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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung für ein Kraftfahrzeug zum Befestigen eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil, wobei die Befestigungsanordnung das erste und zweite Bauteil umfasst, wobei das erste Bauteil in Bezug auf eine definierte Ebene eine Vertiefung aufweist, wobei das zweite Bauteil einen Steg aufweist, der sich in eine Richtung erstreckt, die zumindest zum Teil senkrecht zur definierten Ebene verläuft, und wobei der Steg zumindest zum Teil in der Vertiefung angeordnet ist und mit der Vertiefung mittels eines Haftmittels zwischen dem Steg und der Vertiefung verbunden ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Batteriegehäuse für eine Hochvolt-Batterie eines Kraftfahrzeugs und ein Verfahren zum Befestigen eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil.
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Befestigungsanordnungen zur Befestigung zweier Bauteile aneinander sind in vielzähligen Ausprägungen aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise beschreibt die
WO 2019/057678 A1 ein Wärmeübertragungselement für eine Temperiervorrichtung für eine Fahrzeugbatterie, insbesondere eines E-Fahrzeugs, welche ein hohlprofilartiges Element mit rechteckigem Querschnitt aufweist, welches von Kühlmittel durchströmbar ist. Weiterhin umfasst das Wärmeübertragungselement an einem offenen Ende ein Abschlusselement aus Kunststoff, welches zum Schließen über einen Kantenbereich des hohlprofilartigen Elements aufgeschoben wird. Zu diesem Zweck umfasst das Abschlusselement eine umlaufende Nut, in welche der Kantenbereich des hohlprofilartigen Elements aufgenommen ist. In dieser Nut kann weiterhin ein Klebstoff oder ein Dichtelement vorgesehen sein.
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Weiterhin beschreibt die
EP 3 599 007 A1 eine Filteranordnung mit Geldichtung als Innenraumluftfilter. Zwischen einem Filterelement und einem Gehäuse ist dabei eine umlaufende Geldichtung angeordnet, die der Abdichtung des Filterelements gegenüber dem Gehäuse dient und als Gelkanal ausgeführt ist. Weiterhin beschreibt die
EP 2 149 405 B1 eine Haube einer Luftkonditionierungseinrichtung für Reinräume mit Verbindungselement für Deckel und Filter, wobei dieses Verbindungselement eine ähnliche Geldichtung aufweist.
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Die beschriebenen Geldichtungen erfüllen dabei lediglich den Zweck, eine Abdichtung bereitzustellen, und dienen dabei nicht der Befestigung. Im Gegenteil, diese sind so ausgeführt, dass die über eine solche Geldichtung gekoppelten Bauteile wieder zerstörungsfrei voneinander lösbar sind. Die hierzu verwendeten Gele härten also im Gegensatz zum Beispiel zu Klebstoffen nicht aus und stellen keine haftende Verbindung her.
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Die oben beschriebene Befestigungsanordnung des Wärmeübertragungselements ermöglicht zwar eine mechanische Befestigung des Abschlusselements am hohlprofilartigen Element bei gleichzeitiger Abdichtung, nichtsdestoweniger ist eine solche Verbindung nicht sonderlich belastbar. Für den dort beschriebenen Verwendungszweck in einem Wärmeübertragungselement muss eine solche Verbindung auch keinen sonderlich hohen Belastungen standhalten. Es gibt jedoch vielzählige Anbindungsmöglichkeiten für Befestigungsanordnungen, die deutlich höheren Anforderungen standhalten müssen. Gerade bei der Bereitstellung von Batteriegehäusen für Hochvolt-Batterien kommen hochbelastbare Verbindungen zwischen den Wänden eines solchen Batteriegehäuses oder Trennstegen eines solchen Batteriegehäuses, die einzelne Modulaufnahmebereiche voneinander separieren, und einem Gehäuseboden zum Einsatz. Ein solcher Gehäuseboden stellt oftmals gleichzeitig eine Kühleinrichtung bereit und ist entsprechend von einem Kühlmedium durchströmbar. Typischerweise werden die Seitenwände des Batteriegehäuses sowie die genannten Trennstege auf diesem Gehäuseboden verschraubt. Diese Trennstege stabilisieren dabei den Rahmen, das heißt die Seitenwände des Batteriegehäuses, und sind zudem tragend in Bezug auf den Kühlboden ausgeführt. Der Rahmen ist in der Regel an der Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigt. Der Kühlboden selbst ist nicht mit der Karosserie gekoppelt, sondern lediglich am Rahmen des Batteriegehäuses sowie an den Trennstegen befestigt. Da in ein solches Batteriegehäuse auf dem Kühlboden in der Regel mehrere Batteriemodule zur Bildung einer Hochvolt-Batterie eingesetzt werden, müssen die Verbindungen zwischen den Trennstegen beziehungsweise den den Rahmen bildenden Wänden des Batteriegehäuses und dem Kühlboden hohen Belastungen standhalten können. Gleichzeitig sollten solche Verbindungen aber auch dicht sein, um ein Eindringen von Wasser von außen zu verhindern, sowie eine Verteilung von Flüssigkeit zwischen den Modulen im Falle eines Auslaufens einer Komponente zu verhindern. Aufgrund der hohen Anforderungen an die Belastbarkeit dieser Verbindungen sind oben beschriebene Konstruktionen aus dem Stand der Technik nicht geeignet.
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Bislang wurden die beschriebenen Seitenwände und Trennstege auf den Kühlboden aufgeschraubt. Zusätzlich wurde ein Klebstoff zwischen den Unterseiten der Trennstege, die dem Kühlboden zugewandt sind, sowie auch zwischen den entsprechenden Unterseiten der Seitenwände und dem Kühlboden aufgetragen und verdrückt. Durch diesen Klebstoff wurde dadurch gleichzeitig eine breite Abdichtnaht bereitgestellt. Um dabei die Dichtfunktion zu gewährleisten, ist eine bestimmte Breite der Anlageflächen der Bauteile zueinander erforderlich. Außerdem darf kein Klebstoff in die Verbindungsstellen für die Verschraubung gelangen, sodass hierdurch auch zusätzlich ein gewisser Mindestabstand eingehalten werden muss. Damit beanspruchen solche hochbelastbaren Verbindungen viel Bauraum.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Befestigungsanordnung, ein Batteriegehäuse und ein Verfahren bereitzustellen, welche es ermöglichen, dass eine Verbindung zwischen zwei Bauteilen einerseits möglichst hohen Belastungen standhalten kann, sowie andererseits dennoch möglichst dicht und bauraumeffizient ausgestaltet werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Befestigungsanordnung, ein Batteriegehäuse und ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
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Eine erfindungsgemäße Befestigungsanordnung für ein Kraftfahrzeug zum Befestigen eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil weist dabei das erste und das zweite Bauteil auf, wobei das erste Bauteil in Bezug auf eine definierte Ebene eine erste Vertiefung aufweist, wobei das zweite Bauteil einen ersten Steg aufweist, der sich in eine Richtung erstreckt, die zumindest zum Teil senkrecht zur definierten Ebene verläuft, und wobei der erste Steg zumindest zum Teil in der ersten Vertiefung angeordnet ist und in der ersten Vertiefung mittels eines Haftmittels befestigt ist. Darüber hinaus weist das erste Bauteil eine erste Anlagefläche auf, die in einem von der ersten Vertiefung verschiedenen Bereich des ersten Bauteils außerhalb der ersten Vertiefung angeordnet ist, und das zweite Bauteil weist eine von dem ersten Steg verschiedene zweite Anlagefläche auf, wobei die erste und zweite Anlagefläche aneinander anliegen.
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Das Vorsehen zweier solcher aneinander anliegender Anlageflächen, die insbesondere von der Steg-Vertiefungs-Einheit, d.h. der Anordnung des zumindest einen Teils des ersten Stegs in der ersten Vertiefung, räumlich separiert sind, haben dabei gleich mehrere Vorteile: Dadurch, dass die betreffenden Anlageflächen aneinander anliegen, kann ein Kraftübertrag über diese Anlageflächen erfolgen. Die Anlageflächen können durch entsprechende Teilstücke der jeweiligen Bauteile bereitgestellt sein, die dann entsprechend robust und tragfähig ausgebildet werden können, um den Anforderungen einer hochbelastbaren Verbindung gerecht zu werden. Die Steg-Vertiefungs-Einheit bleibt davon unberührt und muss daher selbst keine hohen Kräfte aufnehmen können bzw. überhaupt keine Kräfte aufnehmen können. Die Steg-Vertiefungs-Einheit kann entsprechend lediglich die Aufgabe einer bauraumeffizienten Abdichtung übernehmen. Ein weiterer großer Vorteil dieser von der Steg-Vertiefungs-Einheit separierten Anlageflächen besteht zudem noch darin, dass hier ausreichend Bauraum zur Verfügung steht, um zusätzliche Verbindungsmittel, wie zum Beispiel eine Schraubverbindung, vorzusehen. Dies verleiht der Befestigung des ersten und zweiten Bauteils noch mehr Stabilität, sodass hier auf einfache Weise die Belastbarkeit der Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Bauteil weiter gesteigert werden kann. Ein zusätzliches Befestigungsmittel muss aber nicht notwendigerweise vorgesehen sein. Es kann auch lediglich vorgesehen sein, dass ein Bauteil das andere lediglich durch Auflegen dieser Anlageflächen aufeinander abstützt. Durch das Vorsehen dieser aneinander anliegenden Anlageflächen kann also auf einfache Weise eine hochbelastbare Verbindung zwischen den Bauteilen bereitgestellt werden. Ein weiterer großer Vorteil der Erfindung besteht zudem darin, dass zur Bereitstellung der Abdichtfunktion die genannte Steg-Vertiefungs-Einheit genutzt wird. Statt nun nur diese beiden Anlageflächen an sich miteinander zu verkleben, ist nunmehr an einem der beiden Bauteile, nämlich dem ersten Bauteil, die erste Vertiefung vorgesehen, und am anderen Bauteil der korrespondierender erste Steg, der zumindest zum Teil in der ersten Vertiefung angeordnet ist, und der insbesondere in der ersten Vertiefung mittels eines Haftmittels, wie zum Beispiel ein Klebstoff und/oder Dichtstoff, befestigt ist. Um eine hinreichend große Dichtigkeit zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn die Klebeflächen ausreichend groß dimensioniert sind. Anstatt nunmehr diese Klebeflächen in die Breite, d.h. in der definierten Ebene, vorzusehen, was vor allem für den vorliegenden bevorzugten Anwendungsfall in einem Batteriegehäuse für eine HV-Batterie sehr viel Bauraum erfordert, wird diese große Klebefläche vorliegend in die Tiefe, d.h. senkrecht zur definierten Ebene, bereitgestellt. Dadurch kann gerade Bauraum in der oben genannten definierten Ebene eingespart werden. Betrachtet man den bevorzugten Anwendungsfall in einem Batteriegehäuse, so würde sich diese definierte Ebene parallel zum Gehäuseboden beziehungsweise Kühlboden erstrecken. Durch die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung wird es beispielsweise ermöglicht, nunmehr die Seitenwände oder Trennstege des Batteriegehäuses deutlich schmaler auszubilden, wodurch deutlich mehr Bauraum für Batteriemodule zur Verfügung steht. Wenngleich dies mehr Bauraum senkrecht zur definierten Ebene, das heißt im vorliegenden Anwendungsbeispiel senkrecht zum Kühlboden, erfordert, so steht gerade in diese Richtung ausreichend Bauraum zur Verfügung. So lässt sich insgesamt eine Befestigungsanordnung bereitstellen, die einerseits eine hochbelastbare und dichte Verbindung bereitstellt, und die andererseits zusätzlich besonders bauraumeffizient ist.
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Unter einer Vertiefung in Bezug auf eine definierte Ebene ist dabei eine Vertiefung zu verstehen, die gegenüber dieser Ebene vertieft ist. Eine Vertiefung kann beispielsweise durch eine Aussparung, Einkerbung, Mulde oder eine Nut bereitgestellt sein. Weiterhin stellt der erste Steg ein hervorstehendes Bauteil dar. Insbesondere ist dieser erste Steg mit einem Ende am Rest des zweiten Bauteils angeordnet und das andere gegenüberliegende Ende des Stegs stellt gewissermaßen ein offenes Ende dar, das in der ersten Vertiefung angeordnet und in der ersten Vertiefung mit dem ersten Bauteil z.B. verklebt ist. Vorzugsweise erstreckt sich der erste Steg in der Richtung, in der er gegenüber einem restlichen Teil des zweiten Bauteils hervorsteht, senkrecht zur definierten Ebene. In dieser Richtung, in welcher der erste Steg gegenüber einem restlichen Teil des zweiten Bauteils hervorsteht, ist insbesondere eine Höhe des Stegs definiert. Durch die Formulierung, dass dieser Steg sich in eine Richtung erstreckt, die zumindest zum Teil senkrecht zur definierten Ebene verläuft, soll ausgedrückt werden, dass auch kleine Abweichungen von einer solchen Senkrechten zulässig sind. Der Steg kann also prinzipiell auch schräg in die Vertiefung hineinstehen. Der größte Bauraumvorteil in Bezug auf die definierte Ebene lässt sich jedoch erzielen, wenn der Steg senkrecht zu dieser definierten Ebene ausgebildet ist. Weiterhin kann dieser Steg langestreckt ausgebildet sein. In diesem Fall erstreckt dieser sich in seiner Länge parallel zur definierten Ebene. Seine Länge ist dann insbesondere größer als seine Höhe, die sich zumindest zum Teil senkrecht zur definierten Ebene erstreckt, und stellt insbesondere auch die größte Abmessung des Stegs dar. Ein langgestreckter erste Steg und eine korrespondierende Vertiefung ist von Vorteil, wenn eine Abdichtung über eine grö-ßere Länge hinweg bereitgestellt werden soll. Das Haftmittel kann so in die Vertiefung eingebracht sein, dass dieses den Teil des Stegs, der sich innerhalb der Vertiefung befindet, zumindest zum Großteil, bevorzugt fast vollständig, umgibt und sich damit zwischen dem Steg und der Vertiefung beziehungsweise einer Innenfläche der Vertiefung befindet.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das erste und das zweite Bauteil jeweils aus metallischem Material gebildet sind. Dabei müssen das erste und das zweite Bauteil nicht notwendigerweise aus dem gleichen Material gebildet sein. Gerade wenn das erste und das zweite Bauteil aus Metall oder einer Legierung sind, lässt sich eine besonders belastbare Verbindung bereitstellen. Gerade hierdurch lässt sich auch die nötige Stabilität, die zum Beispiel im Falle eines Batteriegehäuses erforderlich ist, bereitstellen. Grundsätzlich lässt sich die beschriebene Befestigungsanordnung aber auch für Bauteile aus jedem beliebigen Material umsetzen. Auch sind weitaus mehr Anwendungsmöglichkeiten denkbar, als die im Rahmen der Erfindung beschriebenen. Insbesondere eignet sich die Befestigungsanordnung nicht nur für Batteriegehäuse, sondern auch für diverse andere Komponenten in einem Kraftfahrzeug, für welche eine hochbelastbare, dichte Verbindung, die zumindest in einer Ebene bauraumsparend ist, wünschenswert wäre. Auch Anwendungsmöglichkeiten außerhalb des Kraftfahrzeugbereichs sind ebenso denkbar.
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Die Anlageflächen können grundsätzlich mit einer beliebigen Geometrie ausgebildet sein, solange diese aneinander anlegbar sind. Entsprechend ist es von Vorteil, wenn die beiden Anlageflächen eine gleiche Geometrie, insbesondere Oberflächengeometrie, aufweisen, damit die Anlageflächen nicht nur punktuell aneinander anliegen, sondern flächig miteinander in Kontakt gebracht werden können. Mit anderen Worten ist es bevorzugt, dass die beiden Anlageflächen derart aneinander anliegen, dass die erste und zweite Anlagefläche vollständig miteinander in Kontakt sind. Am einfachsten lässt sich dies beispielsweise bewerkstelligen, indem die erste und zweite Anlagefläche eben ausgebildet sind.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Befestigungsanordnung mindestens ein Befestigungsmittel auf, welches im Bereich der ersten und zweiten Anlagefläche angeordnet ist und die erste Anlagefläche an der zweiten Anlagefläche befestigt. Durch ein solches Befestigungsmittel kann der Anordnung zusätzlich Stabilität verliehen werden. Auch kann durch ein solches Befestigungsmittel ein Verrutschen der Bauteile gegeneinander verhindert werden. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Befestigungsanordnung in einer Vorrichtung oder Einrichtung zum Einsatz kommen soll, welche beispielsweise bewegt ist, wie dies zum Beispiel für ein Batteriegehäuse in einem sich bewegenden Kraftfahrzeug der Fall ist. Zudem ermöglicht dies, das obere der beiden Bauteile als tragendes Bauteil auszuführen, welches das untere der beiden Bauteile aus erstem und zweitem Bauteil trägt. Ein solches Befestigungsmittel gewährleistet dann entsprechend, dass das untere Bauteil nicht vom oberen Bauteil abfällt. Durch ein solches Befestigungsmittel ist also deutlich mehr Flexibilität hinsichtlich der Einsatzmöglichkeiten der Befestigungsanordnung bereitgestellt.
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Das Befestigungsmittel kann im Allgemeinen als wieder lösbares oder auch nicht zerstörungsfrei lösbares Befestigungsmittel ausgeführt sein. Ein nicht zerstörungsfrei lösbares Befestigungsmittel stellt beispielsweise eine Schweißverbindung dar. Lösbare Befestigungsmittel können beispielsweise eine Schraube, ein Bolzen, eine Niete, ein Stift oder ähnliches darstellen. Besonders bevorzugt ist eine Schraubverbindung, da diese wieder lösbar ist und damit ein hohes Maß an Flexibilität sowie eine besonders hohe Stabilität bereitstellt. Zu diesem Zweck können die beiden Bauteile mit entsprechenden Schraublöchern in den jeweiligen Anlageflächen versehen sein, durch welche eine Schraube oder ein Bolzen durchführbar ist und auf der anderen Seite zum Beispiel mit einer Mutter festschraubbar ist. Besonders vorteilhaft ist es entsprechend auch, wenn die jeweilige erste und zweite Anlagefläche jeweilige Durchgangslöcher aufweisen, welche in ihren Positionen korrespondierend angeordnet ist, sodass eine Schraube oder ein Bolzen durch die beiden Durchgangslöcher gleichzeitig durchführbar ist. Hierbei müssen die Schraube oder der Bolzen können zwar, müssen aber nicht notwendigerweise Teil der Befestigungsanordnung sein. Das Vorsehen von solchen Durchgangslöchern ermöglicht beispielsweise auch erst ein nachträgliches Verschrauben.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die erste Vertiefung senkrecht zur definierten Ebene weiter in die Tiefe als der erste Steg, sodass ein offenes Ende des ersten Stegs, welches der ersten Vertiefung zugewandt ist, von einer durch die erste Vertiefung bereitgestellten und dem Ende des ersten Stegs zugewandten Innenfläche einen von Null verschiedenen Abstand aufweist. Mit anderen Worten berührt der Steg die Innenfläche der Vertiefung nicht. Auch dies hat gleich mehrere Vorteile. Zum einen kann sich hierdurch das Haftmittel, wie zum Beispiel der Klebstoff, besser zwischen dem Steg und der Vertiefung verteilen. Zusätzlich kann es hierdurch vermieden werden, dass es zu Spannungen zwischen dem ersten und zweiten Bauteil im Bereich dieser Steg-Vertiefungs-Einheit kommt. Sind zudem der Steg und die Vertiefung aus unterschiedlichen metallischen Materialien gebildet, so kann hierdurch unter Umständen Korrosion durch den Kontakt zweier unterschiedlicher Metalle vermieden werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Haftmittel in Bezug auf eine senkrecht zur definierten Ebene verlaufende Richtung unterhalb der definierten Ebene in der ersten Vertiefung angeordnet und die erste und zweite Anlagefläche sind in der definierten Ebene und/oder oberhalb der definierten Ebene angeordnet. Mit anderen Worten sind das Haftmittel einerseits und die erste und zweite Anlagefläche andererseits auf unterschiedlichen Seiten der definierten Ebene angeordnet. Auch dies hat wiederum mehrere Vorteile. Diese zeigen sich vor allem dann, wenn an den beiden Anlageflächen das mindestens eine Befestigungsmittel angeordnet werden soll beziehungsweise vorgesehen werden soll. Denn, wie eingangs beschrieben, sollen beispielsweise Schraublöcher frei von Klebstoff gehalten werden. Dadurch, dass die Vertiefung mit dem Haftmittel einerseits und die beiden Anlageflächen, an welchen ein Befestigungsmittel vorgesehen werden kann und in welchen beispielsweise Schraublöcher vorgesehen werden können, sich auf unterschiedlichen Seiten der definierten Ebene befinden, kann deutlich einfacher gewährleistet werden, dass nichts von dem Haftmittel auf die Anlageflächen und damit in den Bereich des Befestigungsmittels gelangt. Insbesondere kann dies zum Beispiel auf einfache Weise dadurch gewährleistet werden, indem die Vertiefung hinreichend tief ausgebildet wird.
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Es muss also auch kein Sicherheitsabstand in der definierten Ebene zwischen der Vertiefung und dem Befestigungsmittel vorgesehen werden, um eine solche Verschmutzung des Befestigungsmittels oder von Schraublöchern zu vermeiden, wodurch wiederum Bauraum in der definierten Ebene eingespart werden kann. Ein weiterer besonders großer Vorteil dieser Ausgestaltung besteht jedoch gerade darin, dass sich das Haftmittel, wie beispielsweise ein Kleber, nicht in der Verbindungsebene, die durch die beiden Anlageflächen bereitgestellt ist, befindet. Würden beispielsweise zwei Flächen, die über eine Schraubverbindung miteinander verbunden sind, zusätzlich miteinander verklebt werden, so führt dies üblicherweise dazu, dass sich diese Verbindung nach Aushärten des Klebstoffs lockert und zumindest nachgezogen werden muss, da sich beim Aushärten des Klebstoffs dessen Volumen etwas ändert, insbesondere verringert. Diese Problematik kann nun vollkommen eliminiert werden, da sich in der Verbindungsebene, über welche die Schraubverbindung realisiert werden kann und die durch die Anlageflächen bereitgestellt ist, kein Klebstoff, insbesondere kein Haftmittel, befindet. Dadurch lassen sich also Schraubverbindungen deutlich zuverlässiger realisieren, ohne insbesondere in nachfolgenden Kontrollschritten solche Befestigungen nochmal überprüfen oder korrigieren zu müssen. Auch dadurch lassen sich wiederum Zeit und Kosten einsparen und eine umso stabilere Verbindung herstellen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das erste Bauteil eine zweite Vertiefung auf, wobei die erste und die zweite Vertiefung als jeweilige erste und zweite Nut ausgebildet sind, die sich in eine Tiefe senkrecht zur definierten Ebene erstrecken und nebeneinander in einem Abstand in einer Längserstreckungsrichtung, insbesondere parallel zueinander, und senkrecht zur Tiefe verlaufen, wobei das zweite Bauteil einen zweiten Steg aufweist, der zumindest zum Teil in der zweiten Vertiefung angeordnet ist und in dieser mittels eines Haftmittels befestigt ist, wobei sich die erste Anlagefläche zwischen dem ersten und zweiten Steg befindet und die zweite Anlagefläche zwischen der ersten und zweiten Nut befindet. Eine derartige Anordnung ist vor allem beim eingangs beschriebenen Anwendungsfall in einem Batteriegehäuse besonders von Vorteil. Durch die sich in der Längserstreckungsrichtung erstreckenden Nuten und korrespondierenden Stege kann somit entlang einer kompletten Linie eine vollständige Abdichtung und gleichzeitige Befestigung zweier Bauteile aneinander realisiert werden. Diese Nuten und korrespondierenden Stege können beispielsweise entlang der eingangs beschriebenen Trennstege und/oder Seitenwände des Batteriegehäuses verlaufen. Zwischen einem jeweiligen Steg-Vertiefungs-Einheit-Paar können sich die jeweiligen ersten und zweiten Anlageflächen befinden, die über das mindestens eine Befestigungsmittel miteinander verbunden sein können. Dadurch, dass beidseitig der jeweiligen Anlagenflächen eine solche Steg-Vertiefungs-Einheit vorgesehen ist, kann eine doppelte Sicherheit in Bezug auf die Abdichtung und das Auslaufen beziehungsweise Eindringen von Flüssigkeiten bereitgestellt werden. Besonders vorteilhaft ist dieses Vorsehen zweier Stege und korrespondierender Nuten vor allem aber dann, wenn zum Beispiel das erste oder das zweite Bauteil mehrteilig ausgeführt ist. Denn hierdurch lässt sich dann eine Abdichtung für jedes Einzelteil des betreffenden Bauteils separat bereitstellen, während die Einzelteile auf besonders effizienter Art und Weise über das Befestigungsmittel aneinander befestigt werden können.
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Daher stellt es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn das erste Bauteil mehrteilig ausgebildet ist, wobei die erste Nut und ein erster Teil der ersten Anlagefläche durch einen ersten Teil des ersten Bauteils bereitgestellt ist, wobei die zweite Nut und ein zweiter Teil der ersten Anlagefläche durch einen zweiten Teil des ersten Bauteils bereitgestellt ist, und insbesondere wobei mittels des mindestens einen Befestigungsmittels der erste Teil der ersten Anlagefläche und der zweite Teil der ersten Anlagefläche jeweils an der zweiten Anlagefläche befestigt sind. Mit anderen Worten kann das erste Bauteil zum Beispiel zweiteilig ausgeführt sein. Diese beiden Teile können dann über ein oder mehrere Befestigungsmittel am zweiten Bauteil befestigt werden. Beispielsweise können zwei Teile des ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil entlang der jeweiligen Anlageflächen verschraubt werden. Weiterhin ist zwischen einem jeweiligen dieser beiden Teile des ersten Bauteils und dem zweiten Bauteil eine Steg-Vertiefungs-Einheit, insbesondere eine Steg-Nut-Einheit, vorgesehen, die für die Abdichtung des jeweiligen Teils in Bezug auf das zweite Bauteil sorgt. Dies ist besonders von Vorteil für den bereits genannten Anwendungsfall eines Batteriegehäuses, da hier oftmals der Kühlboden mehrteilig ausgeführt ist, da dies die Herstellung und Montage vereinfacht. Je zwei Kühlbodenteile können dann mit einem Trennsteg verbunden sein und an diesem befestigt sein, wobei ein jeweiliges Kühlbodenteil dann entsprechend über die Steg-Nut-Einheit gegenüber dem Trennsteg zusätzlich abgedichtet ist.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Batteriegehäuse für eine Hochvolt-Batterie eines Kraftfahrzeugs, wobei das Batteriegehäuse eine erfindungsgemäße Befestigungsanordnung oder eine ihrer Ausgestaltungen aufweist. Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung und ihre Ausgestaltungen genannten Vorteile gelten dabei in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Batteriegehäuse.
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Dabei ist es weiterhin besonders vorteilhaft, wenn das Batteriegehäuse einen Gehäuseboden und mindestens zwei senkrecht auf dem Gehäuseboden angeordnete, zueinander parallel verlaufende Wände aufweist, wie zum Beispiel Trennstege, zwischen welchen sich ein Aufnahmebereich zur Aufnahme mindestens eines Batteriemoduls befindet, wobei mindestens eine der mindestens zwei Wände als das zweite Bauteil ausgebildet ist.
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Wie bereits oben ausführlich diskutiert, eignet sich die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung oder eine ihrer Ausgestaltungen gerade für die Verwendung in einem Batteriegehäuse, da sie den hohen Anforderungen in Bezug auf Tragfestigkeit, Dichtheit und Bauraumeffizienz genügt. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn mittels der Befestigungsanordnung eine Wand des Batteriegehäuses, also beispielsweise eine Seitenwand, welche Teil eines Rahmens des Batteriegehäuses bilden kann, oder einen Trennsteg, mit einem Boden des Batteriegehäuses, insbesondere einem Kühlboden, verbindet. Dieser Kühlboden kann, wie beschrieben, auch mehrteilig ausgeführt sein.
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Entsprechend stellt es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn der Gehäuseboden, insbesondere welcher einen Kühlboden darstellt, und/oder ein Gehäusedeckel des Batteriegehäuses als das erste Bauteil ausgebildet ist. Die Vorteile in Bezug auf den Gehäuseboden wurden bereits erläutert. Aufgrund der Stabilität der beschriebenen Befestigungsanordnung wird es ermöglicht, den Gehäuseboden an den tragenden Trennstegen des Batteriegehäuses und/oder am Rahmen zu befestigen. Ebenso vorteilhaft kann aber auch ein Gehäusedeckel des Batteriegehäuses auf dem Rest des Batteriegehäuses, insbesondere ebenfalls auf den Trennstegen und/oder Seitenwänden, angeordnet werden. Auch hierdurch lässt sich eine sehr stabile, hochbelastbare, dichte und bauraumeffiziente Verbindung bereitstellen.
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Der Kühlboden kann insbesondere einen oder mehrere Kühlkanäle aufweisen, welche mit einem Kühlmedium durchströmbar sind. Weiterhin kann der Kühlboden auf der den Batteriemodulen zugewandten Seite flach ausgebildet sein. Hierdurch wird die Wärmeabfuhr vereinfacht.
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Auch soll eine Batterie, insbesondere eine Hochvolt-Batterie, mit einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse oder einer seiner Ausgestaltungen, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie als zur Erfindung gehörend angesehen werden. Eine solche erfindungsgemäße Batterie kann insbesondere mehrere Batteriemodule aufweisen, welche wiederum mehrere Batterieeinzelzellen, zum Beispiel prismatische Zellen und/oder Pouch-Zellen, umfassen kann. Ein Batteriemodul kann aber auch selbst eine Einzelzelle darstellen. Beispielsweise kann ein Batteriemodul auch als eine Rundzelle ausgebildet sein. Die Batteriezellen können zum Beispiel als Lithium-Ionen-Zellen ausgebildet sein. Gerade bei einer mit Rundzellen ausgebildeten Batterie macht sich der Bauraumvorteil, welcher durch die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung oder eine ihrer Ausgestaltungen erzielt werden kann, signifikant bemerkbar, da Rundzellen in der Regel nur einen geringen Durchmesser haben, sodass bereits ab einem geringen Bauraumvorteil in der definierten Ebene eine zusätzliche Reihe von Rundzellen vorgesehen werden kann, wodurch der Energieinhalt der Batterie insgesamt enorm gesteigert werden kann. Der durch die Erfindung oder ihre Ausgestaltungen erzielte Bauraumvorteil kann aber auch anderweitig genutzt werden, zum Beispiel um dort andere von Zellen verschiedene Batteriekomponenten, wie zum Beispiel Elektronik, Kabel, eine Kühleinrichtung, oder ähnliches, anzuordnen.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Befestigen eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil, wobei das erste Bauteil in Bezug auf eine definierte Ebene eine erste Vertiefung aufweist, wobei das zweite Bauteil einen ersten Steg aufweist, der zumindest zum Teil in der ersten Vertiefung angeordnet wird und mit der ersten Vertiefung mittels eines Haftmittels zwischen dem ersten Steg und der ersten Vertiefung verbunden wird. Des Weiteren weist das erste Bauteil eine erste Anlagefläche auf, die in einem von der ersten Vertiefung verschiedenen Bereich des ersten Bauteils außerhalb der ersten Vertiefung angeordnet ist, und das zweite Bauteil weist eine von dem ersten Steg verschiedene zweite Anlagefläche auf. Dabei werden die erste und zweite Anlagefläche beim Anordnen des Stegs in der Vertiefung aneinander zur Anlage gebracht.
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Auch hier gelten die für die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung und ihre Ausführungsformen beschriebenen Vorteile in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Verfahren. Darüber hinaus ermöglichen die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung und ihren Ausgestaltungen sowie für das erfindungsgemäße Batteriegehäuse und seine Ausgestaltungen genannten gegenständlichen Merkmale die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch weitere korrespondierende Verfahrensschritte.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Batteriegehäuses für ein Hochvolt-Batterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch einen Trennsteg und einen Kühlboden eines Batteriegehäuses gemäß einem nicht zur Erfindung gehörenden Beispiel;
- 3 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine Befestigungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 4 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch einen Trennsteg und einen Kühlboden eines Batteriegehäuses gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 5 eine schematische und perspektivische Darstellung eines auf einem Kühlboden angeordneten Trennstegs als Beispiel für eine Befestigungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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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.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Batteriegehäuses 10 für eine Hochvolt-Batterie eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Batteriegehäuse 10 umfasst dabei einen Gehäuseboden 12, der dabei als Kühlboden ausgebildet ist. Entsprechend ist dieser Kühlboden 12 dazu ausgebildet, Batteriemodule, wenn diese im Batteriegehäuse 10 angeordnet sind, zu kühlen. Entsprechend kann dieser Kühlboden 12 Kühlkanäle 14 umfassen, die von einem Kühlmedium durchströmbar sind. Weiterhin kann dieser Kühlboden 12 optional mehrteilig ausgeführt sein. Im vorliegenden Beispiel umfasst der Kühlboden 12 vier Teile 12a, 12b, 12c, 12d. Jeder dieser Kühlbodenteile 12a, 12b, 12c, 12d ist dabei mit entsprechenden Kühlkanälen 14 versehen.
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Weiterhin umfasst das Batteriegehäuse einen Rahmen 16, welcher umlaufend ausgebildet ist und damit das Batteriegehäuse 10 in Richtung seiner Länge und Breite begrenzt. Die Richtungen der Länge und Breite sind dabei mit L und B des dargestellten Koordinatensystems bezeichnet. Der Rahmen 16 kann wiederum aus einzelnen Seitenwänden 18 zusammengesetzt sein. Weiterhin weist das Batteriegehäuse 10 Trennstege 20 auf, die wiederum, sowie auch die Seitenwände 18, als Hohlprofile ausgebildet sein können. In diesem Beispiel ist das Batteriegehäuse 10 mit drei Trennstegen 20 ausgebildet, es können aber auch mehr oder weniger vorgesehen sein. Die Trennstege 20 erstrecken sich parallel zueinander, und insbesondere in der Längsrichtung L. Senkrecht zu dieser Längsrichtung L ist die Richtung der Breite B des Batteriegehäuses 10 definiert. Die Seitenwände 18 sowie die Trennstege 20 sind weiterhin senkrecht auf dem Kühlboden 12 angeordnet. Weiterhin definieren die Richtung der Länge L sowie der Breite B eine Ebene, die L-B-Ebene, auf die später noch Bezug genommen wird. Zwischen den Seitenwänden 18 und den Trennstegen 20 sind entsprechende Aufnahmebereiche zur Aufnahme von Batteriemodulen bereitgestellt. Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Rahmen 16 und die Trennstege 20 tragende Teile sind, die an der Kraftfahrzeugkarosserie befestigt sein können. Der Kühlboden 12 ist mit den Trennstegen 20 sowie mit dem Rahmen 16 verschraubt und in Bezug auf diesen abgedichtet, wie dies später näher erläutert wird.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch einen Trennsteg 22 und einen Kühlboden 24 eines Batteriegehäuses gemäß einem nicht zur Erfindung gehörenden Beispiel. Der Kühlboden 24 ist von unten an den Trennsteg 22 angeschraubt, was durch die beiden dargestellten Schrauben 26 veranschaulicht ist. Zur Abdichtung des Trennstegs 22 gegenüber dem Kühlboden 24 ist zudem ein Klebstoff oder eine Dichtmasse 28 zwischen einer Unterseite des Trennstegs 22 und einer Oberseite des Kühlbodens 24 vorgesehen. Beim Anordnen des Trennstegs 22 auf dem Kühlboden 24 wird dabei der zwischen dem Trennsteg 22 und dem Kühlboden 24 befindliche Dichtstoff 28 zu einer breiten Abdichtnaht verdrückt. Eine bestimmte Breite der Anlageflächen der Bauteile zueinander ist deshalb erforderlich, weil zum einen die Dichtfunktion gewährleistet werden soll, aber auch die Verbindungstechnik, die in diesem Beispiel als Schraubverbindung ausgeführt ist, vor Verschmutzung und Eindringen von Dichtstoff geschützt werden soll. Dies führt dazu, dass die Breite 30 der Trennstege 22 relativ groß sein muss, um dies zu gewährleisten.
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Durch die Erfindung und ihre Ausführungsformen lässt sich nun diese Breite 30 in vorteilhafter Weise reduzieren, und zwar auf eine verringerte Breite 32, die ebenfalls in 2 durch den Abstand der beiden gestrichelten Linien veranschaulicht ist. Dies wird nun nachfolgend näher erläutert.
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3 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Befestigungsanordnung 34 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Diese Befestigungsanordnung dient im Allgemeinen zur Befestigung zweier Bauteile aneinander, nämlich einem ersten Bauteil 36, welches zum Beispiel durch den Kühlboden 12 bereitgestellt sein kann, und einem zweiten Bauteil 38, welches zum Beispiel ein Trennsteg 20 oder auch eine Seitenwand 18 sein kann. Das erste Bauteil 36 weist dabei in Bezug auf eine definierte Ebene 40, welche in 3 ebenfalls im Querschnitt dargestellt ist und durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht ist und welche insbesondere zu der zu 1 beschriebenen L-B-Ebene korrespondieren kann, eine Vertiefung 42 auf. Die Vertiefung 42 erstreckt sich also ausgehend von dieser definierten Ebene 40 in die in 3 dargestellte Richtung H des dargestellten Koordinatensystems. Weiterhin weist das zweite Bauteil 38 einen Steg 44 auf. Dieser Steg 44 kann beispielsweise auch als Flansch 44 bezeichnet werden und steht vom übrigen Bauteil 38 in der Richtung H von diesem übrigen Bauteil 38 ab. Mit anderen Worten erstreckt sich der Steg 44 in die Vertiefung 42 zumindest zum Teil hinein. Der Steg 44 ist dabei im Wesentlichen senkrecht zur definierten Ebene 40. Weiterhin sind der Steg 44 und die Vertiefung 42 mittels eines Haftmittels 46 miteinander verbunden. Dieses Haftmittel kann zum Beispiel einen Klebstoff und/oder Dichtstoff darstellen. Nach Anbringung des Stegs 44 in der Vertiefung 42 mit dem zwischen der Vertiefung 42 und dem Steg 44 befindlichen Haftmittel 46 härtet dieses Haftmittel 46 aus und wird fest. Dadurch entsteht eine feste Verbindung zwischen dem Steg 44 und der Vertiefung 42. Im Übrigen hat das offene Ende des Stegs 44, welches in der Vertiefung 42 angeordnet ist, einen Abstand d zur Innenfläche 60 der Vertiefung 42.
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Weiterhin umfasst das erste Bauteil 36 eine erste Anlagefläche 48 als Teil einer ersten Anlagewand 50. Ebenso umfasst das zweite Bauteil 38 eine zweite Anlagefläche 52 als Teil einer zweiten Anlagewand 53. Die zweite Anlagewand 53 des zweiten Bauteils 38 kann beispielsweise eine Unterseite des zweiten Bauteils 38 definieren, und ebenso kann die erste Anlagewand 50 des ersten Bauteils 36 eine Oberseite des Bauteils 36 definieren. Die beiden Anlageflächen 48, 52 sind weiterhin einander zugewandt und aneinander angeordnet. Dabei kommen die beiden Anlageflächen 48, 52 aneinander zur Anlage, wenngleich diese in 3 aus Anschaulichkeitsgründen beabstandet scheinen. Weiterhin sind diese beiden Anlageflächen 48, 52 beziehungsweise die korrespondierenden Anlagewände 50, 53 in diesem Beispiel miteinander verschraubt, was wiederum durch die dargestellte Schraube 54 veranschaulicht ist. Es können auch mehrere Schrauben 54 bzw. Schraubverbindungen 54 vorgesehen sein, um die beiden Anlageflächen 48, 52 miteinander zu verbinden. Dadurch lässt sich vorteilhafterweise eine besonders stabile und hochbelastbare, aber gleichzeitig auch dichte und bauraumeffiziente Verbindung zwischen den beiden Bauteilen 36, 38 bereitstellen. Somit ergeben sich durch diese Befestigungsanordnung 34 zahlreiche Vorteile, die vor allem bei Anwendung dieser Befestigungsanordnung 34 in einem Batteriegehäuse 10 besonders von Vorteil sind.
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Da insbesondere die Vertiefung 42 mit dem darin angeordneten Haftmittel 46 vertieft in Bezug auf die definierte Ebene 40 angeordnet ist, die gleichzeitig auch die Verbindungsebene zwischen den beiden Anlageflächen 48, 52 darstellt, kann das Haftmittel 46 besonders effizient von der Verbindungsstelle 56 ferngehalten werden. Die Menge des Haftmittels 46 und die Abmessung der Vertiefung 42 sollte so gestaltet sein, dass beim Anordnen des zweiten Bauteils 38 am ersten Bauteil 36, insbesondere beim Eindringen des Stegs 44 in die Vertiefung 42, kein Haftmittel 46 aus der Vertiefung 42 herausgedrückt wird. Auf diese Weise kann es ebenso gewährleistet werden, dass kein Haftmittel 46 in die Verbindungsebene, das heißt zwischen die beiden Anlageflächen 48, 52, gelangt. Dadurch lässt sich die Schraubverbindung 54 wiederum deutlich robuster ausgestalten, da eine Lockerung dieser Schraubverbindung auch nach Aushärten des Haftmittels 46 nicht zu erwarten ist.
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4 veranschaulicht noch einmal schematisch im Querschnitt einen Teil eines Batteriegehäuses 10 mit einer Befestigungsanordnung 34 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 5 zeigt nochmals eine perspektivische Darstellung dieser Anordnung gemäß 4 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zusätzlich zu erkennen in 5 sind hierbei vor allem die Unterteilung des Hohlraums 58 in mehrere Segmente sowie die Kühlkanäle 14 des Kühlbodens 12. Das Batteriegehäuse 10 kann im Übrigen wie zu 1 erläutert ausgebildet sein. Die Befestigungsanordnung 34 kann zudem wie zu 3 bereits beschrieben ausgebildet sein.
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In diesem Beispiel umfasst die Befestigungsanordnung 34 nun einen Trennsteg 20 des Batteriegehäuses 10 als zweites Bauteil 38 und als erstes Bauteil 36 den Kühlboden 12 beziehungsweise zumindest einen Teil davon. Insbesondere ist der Kühlboden 12, wie zu 1 bereits erwähnt, mehrteilig ausgeführt, was aber nicht notwendigerweise der Fall sein muss. Das vorliegende Ausführungsbeispiel wird jedoch anhand eines mehrteilig ausgeführten Kühlbodens 12 erläutert. In 4 sind schematisch zwei Kühlbodenteile 12a, 12b dargestellt. Beide Kühlbodenteile 12a, 12b sind unterseitig am Trennsteg 20 mittels Schraubverbindungen 54 befestigt. Jeder Kühlbodenteil 12a, 12b stellt dabei einen Teil der ersten Anlagefläche 48 bereit. Diese jeweiligen ersten Anlageflächen 48 werden wie beschrieben mit der zweiten Anlagefläche 52 des zweiten Bauteils, in diesem Fall des Trennstegs 20, zur Anlage gebracht beziehungsweise sind im dargestellten und befestigten Zustand zur Anlage gebracht.
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Der Trennsteg 20 kann weiterhin als Hohlprofil ausgebildet sein. Mit 58 ist entsprechend ein Hohlraum des Trennstegs 20 bezeichnet. Der Trennsteg 20 kann aber auch mehrere voneinander separierte Hohlkammern aufweisen, wie dies beispielsweise in 5 illustriert ist. Unterseitig weist der Trennsteg 20 nun auf beiden Seiten in Bezug auf seine Breite 32 in der Richtung H abstehende Stege 44 auf, die zumindest zum Teil in jeweiligen Vertiefungen 42, die in den entsprechenden Kühlbodenteilen 12a, 12b vorgesehen sind, angeordnet sind. Auch hierbei ist wiederum ein Haftmittel 46 zwischen den jeweiligen Stegen 44 und der Innenfläche 60 der Vertiefung 42 angeordnet.
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Dadurch, dass sich diese Klebe- und Dichtfläche nunmehr in die Tiefe, das heißt in H-Richtung, erstreckt, kann Bauraum in Richtung der Breite B eingespart werden. Da zudem durch die Vertiefung 42 sichergestellt werden kann, dass kein Haftmittel 46 die Verbindungsstelle 56 verschmutzt, muss auch hier kein Sicherheitsabstand zu diesem Verbindungsbereich 56 eingehalten werden, wodurch ebenfalls Bauraum in B-Richtung eingespart werden kann.
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Im Übrigen kann diese Anordnung, insbesondere der Trennsteg 20, sowie der Kühlboden 12 für eine vorbestimmte Länge in Richtung L translationsinvariant ausgebildet sein. In dieser Richtung L können entsprechend mehrere solcher Schraubverbindungen 54 in einem Abstand zueinander vorgesehen sein. Die Vertiefungen 42 können als entsprechende Nuten sich in Richtung L erstrecken. Gleiches gilt für die korrespondierenden Stege 44, die sich in gewisser Weise als Flansche ebenfalls in der Richtung L durchgehend erstrecken können. So kann eine Abdichtung über die gesamte Länge der Batterie beziehungsweise des Batteriegehäuses 10 bereitgestellt werden. Entsprechendes gilt auch für die Verbindungsstellen zwischen den Wänden 18 des Rahmens 16 und dem Kühlboden 12.
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Dadurch ergibt sich eine Breite 32 des Trennstegs 20, die deutlich gegenüber bisher möglichen Breiten von Trennstegen 22 verringert sein kann. Beispielsweise kann diese Breite 32 nunmehr 32 Millimeter betragen, während bisher zur Realisierung einer hochbelastbaren und dichten Verbindung mindestens 42 Millimeter Breite 30 erforderlich waren. Damit kann zum Beispiel für ein in 1 dargestelltes Batteriegehäuse 10 pro Trennsteg 20 und Seitenwand 18 zum Beispiel 1 Zentimeter in der Breite B eingespart werden. Im Falle einer Hochvolt-Batterie sorgt dies für zusätzlichen Energieinhalt, da mehr Batteriezellen in ein solches Batteriegehäuse 10 aufgenommen werden können. Im Beispiel eines Rundzellenmoduls bringt dies beispielsweise eine Rundzellenreihe mehr je Batteriegefache, das heißt pro Aufnahmebereich zwischen jeweiligen Trennstegen 20 und Wänden 18. Dieses Befestigungsprinzip ist jedoch in anderen Einsatzfällen analog zur Bauraumoptimierung im Fahrzeug anwendbar.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung, nämlich einer Tauchflanschlösung, gemäß welcher ein abstehender Flansch beziehungsweise Steg in eine Vertiefung eintaucht, die Bauräume für die Abdichtung verkleinert und für die Batteriemodule vergrößert werden können. Somit lässt sich unter Bauraumeinsparung dennoch eine hochbelastbare Verbindung bereitstellen, die gleichzeitig dicht ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2019/057678 A1 [0002]
- EP 3599007 A1 [0003]
- EP 2149405 B1 [0003]
