeiten insbesondere weniger aufwendig und somit kostenreduzierter und somit zumindest kostengünstig ausgeführt werden. Insgesamt können somit Betriebskosten beim Betreiben des Kraftfahrzeugs eingespart oder reduziert werden. Durch die Gewichtsreduktion der Fahrzeugkarosserie kann zudem auch ein Crashverhalten oder Unfallverhalten des Kraftfahrzeugs positiv beeinflusst werden.
Im Zusammenhang mit der elektrischen Anschlussfunktion bilden der erste Anschlusskontakt der Montageeinrichtung und der zweite Anschlusskontakt des Batteriemoduls bevorzug eine Steckverbindung aus. Dabei kann der jeweilige erste Anschlusskontakt beispielsweise jeweils einen negativen und einen positiven Anschlusspol umfassen, welcher zum elektrischen Verbinden mit dem korrespondierenden Batterieanschlusspol gekoppelt werden kann. Der jeweilige erste und zweite Anschlusskontakt können somit beispielsweise als Stecker und Buchse oder umgekehrt ausgebildet sein. Bevorzugt ist eine elektrische Verschaltung der einzelnen Batteriemodule zum Bilden der Antriebsbatterie, also beispielsweise eine elektrische Parallelschaltung oder Serienschaltung der Batteriemodule, durch eine entsprechende Verschaltung der jeweiligen ersten Anschlusskontakte zum Beispiel mittels einer entsprechenden Anschlussleitung in der Fahrzeugkarosserie realisiert. Die Anschlussleitung kann beispielsweise durch zumindest eine sogenannte Stromschiene, welche in dem Unterboden der Fahrzeugkarosserie integriert ist, realisiert sein, an welcher die jeweiligen ersten Anschlusskontakte zum Kontaktieren mit dem jeweiligen Batteriemodul herausgeführt sind. Zusätzlich zu den jeweiligen ersten Anschlusskontakten umfasst die Stromschiene bevorzugt auch einen weiteren Anschlusskontakt zum Anschließen des Bordnetzes des Fahrzeugs. Zusätzlich oder alternativ kann die Verschaltung der Batteriemodule auch durch Anschließen des Bordnetzes an den jeweiligen Anschlusskontakt umgesetzt sein.
Zu der Erfindung gehören auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
In den folgenden Ausführungsformen geht es zunächst darum, wie mittels der Montageeinrichtung die mechanische Fixierfunktion in vorteilhafter Weise umgesetzt sein kann. Dazu ist in einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die jeweilige Montageeinrichtung für das mechanische Fixieren des jeweiligen Batteriemoduls an dem Unterboden jeweils eine erste Fixiereinheit mit zumindest einem in dem Unterboden integrierten Positionierungselement und zumindest einem zugeordneten, reversibel mit dem Positionierungselement verbindbaren Halteelement umfasst.
Die jeweilige erste Fixiereinheit ist somit zweiteilig ausgebildet. Dabei ist das jeweilige Positionierungselement integraler Bestandteil der Karosserie, also beispielsweise stoffschlüssig oder einteilig mit der Fahrzeugkarosserie ausgebildet. Zum Beispiel kann das jeweilige Positionierungselement mit der Fahrzeugkarosserie verschweißt oder vergossen sein. Im Gegensatz dazu, ist das jeweils zugeordnete Halteelement kein integraler Bestandteil der Fahrzeugkarosserie, sondern kann vielmehr form- und/oder kraftschlüssig mit dem Positionierungselements reversibel verbunden werden. Mit „reversibel“ ist insbesondere gemeint, dass das Halteelement nach dem Verbinden zerstörungsfrei, wie es zum Beispiel von einer Schraube-Mutter-Verbindung bekannt ist, von dem Positionierungselement gelöst werden kann. Vorzugsweise können das jeweilige Halteelement und das zugehörige Positionierungselement eine Schraubverbindung ausbilden.
Für das mechanische Fixieren des jeweiligen Batteriemoduls an dem Unterboden ist das zumindest eine Positionierungselement nun ausgebildet, das anzubringende Batteriemodul in dem vorgenannten Anbringvorgang bei Anbringen aus der senkrecht zu dem Unterboden verlaufenden Kontaktierungsrichtung, in eine bestimmungsgemäße Betriebsposition zu führen. Das zumindest eine Positionierungselement gibt somit die Betriebsposition oder Montageposition für das jeweilige Batteriemodul vor. Weiterhin ist das zugeordnete Halteelement ist im verbundenen Zustand mit dem Positionierungselement das jeweilige Batteriemodul im angebrachten Zustand in der bestimmungsgemäßen Betriebsposition zu halten. Das Halteelement kann somit das jeweilige Batteriemodul entgegen der Wirkrichtung dessen jeweiliger Gewichtskraft tragen oder stützen.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass sowohl das mechanische Fixieren als auch das elektrische Anschließen mittels der Montageeinrichtung in einem gemeinsamen Anbringvorgang erfolgen kann. Die elektrische Kontaktierung erfolgt somit automatisiert, sobald das jeweilige Batteriemodul in der Kontaktierungsrichtung in die Betriebsposition gebracht wird. Hierdurch kann auch ein aufwendiges elektrisches Anschließen vor oder nach dem mechanischen Fixieren verzichtet werden.
Bevorzugt sind für jedes Batteriemodul dabei mehr als ein Positionierungselement, insbesondere zwei Positionierungselemente, bevorzugt vier Positionierungselemente, vorgesehen. Die Positionierungselemente sind dabei vorzugsweise derart an dem Unterboden der Fahrzeugkarosserie verteilt angebracht, dass die jeweiligen Batteriemodule in einer oder mehreren Reihen und/oder Spalten an dem Unterboden befestigbar sind. Die Reihen und/oder Spalten erstrecken sich in vorteilhafter Weise eindimensional, also parallel zum Unterboden. Die Batteriemodule können somit flächig über den Unterboden verteilt montiert werden. Insbesondere erfolgt somit bevorzugt keine Stapelung der Batteriemodule übereinander oder in Fahrzeughochrichtung. Natürlich wäre aber auch eine solche Stapelung der Batteriemodule denkbar. Somit könnten zum Beispiel mit einer jeweiligen ersten Fixiereinheit zwei oder mehr Batteriemodule mechanisch fixiert montiert werden.
Im Zusammenhang mit der jeweiligen ersten Fixiereinheit, ist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das zumindest eine Positionierungselement als senkrecht von dem Unterboden abragende Stange oder abragender Stab mit einem ersten Gewinde ausgebildet ist. Das zugeordnete Halteelement ist entsprechend als zugeordnetes Befestigungsmittel mit einem zu dem ersten Gewinde korrespondierenden zweiten Gewinde ausgebildet. Zum Halten des jeweiligen Batteriemoduls stellt dieses Befestigungsmittel dabei eine Stützfläche bereit. Wie zuvor beschrieben, können das Positionierungselement und das Halteelement somit eine Schraubverbindung ausbilden.
Das Positionierungselement kann somit als Gewindestange bezeichnet werden, wobei das erste Gewinde entweder als Innengewinde oder Außengewinde in die Gewindestange eingearbeitet sein kann. Mit Stab oder Stange ist in der vorliegenden Erfindung somit ein stabförmiges Element mit einem runden und/oder quadratischen Querschnitt gemeint, dessen Grundkörper insbesondere länglich ausgebildet ist. Das heißt, eine Höhe einer solchen Stange ist somit insbesondere sehr viel größer als deren Querschnitt. Das Halteelement kann dementsprechend beispielsweise als Mutter oder Schraube ausgebildet sein. Die vorgenannte Stützfläche kann somit beispielsweise durch einen Schraubenkopf und/oder durch eine Wandungsstärke der Mutter realisiert sein. Zusätzlich oder alternativ wäre auch denkbar, dass die Schraube als Befestigungsmittel einen L-förmigen Grundkörper aufweist, dessen Kopf einen senkrecht vom Rest des Körpers abragenden Schenkel als Stützfläche ausbildet.
Durch die Nutzung solcher Stangen als das zumindest eine Positionierungselement kann die Führung des jeweiligen Batteriemoduls in die Betriebsposition somit besonders einfach umgesetzt werden. Darauf wird in einer der nachfolgenden Ausführungsformen noch einmal näher eingegangen.
Alternativ zu der vorgenannten Ausführungsform ist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das zumindest eine Positionierungselement als Gewindebohrung mit einem ersten Gewinde in dem Unterboden eingearbeitet ist. Bei der Gewindebohrung kann es sich beispielsweise um eine Sacklochbohrung oder um eine Durchgangsbohrung handeln. Das zugeordnete Halteelement ist wiederum als Befestigungsmittel mit einem zum ersten Gewinde korrespondierenden zweiten Gewinde ausgebildet, welches zum Halten des jeweiligen Batteriemoduls eine Stützfläche bereitstellt. Vorzugsweise ist das Halteelement in dieser Ausführungsform somit als Schraube ausgebildet. Im Zusammenhang mit einer konkreten Ausgestaltung dieser Schraube wird auf das zu der vorangegangenen Ausführungsform Gesagte verwiesen. Wie dort bereits beschrieben können das Positionierungselement und das zugeordnete Halteelement können somit im verbundenen Zustand eine Schraubverbindung ausbilden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die jeweilige erste Fixiereinheit für das mechanische Fixieren des jeweiligen Batteriemoduls an dem Unterboden ausgebildet ist, in einer Durchsteckmontage mit einer von dem jeweiligen Batteriemodul umfassten zweiten Fixiereinheit zusammenzuwirken. Mit anderen Worten erfolgt das mechanische Fixieren des jeweiligen Batteriemoduls an dem Unterboden durch Hindurchstecken oder Hindurchführen oder Aufstecken des jeweiligen Batteriemoduls mittels der zweiten Fixiereinheit durch oder auf die jeweilige erste Fixiereinheit.
Durch die Durchsteckmontage ergibt sich der Vorteil, dass das Batteriemodul besonders einfach an dem Unterboden befestigt werden kann. Zudem kann auch ein Verschieben oder Verschwenken des jeweiligen Batteriemoduls im befestigten oder eingebrachten Zustand bereits durch gerade einmal zwei Halteelemente oder Positionierungselemente effektiv vermieden werden.
Zum Realisieren der Durchsteckmontage kann die zweite Fixiereinheit zum Beispiel als zumindest eine zu dem jeweiligen Positionierungselement korrespondierende Durchführöffnung ausgebildet sein. Diese Durchführöffnung kann beispielsweise direkt in das Batteriemodul, insbesondere in ein Gehäuse des jeweiligen Batteriemoduls, in welchem eine vorbestimmte Anzahl von Batteriezellen in einer vorbestimmten elektrischen Schaltung gemeinsam angeordnet sind, integriert sein. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Fixiereinheit auch als zumindest eine zu dem jeweiligen Positionierungselement korrespondierende Öse zum Einfädeln oder Auffädeln des Positionierungselements oder des Halteelements an dem Gehäuse des Batteriemoduls angebracht sein.
Im Zusammenhang mit dem zumindest einen als Stange ausgebildeten Positionierungselement der ersten Fixiereinheit kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass das Batteriemodul vollständig auf das Positionierungselement aufgesteckt wird. An einer der vom Unterboden entfernten Seite des Batteriemoduls ragt das Positionierungselement dabei bevorzugt zumindest bereichsweise aus dem Batteriemodul hervor, sodass beispielsweise das Halteelement als Mutter aufgeschraubt werden kann. Im Zusammenhang mit der Ausgestaltung des zumindest einen Positionierungselements als Gewindebohrung kann hingegen das Halteelement als Schraube vollständig durch das Batteriemodul hindurchgesteckt werden.
Alternativ zu der zuvor beschriebenen Durchsteckmontage wäre natürlich auch eine Klemmmontage des Batteriemoduls zum mechanischen Fixieren an dem Unterboden denkbar. Dabei könnten zum Beispiel zwei Positionierungselemente von gegenüberliegenden Seiten seitlich an dem Batteriemodul entlanggeführt und die durch das jeweils zugeordnete Halteelement gebildeten Stützflächen, wie beispielsweise den zuvor als L-förmig abragenden Schenkel beschriebenen Schraubenkopf, an dem Unterboden angeklemmt werden. Um ein seitliches Verrutschen des jeweiligen Batteriemoduls zu vermeiden, können natürlich auch mehr als zwei solcher Positionierungselemente, zum Beispiel vier Positionierungselemente, an unterschiedlichen Seiten des Batteriemoduls entlanggeführt werden.
In den folgenden Ausführungsformen wird als nächstes darauf eingegangen, wie in vorteilhafter Weise eine Abdeckung oder Schutzvorrichtung für die angeordneten Batteriemodule an dem Unterboden der Fahrzeugkarosserie realisiert werden kann. Dazu ist in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der Unterboden eine wannenförmige Aussparung oder Vertiefung umfasst, welche eine Einbaufläche für die wenigstens zwei Batteriemodule begrenzt oder bereitstellt. Innerhalb dieser wannenförmigen Aussparung befindet sich somit bevorzugt die Montageeinrichtung mit der jeweiligen ersten Fixiereinheit für das jeweilige Batteriemodul.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Batteriemodule im eingebauten Zustand vollständig oder teilweise im Unterboden der Fahrzeugkarosserie versenkt eingebaut werden können. Zudem ergibt sich auch der Vorteil, dass die vorgenannte Schutzvorrichtung oder Abdeckung für die Batteriemodule im eingebauten Zustand zumindest teilweise durch die Fahrzeugkarosserie gebildet ist. Dadurch, dass somit keine separate Abdeckung für die Batteriemodule benötigt wird, können wiederum Gewicht und dadurch Betriebskosten für das Kraftfahrzeug eingespart werden.
Mit der wannenförmigen Aussparung ist dabei insbesondere eine Vertiefung in Fahrzeughochrichtung in dem Unterboden gemeint, durch die die wenigstens zwei Batteriemodule im eingebauten Zustand zumindest teilweise umschlossen sind. Die Aussparung kann somit zumindest teilweise einen Batteriekasten bilden. Zum Beispiel kann die Aussparung einen Deckel und zusätzlich vollständig oder teilweise Seitenwände für die Batteriemodule bilden.
Zusätzlich oder alternativ dazu ist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass an dem Unterboden wenigstens eine Seitenwand zum Bilden eines Gehäuses für die wenigstens zwei Batteriemodule angebracht ist. Mit Seitenrand ist vorliegend insbesondere eine jeweils senkrecht von dem Unterboden abragende Wandungsfläche gemeint. Bevorzugt können auch mehrere solcher Seitenwände, insbesondere vier solcher Seitenwände, welche im Wesentlichen eine rechteckförmige Einbaufläche für die wenigstens zwei Batteriemodule begrenzen oder bereitstellen, vorgesehen sein. Natürlich ist auch jede andere mögliche Form für die durch die jeweilige Seitenwand oder die jeweiligen Seitenwände gebildete Einbaufläche zum Umschließen der Batteriemodule denkbar. Die wenigstens eine Seitenwand dabei bevorzugt integraler Bestandteil der Fahrzeugkarosserie, und somit beispielsweise mit der Fahrzeugkarosserie verschweißt oder vergossen.
Auch hierbei ergibt sich der Vorteil, dass die Abdeckung für die Batteriemodule bereits durch die Fahrzeugkarosserie bereitgestellt ist, und somit insgesamt Betriebskosten eingespart werden können.
Um die Batteriemodule im eingebauten Zustand schließlich auch von einer einer Fahrbahn zugewandten Seite abzudecken, ist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Fahrzeugkarosserie für eine Abdeckung der wenigstens zwei Batteriemodule in der jeweiligen Betriebsposition, also im eingebauten Zustand, eine mit dem Unterboden zum reversiblen Verbinden ausgebildete Abdeckvorrichtung umfasst. Diese Abdeckvorrichtung kann beispielsweise als Bodenplatte oder Bodenwanne ausgebildet sein. Zum reversiblen Verbinden kann die Abdeckvorrichtung dabei zum Beispiel an den Unterboden angeschraubt oder angenietet sein. Die Abdeckvorrichtung kann somit einen Boden oder eine Bodenfläche für die Abdeckung der Batteriemodule bilden.
Im Folgenden ist schließlich noch ein konkrete vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeit für den jeweiligen ersten Anschlusskontakt der jeweiligen Montageeinrichtung zum Realisieren der elektrischen Anschlussfunktion umgesetzt. Dazu ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der erste Anschlusskontakt als Kontaktschwert ausgebildet ist, welches in dem angeschlossenen Zustand eine Steckverbindung mit dem als Kontaktfeder ausgebildeten zweiten Anschlusskontakt des jeweiligen Batteriemoduls ausbildet.
Natürlich ist auch eine umgekehrte Ausbildung des ersten und zweiten Anschlusskontakts denkbar. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Steckverbindung zwischen den beiden Anschlusskontakten besonders einfach durch Einklemmen des Kontaktschwerts zwischen zwei Federelementen der Kontaktfeder erfolgen kann.
Wie eingangs beschrieben, betrifft die Erfindung auch ein entsprechendes Verfahren zum Anbringen der Antriebsbatterie mit den wenigstens zwei Batteriemodulen mittels der Befestigungsvorrichtung an dem Unterboden der Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs. Dabei ist vorgesehen, dass mittels der vorgenannten Montageeinrichtung der Befestigungsvorrichtung einerseits jedes der Batteriemodule entgegen der Wirkrichtung dessen jeweiliger Gewichtskraft einzeln an dem Unterboden der Fahrzeugkarosserie mechanisch fixiert wird. Andererseits wird mittels der Montageeinrichtung an dem Unterboden zudem eine elektrische Kontaktierung für das jeweilige Batteriemodul zum Anschließen an ein Bordnetz des Fahrzeugs bereitgestellt. Dafür wird der jeweils an dem Unterboden angebrachte erste Anschlusskontakt der jeweiligen Montageeinrichtung in einem Anbringvorgang aus einer senkrecht zu dem Unterboden verlaufenden Kontaktierungsrichtung mit einem von dem jeweiligen Batteriemodul umfassten zweiten Anschlusskontakt kontaktiert und dadurch die jeweiligen Batteriemodule einzeln am Unterboden der Fahrzeugkarosserie elektrisch angeschlossen.
Somit erfolgt die mechanische und elektrische Montage des jeweiligen Batteriemoduls durch Ausführen einer vertikalen Bewegung des jeweiligen Batteriemoduls in dem vorgenannten Anbringvorgang an dem Unterboden.
Besonders bevorzugt betrifft die Erfindung entsprechend auch ein Kraftfahrzeug mit einem Bordnetz, einer Antriebsbatterie und einer Fahrzeugkarosserie, wie sie zuvor beschrieben wurde. Das Kraftfahrzeug oder Fahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet. Wie eingangs erwähnt, handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug bevorzugt um ein Fahrzeug mit Elektroantrieb, also beispielsweise ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Perspektivdarstellung einer Fahrzeugkarosserie für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug mit einer Befestigungsvorrichtung zum Anbringen einer Antriebsbatterie;
2 eine schematische Darstellung einer Ausgestaltungsmöglichkeit für einen Anschlusskontakt zum Anschließen von einem jeweiligen Batteriemodul der Antriebsbatterie beim Anbringen an der Fahrzeugkarosserie;
3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltungsmöglichkeit einer Abdeckung für die Antriebsbatterie im eingebauten Zustand, und
4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit einer Abdeckung für die Antriebsbatterie im eingebauten Zustand.

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 Darstellung einer Fahrzeugkarosserie 10 für ein elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug oder Elektrofahrzeug aus einer Perspektivansicht. An der Fahrzeugkarosserie 10 soll an einem Unterboden 11 eine Antriebsbatterie 30 für einen elektrischen Antrieb des Elektrofahrzeugs angebracht oder befestigt werden. Die Antriebsbatterie 30 soll somit, wie üblich bei Elektrofahrzeugen, zwischen den Achsen des Kraftfahrzeugs lokalisiert angebracht sein. Eine solche Antriebsbatterie 30 weist eine Vielzahl von einzelnen Batteriemodulen auf, die wiederum aus einer Vielzahl an einzelnen Batteriezellen zusammengesetzt sind. Diese Batteriemodule werden zum Bilden der Antriebsbatterie in bekannter Weise elektrisch miteinander verschaltet oder gekoppelt. In 1 sind zur besseren Übersicht beispielhaft nur zwei solche Batteriemodule, nämlich ein erstes Batteriemodul 301 und ein zweites Batteriemodul 302 dargestellt.
Um die Antriebsbatterie 30 mit den Batteriemodulen 301, 302 nun an dem Unterboden 11 der Fahrzeugkarosserie 10 befestigen oder montieren zu können, umfasst die Fahrzeugkarosserie 10 eine Befestigungsvorrichtung 20. Damit zum Beispiel im Servicefall die Antriebsbatterie 30 nicht als Ganzes, sondern beispielsweise die Batteriemodule 301, 302 auch einzeln ausgetauscht werden können, ist bei der vorliegenden Befestigungsvorrichtung 20 vorgesehen, dass jedes der Batteriemodule 301, 302 einzeln mechanisch an dem Unterboden fixiert und elektrisch an dem Unterboden der Fahrzeugkarosserie 10 zum späteren Koppeln mit einem Bordnetz des Elektrofahrzeugs elektrisch angeschlossen wird. Dazu umfasst die Befestigungsvorrichtung 20 für jedes der Batteriemodule 301, 302 jeweils eine separate Montageeinrichtung 201, 202. Vorliegend ist für das erste Batteriemodul 301 zum Beispiel eine erste Montageeinrichtung 201 vorgesehen und für das zweite Batteriemodul 302 ist eine zweite Montageeinrichtung 202 vorgesehen. Eine entsprechende Montageeinrichtung 201, 202 kann natürlich auch für eine beliebige Anzahl von weiteren Batteriemodulen 301, 302 realisiert sein.
Mittels der jeweiligen Montageeinrichtung 201, 202 wird dabei sowohl eine mechanische Fixierfunktion als auch eine elektrische Anschlussfunktion für das jeweilige Batteriemodul 301, 302 realisiert. Im Folgenden ist nun zunächst anhand von 1 die Ausgestaltung der jeweiligen Montageeinrichtung 201, 202 zum Realisieren der mechanischen Fixierfunktion näher beschrieben. Für das mechanische Fixieren umfasst die jede der Montageeinrichtungen 201, 202 nämlich eine jeweilige erste Fixiereinheit 21 mit zumindest einem in dem Unterboden integrierten Positionierungselement 211 und zumindest einem zugeordneten, reversibel mit dem jeweiligen Positionierungselement 211 verbindbaren Halteelement 212. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind für jedes der Batteriemodule insbesondere vier solche Positionierungselemente 211 und entsprechend auch vier solche Halteelemente 212 vorgesehen. Die jeweiligen Positionierungselemente 211 sind dabei als senkrecht von dem Unterboden abragende Gewindestangen ausgebildet. Die zugeordneten Halteelemente 212 sind entsprechend als Muttern mit einem passenden Gewinde für die Gewindestangen ausgebildet und können somit einfach auf die Gewindestange aufgeschraubt werden. Im verbundenen Zustand bilden ein jeweiliges Positionierungselement 211 und das zugeordnete Halteelement 212 somit eine Schraubverbindung aus.
Zum Anbringen des jeweiligen Batteriemoduls 301, 302 an dem Unterboden 11 weisen die Batteriemodule 301, 302 eine jeweils mit der ersten Fixiereinheit 21 korrespondierende zweite Fixiereinheit 31 auf. Vorliegend soll das mechanische Fixieren insbesondere durch eine Durchsteckmontage umgesetzt werden. Dazu umfasst die jeweilige zweite Fixiereinheit 31 gemäß 1 zumindest eine zu dem jeweiligen Positionierungselement 211 korrespondierende Durchführöffnung oder Durchgangsbohrung durch das jeweilige Batteriemodul 301, 302, insbesondere ein Gehäuse des jeweiligen Batteriemoduls 301, 302. Diese jeweilige ist somit insbesondere in ihrem Querschnitt an einen Querschnitt des jeweiligen Positionierungselements 211 angepasst. Jedem der Positionierungselemente 211 ist somit eine jeweils korrespondierende Durchführöffnung der zweiten Fixiereinheit 31 zugeordnet. Dementsprechend umfasst vorliegend jedes der Batteriemodule 301, 302 ebenfalls vier Durchführöffnungen.
Wie in 1 dargestellt, sind die Positionierungselemente 211 der jeweiligen ersten Fixiereinheit 21 sind dabei derart beabstandet zueinander an dem Unterboden 11 angebracht, dass sie mit einer Anordnung der Durchführöffnungen der zweiten Fixierreinheit der Batteriemodul 301, 302 übereinstimmen. Dadurch kann das jeweilige Batteriemodul 301, 302 in einem Anbringvorgang, also beim Anbringen des jeweiligen Batteriemoduls 301, 302, aus einer senkrecht zu dem Unterboden verlaufenden Kontaktierungsrichtung K auf die jeweiligen Positionierungselemente 211 aufgesteckt werden. Die Kontaktierungsrichtung K wird dabei insbesondere durch die Abragrichtung der Positionierungselemente 211 von dem Unterboden 11 vorgegeben. Somit wird vorliegend insbesondere eine vertikale mechanische Fixierung der Batteriemodule 301, 302 an dem Unterboden realisiert. Durch das Aufstecken des jeweiligen Batteriemoduls 301, 302 kann das jeweilige Batteriemodul 301, 302 somit mittels der zugeordneten Positionierungselemente 211 in eine bestimmungsgemäße Betriebsposition geführt werden. Die Positionierungselemente 211 geben für das jeweilige Batteriemodul 301, 302 somit die bestimmungsgemäße Betriebsposition vor. Die jeweilige erste Fixiereinheit 21 der Fahrzeugkarosserie 10 und die jeweilige zweite Fixiereinheit 31 des jeweiligen Batteriemoduls 301, 302 wirken somit insgesamt in der Durchsteckmontage zum mechanischen Fixieren des jeweiligen Batteriemoduls 301, 302 an dem Unterboden 11 zusammen.
Um das jeweilige Batteriemodul 301, 302 schließlich noch in der Betriebsposition halten zu können, sind die Positionierungselemente 211 bevorzugt vollständig durch das jeweilige Batteriemodul 301, 302 hindurchsteckbar ausgebildet. In der vorliegenden Ausgestaltung sind die Positionierungselemente 211 insbesondere derart ausgebildet, dass sie beim Aufstecken des jeweiligen Batteriemoduls 301, 302 an einem dem Unterboden 11 entgegengesetzten Ende aus den Durchführöffnungen hinausragen, sodass die das jeweilige Halteelement 212 bildenden Muttern auf die Gewindestangen aufgeschraubt werden können. Dadurch wird das jeweilige Batteriemodul 301, 302 durch das angeschraubte Halteelement, also im verbundenen Zustand mit dem jeweiligen Positionierungselement 211, in der gewünschten Betriebsposition gehalten. Das Halten erfolgt somit insbesondere entgegen einer Wirkrichtung der jeweiligen Gewichtskraft der jeweiligen Batteriemoduls 301, 302.
Neben der mechanischen Fixierung soll natürlich auch das elektrische Anschließen des jeweiligen Batteriemoduls 301, 302 an dem Unterboden 11 möglichst einfach umgesetzt werden. Dazu ist vorliegend vorgesehen, dass das elektrische Anschließen in einem gemeinsamen Anbringvorgang mit dem mechanischen Fixieren erfolgt. Um dies zu realisieren, umfasst die jeweilige Montageeinrichtung 201, 202 jeweils einen an dem Unterboden angebrachten ersten Anschlusskontakt 22. Korrespondierend dazu umfasst auch das jeweilige Batteriemodul 301, 302 an einer im angebrachten Zustand dem Unterboden 11 zugewandten Fläche, vorliegend also einer Oberseite, einen zweiten Anschlusskontakt 32 auf. Dieser zweite Anschlusskontakt kann beispielsweise durch Batterieanschlusspole des jeweiligen Batteriemoduls 301, 302 gebildet sein. Bevorzugt umfassen der jeweilige erste Anschlusskontakt 22 und der jeweilige zweite Anschlusskontakt 32 jeweilige Steckverbinderelemente, um beim elektrischen Anschließen eine Steckverbindung auszubilden. Zum Beispiel können der erste Anschlusskontakt 22 und der zweite Anschlusskontakt 32 somit als Stecker und Buchse oder umgekehrt ausgebildet sein. Zur besseren Übersicht sind die ersten und zweiten Anschlusskontakte 22, 32 in 1 jedoch nur schematisch dargestellt. Eine konkrete Ausgestaltungsmöglichkeit der Anschlusskontakte 22, 32 ist im Zusammenhang mit 2 noch einmal näher beschrieben.
Wird das jeweilige Batteriemodul 301, 302, nun wie zuvor beschrieben, in dem Anbringvorgang in der Kontaktierungsrichtung K an dem Unterboden 11 mechanisch angebracht, erfolgt dabei automatisch auch eine elektrische Kontaktierung des jeweiligen ersten und zweiten Anschlusskontakts 22, 32. Durch die einfädeln oder auffädeln des jeweiligen Batteriemoduls auf die zugeordneten Positionierungselemente 211 kann nämlich besonders einfach ein anstecken oder einstecken der beiden Anschlusskontakte 22, 32 erfolgen. Es wird also eine vertikale elektrische Kontaktierung des jeweiligen Batteriemoduls 301, 302 an dem Unterboden 11 realisiert.
Mittels den derart ausgestalten Montageeinrichtungen 201, 202, können die jeweiligen Batteriemodule 301, 302 der Antriebsbatterie 30 somit einzeln oder separat elektrisch und mechanisch an der Fahrzeugkarosserie angebracht oder angeschlossen werden.
Um an dem Unterboden 11 eine Einbaufläche für die Antriebsbatterie 30 beziehungsweise die Batteriemodule 301, 302 zu begrenzen und gleichzeitig eine Abdeckung für die Batteriemodule 301, 302 bereitzustellen, ist in dem Unterboden 11, wie aus 1 ersichtlich, eine wannenförmige Aussparung oder Vertiefung 12 eingearbeitet. Bei der Vertiefung 12 handelt es sich somit insbesondere um eine Vertiefung, die sich ausgehend von dem Unterboden 11 in Fahrzeughochrichtung, welche insbesondere der vorliegenden Kontaktierungsrichtung K entspricht, erstreckt. Innerhalb dieser Vertiefung 12 sind die Montageeinrichtungen 201, 202 für die jeweiligen Batteriemodule 301, 302 ausgebildet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in 1 ist die Vertiefung 12 dabei derart ausgestaltet, dass sie für die Batteriemodule 301, 302 in dem eingebauten Zustand, also in der Betriebsposition, einen Deckel und Seitenwände für eine Abdeckung der Antriebsbatterie 30 bereitstellt. Somit sind die Batteriemodule 301, 302 in dem eingebauten Zustand von allen Seiten außer von unten, also einer dem Unterboden abgewandten Seitenfläche der Batteriemodule 301, 302 abgedeckt. In 3 ist die Vertiefung 12 zur besseren Übersicht noch einmal aus einer Seitansicht dargestellt.
Um die eingebauten Batteriemodule 301, 302 nun auch von unten abzudecken, umfasst die Fahrzeugkarosserie 10 schließlich zur Abdeckung noch eine Abdeckvorrichtung 23, die vorliegend als Bodenplatte ausgebildet ist. Die Bodenplatte der ist dabei zum reversiblen Verbinden an die Fahrzeugkarosserie 10 an dem Unterboden 11 anbringbar. Zum Beispiel kann die Bodenplatte an den Unterboden 11 der Fahrzeugkarosserie 10 angeschraubt werden. Durch die derart ausgestaltete Abdeckung für die Batteriemodule 301, 302 kann die Antriebsbatterie 30 somit effektiv von der Umwelt, also beispielsweise gegen Nässe und Schmutz oder Staub, abgedichtet oder abgeschirmt werden.
Alternativ zu der in 1 dargestellten Abdeckung kann natürlich auch eine andere Abdeckungsmöglichkeit für die Batteriemodule 301, 302 umgesetzt sein. Zum Beispiel kann an dem Unterboden 11 ein Rahmen, welcher Seitenwände für die Batteriemodule 301, 302 bildet (siehe 4), integriert, also zum Beispiel angeschweißt werden. Alternativ ist auch eine wannenförmige Ausbildung der Abdeckvorrichtung 23, also der Bodenplatte, denkbar.
Durch die Abdeckung derart realisierte Abdeckung ergibt sich der Vorteil, dass auf einen zusätzlichen Batteriemontagekasten, durch welchen die Batteriemodule üblicherweise gemeinsam gehalten und elektrisch aneinander angeschlossen sind, verzichtet werden kann. Zudem können durch das separate Anbringen, die Batteriemodule 301, 302 im Servicefall einzeln und somit besonders einfach ausgetauscht und damit Kosten eingespart werden. Dadurch ergibt sich insbesondere eine Gewichtsreduktion der Antriebsbatterie 30 im eingebauten Zustand, sodass ein Crashverhalten des Elektrofahrzeugs optimiert und Betriebskosten zum Betreiben des Elektrofahrzeugs reduziert sind.
Im Zusammenhang mit dem zuvor beschriebenen elektrischen Anschließen des jeweiligen Batteriemoduls 301, 302 ist in 2 eine vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeit für den jeweiligen ersten Anschlusskontakt 22 und den jeweiligen zweiten Anschlusskontakt 32 dargestellt. In 2 sind der erste Anschlusskontakt 22 und der jeweilige zweite Anschlusskontakt 32 insbesondere in einer seitlichen Schnittbildansicht dargestellt.
Vorliegend umfasst der erste Anschlusskontakt 22, welcher als Teil der Fahrzeugkarosserie 10 an dem Unterboden 11 angebracht ist, zum elektrischen Verbinden mit dem zweiten Anschlusskontakt 32 ein Kontaktschwert 211 und zum elektrischen Anschließen an ein Bordnetz des Elektrofahrzeugs eine Anschlussleitung oder Stromschiene 222. Das Kontaktschwert 211 ist dabei senkrecht zu dem Unterboden 11 aus der flächig am Unterboden angeordneten Stromschiene 222 herausragend angeordnet. Korrespondierend zu dem Kontaktschwert 221 umfasst der zweite Anschlusskontakt 32 des jeweiligen Batteriemoduls 301, 302 eine Kontaktfeder 321. Diese Kontaktfeder umfasst vorliegend zwei Federelemente, zwischen welchen beim Kontaktieren des ersten Anschlusskontakts 22 und des zweiten Anschlusskontakts 32 in der Kontaktierungsrichtung K das Kontaktschwert 221 eingeklemmt werden kann. Durch das Einklemmen wird dabei eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem jeweiligen Batteriemodul 301, 302 und der Stromschiene 222 hergestellt. Eine elektrische Verschaltung der Batteriemodule 301, 302 untereinander zum Bilden der Antriebsbatterie wird bevorzugt durch das Bordnetz des Elektrofahrzeugs realisiert. Dazu kann das Bordnetz in einer entsprechenden Verkabelung, also mit entsprechenden Anschlussleitungen, an die jeweilige Stromschiene 222 angeschlossen werden.
Alternativ zu der in 2 gezeigten Ausgestaltung ist es auch möglich, dass aus einer Stromschiene 222 zum Anschließen von mehreren unterschiedlichen Batteriemodulen 301, 302 für jedes anzuschließende Batteriemodul 301, 302 ein separates Kontaktschwert 221 herausgeführt ist.
3 und 4 zeigen schließlich in einer seitlichen Schnittbilddarstellung nun noch einmal unterschiedliche Ausgestaltungsmöglichkeiten, wie die Abdeckung für die Batteriemodule 301, 302 mittels durch Nutzen der Fahrzeugkarosserie 10 beispielhaft realisiert sein kann.
In 3 ist dazu beispielhaft die zuvor zu 1 beschriebene Ausgestaltungsmöglichkeit der Abdeckung durch die wannenförmige Vertiefung 12 in dem Unterboden 11 dargestellt. Die wannenförmige Vertiefung 12 weist dabei im Wesentlichen eine Rechteckform auf und bildet dabei die vorgenannte Einbaufläche E für die Batteriemodule 301, 302.
Im Gegensatz dazu ist die Einbaufläche E und Abdeckung der Batteriemodule gemäß 4 durch das Anbringen oder Ausbilden von mehreren Seitenwänden 13 an einer durch den Unterboden 11 gebildeten Fläche umgesetzt. Wie in 4 dargestellt, sind die Seitenwände dabei als ein Gesamtteil mit der Karosserie 11 ausgebildet. Das heißt, die Fahrzeugkarosserie 10 kann gemeinsam mit den Seitenwänden 13 vergossen werden. Alternativ wäre natürlich auch ein Anschweißen oder eine andere Art von stoffschlüssigem Anbringen der Seitenwände 13 an dem Unterboden 11 der Fahrzeugkarosserie 10 denkbar.
Insgesamt zeigen die Beispiele somit eine Zellmodulmontage an die Fahrzeugkarosserie 10 und eine Integration eines Batterierahmens oder Batteriemontagekastens an die Fahrzeugkarosserie. Dabei ist ein Rahmen oder ein Gehäuse für die Antriebsbatterie 30 direkt in die Fahrzeugstruktur, also die Fahrzeugkarosserie 10, integriert und wird damit als ein Gesamtteil der Fahrzeugstruktur entwickelt und hergestellt. Im eingebauten Zustand wird die Antriebsbatterie, welche auch als Hochvolt-Batterie bezeichnet werden kann, die üblich zwischen den Achsen des Elektrofahrzeugs lokalisiert. Dabei werden die einzelnen Batteriemodule 301, 302 der Fahrzeugbatterie in einer Fahrzeugmontagelinie, also beim Anbringen der Antriebsbatterie an die Karosserie, einzeln angebracht, zum Beispiel angeschraubt. Sobald alle Batteriemodule 301, 302 angebracht sind, wird der Raum, in dem sich die Module befinden, also die vorgenannte Einbaufläche E durch eine Bodenplatte, also die zuvor beschriebene Abdeckvorrichtung 23, verschlossen und damit von der Umwelt abgedichtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002362261 A [0003]
DE 102010022876 A1 [0004]
CN 107696844 A [0005]

Claims

Fahrzeugkarosserie (10) mit einer an einem Unterboden (11) angeordneten Befestigungsvorrichtung (20) zum Anbringen einer Antriebsbatterie (30) mit wenigstens zwei Batteriemodulen (301, 302) für das Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung (20) für jedes der Batteriemodule (301, 302) jeweils eine Montageeinrichtung (201, 202) umfasst, welche einerseits dazu eingerichtet ist, das jeweilige Batteriemodul (301, 302) entgegen einer Wirkrichtung dessen jeweiliger Gewichtskraft einzeln an dem Unterboden (11) der Fahrzeugkarosserie (10) mechanisch zu fixieren und anderseits dazu eingerichtet ist, an dem Unterboden (11) eine elektrische Kontaktierung für das jeweilige Batteriemodul (301, 302) zum Anschließen an ein Bordnetz des Fahrzeugs bereitzustellen, wobei die jeweilige Montageeinrichtung (201, 202) dafür jeweils einen an dem Unterboden (11) angebrachten ersten Anschlusskontakt (22) aufweist, der dazu eingerichtet ist, in einem Anbringvorgang bei Kontaktieren mit einem von dem jeweiligen Batteriemodul (301, 302) umfassten zweiten Anschlusskontakt (32) aus einer senkrecht zu dem Unterboden (11) verlaufenden Kontaktierungsrichtung (K), das jeweilige Batteriemodul (301, 302) einzeln an dem Unterboden (11) der Fahrzeugkarosserie (10) elektrisch anzuschließen.
Fahrzeugkarosserie (10) nach Anspruch 1, wobei die jeweilige Montageeinrichtung (201, 202) für das mechanische Fixieren des jeweiligen Batteriemoduls (301, 302) an dem Unterboden (11) jeweils eine erste Fixiereinheit (21) mit zumindest einem in den Unterboden (11) integrierten Positionierungselement (211) und zumindest einem zugeordneten, reversibel mit dem Positionierungselement (211) verbindbaren Halteelement (212) umfasst, wobei das zumindest eine Positionierungselement (211) ausgebildet ist, das jeweilige Batteriemodul (301, 302) in dem Anbringvorgang bei Anbringen aus der senkrecht zu dem Unterboden (11) verlaufenden Kontaktierungsrichtung (K) in eine bestimmungsgemäße Betriebsposition zu führen, und das zugeordnete Halteelement (212) ausgebildet ist, im verbundenen Zustand mit dem Positionierungselement (211) das jeweilige Batteriemodul (301, 302) im angebrachten Zustand in der bestimmungsgemäßen Betriebsposition zu halten.
Fahrzeugkarosserie (10) nach Anspruch 2, wobei das zumindest eine Positionierungselement (211) als senkrecht von dem Unterboden (11) abragende Stange mit einem ersten Gewinde ausgebildet ist, und das zugeordnete Halteelement (212) als Befestigungsmittel mit einem zu dem ersten Gewinde korrespondierenden zweiten Gewinde ausgebildet ist, welches zum Halten des jeweiligen Batteriemoduls (301, 302) eine Stützfläche bereitstellt.
Fahrzeugkarosserie (10) nach Anspruch 2, wobei das zumindest eine Positionierungselement (211) als Gewindebohrung mit einem ersten Gewinde in dem Unterboden (11) eingearbeitet ist und das zugeordnete Halteelement (212) als Befestigungsmittel mit einem zu dem ersten Gewinde korrespondierenden zweiten Gewinde ausgebildet ist, welches zum Halten des jeweiligen Batteriemoduls (301, 302) eine Stützfläche bereitstellt.
Fahrzeugkarosserie (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4 wobei die erste Fixiereinheit (21) für das mechanische Fixieren des jeweiligen Batteriemoduls (301, 302) an dem Unterboden (11) ausgebildet ist, in einer Durchsteckmontage mit einer von dem jeweiligen Batteriemodul (301, 302) umfassten zweiten Fixiereinheit (21) zusammenzuwirken.
Fahrzeugkarosserie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Unterboden (11) eine wannenförmige Aussparung (12) umfasst, welche eine Einbaufläche für die wenigstens zwei Batteriemodule (301, 302) begrenzt.
Fahrzeugkarosserie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem Unterboden (11) wenigstens eine Seitenwand (13) zum Bilden eines Gehäuses für die wenigstens zwei Batteriemodule (301, 302) angebracht ist.
Fahrzeugkarosserie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fahrzeugkarosserie (10) für eine Abdeckung der wenigstens zwei Batteriemodule (301, 302) in der jeweiligen Betriebsposition eine mit dem Unterboden (11) zum reversiblen Verbinden ausgebildete Abdeckvorrichtung (23) umfasst.
Fahrzeugkarosserie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Anschlusskontakt (22) als Kontaktschwert (221) ausgebildet ist, welches in dem angeschlossenen Zustand eine Steckverbindung mit dem als Kontaktfeder (321) ausgebildeten zweiten Anschlusskontakt (32) des jeweiligen Batteriemoduls (301, 302) ausbildet.
Verfahren zum Anbringen einer Antriebsbatterie (30) mit wenigstens zwei Batteriemodulen (301, 302) mittels einer Befestigungsvorrichtung (20) an einem Unterboden (11) einer Fahrzeugkarosserie (10) eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Montageeinrichtung (201, 202) der Befestigungsvorrichtung (20) einerseits jedes der Batteriemodule (301, 302) entgegen einer Wirkrichtung dessen jeweiliger Gewichtskraft einzeln an dem Unterboden (11) der Fahrzeugkarosserie (10) mechanisch fixiert wird, und anderseits an dem Unterboden (11) eine elektrische Kontaktierung für das jeweilige Batteriemodul (301, 302) zum Anschließen an ein Bordnetz des Fahrzeugs bereitgestellt wird, wobei dafür ein jeweils an dem Unterboden (11) angebrachter erster Anschlusskontakt (22) der jeweiligen Montageeinrichtung (201, 202) in einem Anbringvorgang aus einer senkrecht zu dem Unterboden (11) verlaufenden Kontaktierungsrichtung (K) mit einem von dem jeweiligen Batteriemodul (301, 302) umfassten zweiten Anschlusskontakt (32) kontaktiert wird und dadurch das jeweilige Batteriemodul (301, 302) einzeln an dem Unterboden (11) der Fahrzeugkarosserie (10) elektrisch angeschlossen wird.