DE102020129703A1

DE102020129703A1 - Wartungsfähige batteriepackungsbaugruppe

Info

Publication number: DE102020129703A1
Application number: DE102020129703.3A
Authority: DE
Inventors: Andrew W. White; Terry A. Swartzell; James A. Rochon; Terry J. Short; Charles E. Jensen
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2020-11-11
Publication date: 2021-06-10
Also published as: US20210175480A1; CN113054308A; US11670818B2

Abstract

Eine wartungsfähige Batteriepackung und ein Montageverfahren können eine Batteriepackung mit einer sich durch eine Wand der Batteriepackung erstreckenden Stütze, eine erste Batteriepackungsdichtung zwischen der Stütze und der Wand der Batteriepackung, die Befestigung der Batteriepackung an der Außenseite einer Bodenwanne eines Fahrzeugs an der Stütze und eine zweite Batteriepackungsdichtung zwischen der Außenseite der Bodenwanne und der Wand der Batteriepackung, die die Stütze umgibt, umfassen.

Description

Batterieelektrische Fahrzeuge, einschließlich rein elektrischer und reichweitenerweiterter Versionen, können das Raddrehmoment durch eine Vielzahl von Antriebskonfigurationen liefern. Solche Antriebskonfigurationen können Motor-an-Rad und verschiedene Motor-/Getriebe-Architekturen umfassen. Bestimmte Antriebsstrangkonfigurationen von batterieelektrischen Fahrzeugen benötigen für Motor- und Antriebsstrangkomponenten kein Verpackungsvolumen unterhalb des Fahrzeuginnenraums. Solche Konfigurationen nutzen dieses freie Volumen vorteilhaft für die Verpackung der elektrischen Batterien, die für den Antrieb des (der) Fahrmotors (Fahrmotoren) des Antriebsstrangs erforderlich sind. Der meiste, wenn nicht sogar der gesamte verfügbare Raum unter der Bodenwanne eines batterieelektrischen Fahrzeugs kann als Batterieschacht genutzt werden.
Batteriepackungen sind wünschenswert nach außen hin abgedichtet, um beispielsweise das Eindringen von Wasser und Schmutz zu verhindern. Batteriepackungen sind aber auch während und nach ihrer Lebensdauer wünschenswerterweise wartungsfähig. Daher müssen Batteriepackungen sowohl in ihrer Integration in die Fahrzeugstruktur als auch als unabhängige Unterbaugruppen für die Wartung ausgelegt sein.
BESCHREIBUNG
In einer beispielhaften Ausführungsform kann ein Befestigungssystem für eine wartungsfähige Batteriepackung eine Batteriepackung umfassen, die eine erste Gehäusewand mit einer entsprechenden Innenseite und einer entsprechenden Außenseite hat und eine entsprechende Öffnung durch sie hindurch definiert. Das System kann eine Stütze mit einem inneren Abschnitt innerhalb der Batteriepackung und einem ersten äußeren Abschnitt umfassen, der sich vom inneren Abschnitt durch die Öffnung der ersten Gehäusewand zur Außenseite der Batteriepackung erstreckt, wobei der innere Abschnitt einen ersten Flansch aufweist, der größer als die Öffnung der ersten Gehäusewand ist. Die Stütze kann ferner einen ersten Satz von Gewinden auf dem ersten äußeren Abschnitt aufweisen. Das System kann ferner eine erste Dichtung enthalten, die zwischen dem ersten Flansch und der Innenseite der ersten Gehäusewand eingeschlossen ist, sowie eine erste Mutter, die in den ersten Satz von Gewinden eingreift und so konfiguriert ist, dass sie die erste Gehäusewand zwischen der ersten Mutter und dem ersten Flansch zusammendrückt. Das System kann zusätzlich eine Batteriepackung-Befestigungsstruktur enthalten, die eine erste Oberfläche aufweist, die der Außenseite der ersten Gehäusewand zugewandt ist und eine entsprechende Öffnung durch sie hindurch definiert, wobei die Öffnung der ersten Gehäusewand und die Öffnung der Batteriepackung-Befestigungsstruktur im Wesentlichen konzentrisch sind. Das System kann auch eine Gewinde-Befestigungsvorrichtung umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie die Stütze und die Batteriepackung-Befestigungsstruktur zusammenzieht, sowie eine erste Dichtung, die zwischen der ersten Gehäusewand und der Batteriepackung-Befestigungsstruktur angeordnet ist.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann die erste Dichtung, die zwischen der ersten Gehäusewand und der Batteriepackung-Befestigungsstruktur angeordnet ist, eine zusammendrückbare Dichtung umfassen, die die erste Mutter umgibt.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale kann die Batteriepackung eine zweite Gehäusewand enthalten, die der ersten Gehäusewand gegenüberliegt und von dieser beabstandet ist und eine entsprechende Innenseite und eine entsprechende Außenseite aufweist und eine entsprechende Öffnung durch sie hindurch definiert. Die Stütze kann einen zweiten äußeren Abschnitt umfassen, wobei der innere Abschnitt der Stütze zwischen dem ersten und dem zweiten äußeren Abschnitt liegt, wobei der zweite äußere Abschnitt sich durch die Öffnung der zweiten Gehäusewand zur Außenseite der Batteriepackung erstreckt, wobei der innere Abschnitt einen zweiten Flansch umfassen kann, der größer als die Öffnung der zweiten Gehäusewand ist, und die Stütze einen zweiten Satz von Gewinden auf dem zweiten äußeren Abschnitt umfassen kann. Das System kann ferner eine zweite Dichtung enthalten, die zwischen dem zweiten Flansch und der Innenseite der zweiten Gehäusewand eingeschlossen ist, und eine zweite Mutter, die mit dem zweiten Satz von Gewinden in Eingriff steht und so konfiguriert ist, dass sie die zweite Gehäusewand zwischen der zweiten Mutter und dem zweiten Flansch zusammendrückt.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann die Stütze eine Bohrung durch mindestens einen Teil des ersten äußeren Abschnitts und einen Satz von Gewinden im Inneren der Bohrung aufweisen. Die Gewinde-Befestigungsvorrichtung kann einen Bolzen umfassen, der sich durch die Öffnung der Batteriepackung-Befestigungsstruktur erstreckt und in den Satz von Gewinden im Inneren der Bohrung eingreift, um die Stütze und die Batteriepackung-Befestigungsstruktur zusammenzuziehen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann die Stütze eine Bohrung durch mindestens einen Teil des ersten äußeren Abschnitts und eine Reihe von Gewinden im Inneren der Bohrung aufweisen. Die Gewinde-Befestigungsvorrichtung kann einen Bolzen umfassen, der sich durch die Öffnung der Batteriepackung-Befestigungsstruktur erstreckt und in den Satz von Gewinden im Inneren der Bohrung eingreift, um die Stütze und die Batteriepackung-Befestigungsstruktur zusammenzuziehen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann die Stütze eine erste Bohrung durch mindestens einen Teil des ersten äußeren Abschnitts und einen ersten Satz von Gewinden im Inneren der ersten Bohrung, eine zweite Bohrung durch mindestens einen Teil des zweiten äußeren Abschnitts und einen zweiten Satz von Gewinden im Inneren der zweiten Bohrung umfassen. Die Gewinde-Befestigungsvorrichtung kann einen ersten Bolzen umfassen, der sich durch die Öffnung der Batteriepackung-Befestigungsstruktur erstreckt und in den ersten Satz von Gewinden im Inneren der ersten Bohrung eingreift, um die Stütze und die Batteriepackung-Befestigungsstruktur zusammenzuziehen. Das System kann eine zweite Dichtung umfassen, die zwischen der Außenseite der zweiten Gehäusewand und einer Unterlegscheibe angeordnet ist, sowie einen zweiten Bolzen, der sich durch die Unterlegscheibe und die Öffnung der zweiten Gehäusewand erstreckt und in den zweiten Satz von Gewinden im Inneren der zweiten Bohrung eingreift.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale kann die Stütze eine durchgehende Längsbohrung aufweisen, die Gewinde-Befestigungsvorrichtung kann einen Bolzen mit einem Kopf und einem gegenüberliegenden Gewindeende umfassen, wobei der Bolzen vollständig durch die Stützenbohrung und die Öffnung der Batteriepackung-Befestigungsstruktur eingeführt wird und bei einer dritten Mutter endet.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann der Bolzen mit dem Kopf in der Nähe des zweiten äußeren Abschnitts der Stütze und die dritte Mutter in der Nähe des ersten äußeren Abschnitts der Stütze eingesetzt werden.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann der Bolzen mit dem Kopf in der Nähe des ersten äußeren Abschnitts der Stütze und die dritte Mutter in der Nähe des zweiten äußeren Abschnitts der Stütze eingesetzt werden.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann das System ferner eine zweite Dichtung, die zwischen der Außenseite der zweiten Gehäusewand angeordnet ist, und eine Unterlegscheibe umfassen, wobei die Unterlegscheibe zwischen der zweiten Dichtung und dem Kopf des Bolzens angeordnet ist.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann die Batteriepackung eine zweite Gehäusewand enthalten, die der ersten Gehäusewand gegenüberliegt und von dieser beabstandet ist und eine entsprechende Innenseite und eine entsprechende Außenseite aufweist und eine entsprechende Öffnung durch sie hindurch definiert. Die Stütze kann sich vom ersten äußeren Abschnitt mindestens bis zur zweiten Gehäusewand erstrecken, die Stütze kann ferner eine Längsbohrung aufweisen, die im Wesentlichen konzentrisch zur Öffnung der zweiten Gehäusewand ist. Die Stütze kann abdichtend an der zweiten Gehäusewand befestigt werden, und die Gewinde-Befestigungsvorrichtung kann einen Bolzen mit einem Kopf und einem gegenüberliegenden Gewindeende umfassen, wobei der Bolzen vollständig durch die Stützenbohrung, die Öffnung der Batteriepackung-Befestigungsstruktur und die Öffnung der zweiten Gehäusewand eingeführt wird und in einer zweiten Mutter endet.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann ein Befestigungssystem für eine wartungsfähige Batteriepackung eine Batteriepackung umfassen, die eine Gehäusewand mit einer Innenseite und einer Außenseite hat und eine entsprechende Öffnung durch sie hindurch definiert. Das System kann eine Stütze mit einem inneren Abschnitt innerhalb der Batteriepackung und einem äußeren Abschnitt, der sich vom inneren Abschnitt durch die Öffnung der Gehäusewand zur Außenseite der Batteriepackung erstreckt, umfassen, wobei der innere Abschnitt einen Flansch aufweist, der größer als die Öffnung der Gehäusewand ist. Die Stütze kann einen ersten Satz von Außengewinden auf dem äußeren Abschnitt und einen zweiten Satz von Gewinden aufweisen. Das System kann ferner eine Dichtung enthalten, die zwischen dem Flansch und der Innenseite der Gehäusewand eingeschlossen ist, sowie eine erste Mutter, die in den ersten Satz von Außengewinden eingreift und so konfiguriert ist, dass sie die Gehäusewand zwischen der ersten Mutter und dem Flansch zusammendrückt. Das System kann zusätzlich eine Batteriepackung-Befestigungsstruktur mit einer ersten Oberfläche umfassen, die der Außenseite der Gehäusewand zugewandt ist und eine entsprechende Öffnung durch sie hindurch definiert, wobei die Öffnung der Gehäusewand und die Öffnung der Batteriepackung-Befestigungsstruktur im Wesentlichen konzentrisch sind, eine Gewinde-Befestigungsvorrichtung, die in den zweiten Satz von Gewinden eingreift und so konfiguriert ist, dass sie die Stütze und die Batteriepackung-Befestigungsstruktur zusammenzieht, und eine Dichtung, die zwischen der Gehäusewand und der Batteriepackung-Befestigungsstruktur angeordnet ist.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann die Stütze eine Bohrung durch mindestens einen Teil des äußeren Abschnitts aufweisen, wobei der zweite Satz von Gewinden Innengewinde im Inneren der Bohrung umfasst. Die Gewinde-Befestigungsvorrichtung kann einen Bolzen umfassen, der sich durch die Öffnung der Batteriepackung-Befestigungsstruktur erstreckt und in den zweiten Gewindesatz eingreift, um die Stütze und die Batteriepackung-Befestigungsstruktur zusammenzuziehen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann die Dichtung, die zwischen der Gehäusewand und der Batteriepackung-Befestigungsstruktur angeordnet ist, eine zusammendrückbare Dichtung umfassen, die die erste Mutter umgibt.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale kann der äußere Abschnitt der Stütze weiterhin einen Teil aufweisen, der sich durch die Öffnung der Batteriepackung-Befestigungsstruktur erstreckt, der zweite Satz von Gewinden kann einen Abschnitt des ersten Satzes von Außengewinden auf dem Teil des äußeren Abschnitts umfassen, der sich durch die Öffnung der Batteriepackung-Befestigungsstruktur erstreckt, und die Gewinde-Befestigungsvorrichtung kann eine zweite Mutter umfassen, die in den zweiten Satz von Gewinden eingreift und so konfiguriert ist, dass sie die Batteriepackung-Befestigungsstruktur zwischen der zweiten Mutter und der ersten Mutter zusammendrückt.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann der äußere Abschnitt der Stütze weiterhin einen Teil aufweisen, der sich durch die Öffnung der Batteriepackung-Befestigungsstruktur erstreckt, und der Teil des äußeren Abschnitts, der sich durch die Öffnung der Batteriepackung-Befestigungsstruktur erstreckt, kann einen abgestuften Durchmesser aufweisen, der eine Schulter bildet. Der zweite Satz von Gewinden kann einen zweiten Satz von Außengewinden auf dem Teil des äußeren Abschnitts aufweisen, der sich durch die Öffnung der Batteriepackung-Befestigungsstruktur erstreckt. Die Gewinde-Befestigungsvorrichtung kann eine zweite Mutter enthalten, die in den zweiten Satz von Gewinden eingreift und so konfiguriert ist, dass sie die Batteriepackung-Befestigungsstruktur zwischen der zweiten Mutter und der Schulter zusammendrückt.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann ein Montageverfahren für eine wartungsfähige Batteriepackung das Bereitstellen einer Batteriepackung mit einer durch eine Wand der Batteriepackung verlaufenden Stütze, das Bereitstellen einer ersten Batteriepackungsdichtung zwischen der Stütze und der Wand der Batteriepackung, das Befestigen der Batteriepackung an der Außenseite einer Bodenwanne eines Fahrzeugs an der Stütze und das Bereitstellen einer zweiten Batteriepackungsdichtung zwischen der Außenseite der Bodenwanne und der Wand der Batteriepackung, die die Stütze umgibt, umfassen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann das Bereitstellen der ersten Batteriepackungsdichtung zwischen der Stütze und der Wand der Batteriepackung das Bereitstellen der Stütze einschließlich einer Schulter innerhalb der Batteriepackung, das Bereitstellen eines Außengewindes an einem Teil der Stütze außerhalb der Batteriepackung und das Zusammendrücken der Wand der Batteriepackung in Richtung der Schulter mit einer Mutter, die in das Außengewinde eingreift, umfassen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale kann die Befestigung der Batteriepackung an der Außenseite der Bodenwanne des Fahrzeugs an der Stütze die Bereitstellung der Stütze einschließlich einer Bohrung durch mindestens einen Teil der Stütze, die sich durch die Wand der Batteriepackung erstreckt, die Bereitstellung eines Innengewindes im Inneren der Bohrung und die Bereitstellung eines Bolzens, der sich durch die Bodenwanne des Fahrzeugs erstreckt und in das Innengewinde eingreift, umfassen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale kann die Befestigung der Batteriepackung an der Außenseite der Bodenwanne des Fahrzeugs an der Stütze das Anbringen der Stütze einschließlich einer Bohrung durch mindestens einen Teil der Stütze, die sich durch die Wand der Batteriepackung erstreckt, das Anbringen eines Innengewindes an der Innenseite der Bohrung und das Anbringen eines Bolzens, der sich durch die Bodenwanne des Fahrzeugs erstreckt und in das Innengewinde eingreift, umfassen. Das Bereitstellen der zweiten Batteriepackungsdichtung zwischen der Außenseite der Bodenwanne und der Wand der Batteriepackung, die die Stütze umgibt, kann das Bereitstellen einer kompressiblen Dichtung zwischen der Außenseite der Bodenwanne und der Wand der Batteriepackung, die die Mutter umgibt, und das Komprimieren der kompressiblen Dichtung zwischen der Außenseite der Bodenwanne und der Wand der Batteriepackung, die die Mutter umgibt, umfassen, wobei sich der Bolzen durch die Bodenwanne des Fahrzeugs erstreckt und in die Innengewinde eingreift.
Die oben genannten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der Offenbarung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung einfach ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen aufgenommen werden.
Figurenliste
Weitere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen lediglich beispielhaft in der folgenden ausführlichen Beschreibung, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, in denen:

1 eine beispielhafte Einheitskörperstruktur und eine beispielhafte Batteriepackung für ein batterieelektrisches Fahrzeug zeigt, gemäß der vorliegenden Offenbarung;
2 einen Einsatz der beispielhaften Batteriepackung einschließlich Strukturschienen und Befestigungsstützen zeigt, gemäß der vorliegenden Offenbarung;
3A und 3B Schnittansichten durch einen Abschnitt einer beispielhaften Befestigungsstütze und Strukturschiene zeigen, gemäß der vorliegenden Offenbarung;
4 eine Schnittansicht durch einen Abschnitt einer beispielhaften Befestigungsstütze und Strukturschiene zeigt, gemäß der vorliegenden Offenbarung;
5 eine Schnittansicht durch einen Abschnitt einer beispielhaften Befestigungsstütze und Strukturschiene zeigt, gemäß der vorliegenden Offenbarung;
6 eine Schnittansicht durch eine beispielhafte Befestigungsstütze und eine Strukturschiene zeigt, gemäß der vorliegenden Offenbarung;
7 eine Schnittansicht durch einen Abschnitt einer beispielhaften Befestigungsstütze und Strukturschiene zeigt, gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
8 eine Schnittansicht durch einen Abschnitt einer beispielhaften Befestigungsstütze und Strukturschiene zeigt, gemäß der vorliegenden Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung hat lediglich beispielhaften Charakter und soll die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen nicht einschränken. In den Zeichnungen weisen entsprechende Referenznummern auf ähnliche oder entsprechende Teile und Merkmale hin.
1 zeigt eine beispielhafte Einheitskörperstruktur und eine beispielhaften ersten Batteriepackung für ein batterieelektrisches Fahrzeug 101. Eine isometrische Teilansicht einer Einheitskörperstruktur 103 ist relativ zur Längs- und Querachse 102 bzw. 104 dargestellt, wobei die Vorder- und Rückseite des Fahrzeugs mit F bzw. R bezeichnet sind. Der Windschutzscheibenquerträger 122 erstreckt sich im Wesentlichen seitlich zwischen den Oberseiten der linken und rechten vorderen Türscharniersäule 123. Ein Armaturenbrett 121 erstreckt sich im Wesentlichen seitlich entlang der unteren Ausdehnung des Windschutzscheibenquerträgers 122 zwischen der linken und rechten vorderen Türscharniersäule 123. Die Scharniersäulen 123 der Vordertür erstrecken sich von der Vorderseite einer entsprechenden Kipphebelbaugruppe 107 nach oben, die ein längliches inneres Kipphebelpaneel 125 und ein längliches äußeres Kipphebelabschlusspaneel (nicht abgebildet) umfassen kann. Die Kipphebelbaugruppen 107 erstrecken sich nach hinten, im Wesentlichen parallel, von der Basis der jeweiligen vorderen Türscharniersäulen 123 und können im Wesentlichen an den jeweiligen hinteren Radkastenabschlussplatten 111 enden. Die Bodenwanne 119 kann sich seitlich zwischen den Kipphebelbaugruppen 107 und in Längsrichtung zwischen dem Armaturenbrett 121 bis zu einem hinteren Wasserfallglied 128 erstrecken, das von der Bodenwanne 119 bis zu einer Rücksitzwanne 130 ansteigen kann. Wie hier verwendet, kann sich die Bodenwanne auf eine oder beide Bodenwanne(n) 119 und die Rücksitzwanne 130 beziehen. Das hintere Wasserfallglied 128 kann sich im Wesentlichen seitlich zwischen den Kipphebelbaugruppen 107 in Richtung ihrer Rückseite und vor den hinteren Radkastenabschlussplatten 111 erstrecken. Ein Bereich, der sich im Allgemeinen unter der Bodenwanne 119 und zwischen den Kipphebelbaugruppen 107 befindet, bietet seitlich Platz für eine Batteriepackung. In Längsrichtung kann im Wesentlichen über die gesamte Länge der Kipphebelbaugruppen 107 Platz für eine Batteriepackung vorgesehen werden. Die seitlichen Begrenzungen des Batteriepackungsschachts können durch die konstruktive Dimensionierung zwischen den Kipphebelbaugruppen 107 definiert werden. Die Längsbegrenzungen des Batteriepackungsschachts können durch die Länge der Kipphebelbaugruppen 107 wesentlich begrenzt werden, da sie gemäß der vorliegenden Offenbarung die seitlichen Befestigungspunkte für eine Batteriepackung bilden. Alternativ oder zusätzlich können die Längsbegrenzungen des Batteriepackungsschachts durch harte physische Anschläge der seitlichen Fahrzeugstruktur, die den verfügbaren Raum unter dem Fahrzeug für eine Batteriepackung begrenzen, wesentlich begrenzt werden. Alternativ oder zusätzlich können die Längsbegrenzungen der Batteriepackung in erster Linie durch Begrenzungen bedingt sein, die durch andere konstruktive Überlegungen festgelegt wurden. Ungeachtet dessen wird für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung angenommen, dass der Batterieschacht in Längsrichtung zwischen einer vordefinierten vorderen und hinteren Grenze liegt. Der für eine Batteriepackung verfügbare Raum kann hier als Batteriepackungsschacht bezeichnet werden.
Eine beispielhafte Batteriepackung 105 kann einen unteren Einsatz 106 und eine obere Abdeckung 113 enthalten. Die obere Abdeckung 113 bildet eine Wand 167 der Batteriepackung gegenüber einer gegenüberliegenden Wand 265 (2), die durch den unteren Einsatz 106 gebildet wird. Die Batteriepackung 105 kann eine Vielzahl von modularen Batteriegehäusen in einer abgedichteten, aber wartungsfähigen Weise aufnehmen. Der untere Einsatz 106 kann über den gesamten Umfang der Batteriepackung 105 dicht mit der oberen Abdeckung 113 verbunden werden. Eine äußere Lippe 109 kann sich um den Umfang der Batteriepackung 105 erstrecken und einen Bereich außerhalb der abgedichteten Schnittstelle zwischen dem unteren Einsatz 106 und der oberen Abdeckung 113 für eine Vielzahl von Montageöffnungen bilden, durch die Montagehardware, wie z.B. Bolzen 132, eine strukturelle Verbindung der Batteriepackung 105 mit der Einheitskörperstruktur 103 des Kraftfahrzeugs innerhalb des Batteriepackungsschachts herstellen kann. In einer Ausführungsform befestigen mehrere Bolzen die Batteriepackung 105 über eine komplementäre Anzahl von Schweißmuttern 126 über eine komplementäre Anzahl von Schweißmuttern 126 an den inneren Kipphebelpaneelen 125 der Kipphebelbaugruppen 107, wie im Detail des Einsatzes in 1 gezeigt.
Die Batteriepackung 105 kann eine oder mehrere Befestigungsstützen 108 enthalten, wie z.B. Gewindeempfänger, in die Bolzen 117 durch die Bodenwanne 119 eingreifen, um die Batteriepackung 105 strukturell weiter an der Fahrzeug-Einheitskörperstruktur 103 zu befestigen. Zusätzlich oder alternativ kann die Batteriepackung 105 eine oder mehrere Befestigungsvorrichtungen 108 enthalten, um Bolzen 115 von unten durchzuziehen und Befestigungselemente wie Schweißmuttern auf der Oberseite der Bodenwanne 119 zu befestigen. Die Batteriepackung 105 kann als eine Batteriepackung in voller Größe betrachtet werden, vorausgesetzt, dass er im Wesentlichen den gesamten Batteriepackungsschacht zwischen der vorderen und hinteren Begrenzung einnimmt. Es kann davon ausgegangen werden, dass die Batteriepackung 105 in Längsrichtung gegenüberliegende vordere und hintere Enden 161 und 163 hat, die der vorderen bzw. hinteren Begrenzung des Batteriepackungsschachts entsprechen.
2 zeigt die untere Wanne 106 der beispielhaften Batteriepackung 105 einschließlich innenliegender Strukturschienen 203 und Befestigungsstützen 205, gemäß der vorliegenden Offenbarung. Zwischen den Strukturschienen 203 kann eine Vielzahl von modularen Batteriegehäusen (nicht dargestellt) in einer Anzahl und Anordnung vorgesehen werden, um die gewünschten Energiedichteziele der Batteriepackung und, in Anwendung auf ein batterieelektrisches Fahrzeug, die Reichweitenziele des Fahrzeugs zu erreichen. Während die Batteriepackung 105 Befestigungsmittel wie z.B. Bolzen um den Umfang an der Lippe 109 zur strukturellen Befestigung der Batteriepackung 105 an den Kipphebelbaugruppen 107 (1) enthalten kann, können auch Befestigungen an der Bodenwanne 119 (1) an den Stützen 205 wie hier beschrieben vorgenommen werden. Strukturschienen 203 können eine Kappe 201 und eine Basis 209 enthalten, die an der unteren Wand 265 z.B. durch Schweißen befestigt werden. Stützen 205 können an den Strukturschienen 203, an der unteren Wanne 106 oder an beiden befestigt werden. In einer Ausführungsform können die Materialien für die Batteriepackung 105 und die beschriebenen Komponenten Stahl sein. Die Befestigung der Komponenten der Batteriepackung kann durch Schweißen erfolgen, wenn eine dauerhafte Befestigung erwünscht ist.
3A und 3B zeigen Schnittansichten durch einen Teil einer beispielhaften Befestigungsstütze und Strukturschiene im Wesentlichen entlang einer Längsachse, wie durch die Linie S-S in 2 angedeutet. Alle Schnittdarstellungen in 4-8 sind so zu verstehen, dass sie ähnlichen Ausrichtungen entsprechen. 3A veranschaulicht eine Ausführungsform einer Stütze 205 und ihre Befestigung und Abdichtung an der Wand 167, die in der oberen Abdeckung 113 der Batteriepackung 105 ausgebildet ist. Die Wand 167 kann lokale Verstärkungen enthalten, wie hierin in Bezug auf 3B, 4 und 5 angegeben. Die Strukturschiene 203 einschließlich der Basis 209 kann an der Wand 265 befestigt werden, die in dem unteren Einsatz 106 ausgebildet ist. Die Stütze 205 kann sich durch die Strukturschiene 203 erstrecken und kann daran angeschweißt werden. Ein innerer Abschnitt 311 der Stütze 205 befindet sich innerhalb der Batteriepackung unter der Wand 167. Ein äußerer Abschnitt 301 der Stütze 205 erstreckt sich vom inneren Abschnitt 311 durch eine Öffnung in der Wand 167. Der äußere Abschnitt 301 kann teilweise eine Bohrung 309 enthalten und ein Innengewinde zur Aufnahme eines Befestigungsbolzens, wie hierin in Verbindung mit 3B weiter beschrieben, aufweisen. Die Stütze 205 kann einen Flansch 307 enthalten, der größer als die Öffnung in der Wand 167 ist. Eine Unterlegscheibe 305 und eine Dichtung 303 können zwischen dem Flansch 307 und der Innenseite der Wand 167 eingeschlossen werden. Der äußere Abschnitt 301 der Stütze 205 kann ein Außengewinde für den Eingriff der Mutter 317 enthalten. Die Mutter 317 kann angezogen werden, um die Wand 167 und die Stütze zusammenzuziehen, wodurch die Wand 167 und die Unterlegscheibe 305 und die Dichtung 303 zwischen der Mutter 317 und dem Flansch 307 zusammengedrückt werden. Eine Gewindedichtung kann an der Schnittstelle zwischen Mutter 317 und Außengewinde verwendet werden, um ein Lösen zu verhindern und um eventuelle Gas- oder Flüssigkeitseintritte an der Schnittstelle abzudichten. Eine solche Anordnung sorgt für eine Abdichtung des Innenraums der Batteriepackung 105 von dessen Außenseite. Darüber hinaus kann der Montageprozess in Zukunft leicht umgekehrt werden, wenn eine Wartung der Batteriepackung 105 gewünscht wird, zum Beispiel am Ende der Nutzungsdauer der Batteriepackung 105 oder wenn die modularen Batteriegehäuse innerhalb der Batteriepackung 105 während der Nutzungsdauer des batterieelektrischen Fahrzeugs mit neuen Einheiten aufgefrischt werden. Wie von den Herstellern von Fahrzeugen in der Erstausrüstung üblicherweise praktiziert, kann die Endmontage von Fahrzeugen auch die Entgegennahme von teilmontierten Modulen innerhalb des Montagewerks zur Endmontage an den zu produzierenden Fahrzeugen umfassen. Es ist vorgesehen, dass die Batteriepackung 105, wie hier beschrieben, außerhalb des Standorts hergestellt und im Endmontagewerk zur Integration in das batterieelektrische Fahrzeug entgegengenommen werden kann. Es ist daher zu begrüßen, dass die hier beschriebene Stützen- und Dichtungsbaugruppe die Endmontage und Abdichtung der Batteriepackung ermöglicht, die am Ort der Herstellung und Montage der Batteriepackung auf Dichtheit geprüft und getestet werden kann, z.B. durch Druckprüfung einer fertigen Batteriepackung.
3B veranschaulicht die Ausführungsform der Stütze 205 und ihre Befestigung und Abdichtung an der Wand 167, die in der oberen Abdeckung 113 der Batteriepackung 105 gebildet wird, wie in 3A gezeigt und hier beschrieben. 3B veranschaulicht zusätzlich eine Ausführungsform der Befestigung der so konstruierten Batteriepackung 105 an einer Batteriepackung-Befestigungsstruktur, zum Beispiel an der Automobil-Einheitskörperstruktur 103 des batterieelektrischen Fahrzeugs 101, wie hier beschrieben. In einer Ausführungsform kann die Batteriepackung-Befestigungsstruktur die Bodenwanne 119 der Kfz-Einheitskörperstruktur 103 umfassen. Die Bodenwanne kann eine durchgehende Öffnung enthalten, die in Montageausrichtung im Wesentlichen konzentrisch mit der Öffnung in der Wand 167 der oberen Abdeckung 113 der Batteriepackung 105 ist. Die Bodenwanne 119 kann zusätzlich lokale Verstärkungen 310 enthalten, z.B. Stahlblech, das mit der Bodenwanne 119 unter Verwendung eines durchgeschweißten, expandierbaren Dichtungsmaterials verschweißt ist. Eine solche Verstärkung 310 gilt als in jeder Bezugnahme auf Bodenblech 119 enthalten. In der vorliegenden Ausführungsform drückt die Bodenwanne 119 gegen das Ende des äußeren Abschnitts 301 der Stütze 205. Zwischen der Bodenwanne 119 und der Wand 167 kann eine Dichtung vorgesehen werden. Bei der Dichtung kann es sich um eine komprimierbare Dichtung, wie z.B. eine Dichtung 323 handeln, wie dargestellt. Bei der Dichtung kann es sich um jede andere geeignete Dichtung handeln, einschließlich z.B. eines verteilten flexiblen Polyurethan-Elastomers, das nach dem Zusammenbau der Batteriepackung 105 mit der Bodenwanne 119 an Ort und Stelle ausgehärtet wird. Eine solche sekundäre Dichtung bietet eine zusätzliche Abdichtung der Batteriepackung 105 gegen unerwünschte Umweltverschmutzungen von außen, die in der Umgebung des Fahrzeugunterbodens besonders aggressiv sein können. Der Bolzen 117 kann mit dem Innengewinde 313 in der Bohrung 309 in Eingriff gebracht und angezogen werden, um die Strukturen zusammenzuziehen und die Dichtung 323 zusammenzudrücken, um die gewünschte Abdichtung zu bewirken.
4 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Stütze 406 und ihre Befestigung und Abdichtung an der Wand 167, die in der oberen Abdeckung 113 der Batteriepackung 105 ausgebildet ist. Die Stütze 406 kann sich durch die Strukturschiene 408 erstrecken und kann daran angeschweißt werden. Ein innerer Abschnitt 411 der Stütze 406 befindet sich innerhalb der Batteriepackung unter der Wand 167. Ein äußerer Abschnitt 401 der Stütze 406 erstreckt sich vom inneren Abschnitt 411 durch eine Öffnung in der Wand 167. Der äußere Abschnitt 401 kann ein Außengewinde für den Eingriff einer Mutter enthalten, wie hier weiter beschrieben. Die Stütze 406 kann einen Flansch 407 aufweisen, der größer als die Öffnung in der Wand 167 ist. Eine Unterlegscheibe 405 und eine Dichtung 403 können zwischen dem Flansch 407 und der Innenseite der Wand 167 eingeschlossen werden. Der äußere Abschnitt 401 der Stütze 406 kann ein Außengewinde zum Einrasten der Mutter 417 aufweisen. Die Mutter 417 kann angezogen werden, um die Wand 167 und die Stütze 406 zusammenzuziehen, wodurch die Wand 167 und die Unterlegscheibe 405 und die Dichtung 403 zwischen der Mutter 417 und dem Flansch 407 zusammengedrückt werden. Eine Gewindedichtung kann an der Schnittstelle zwischen Mutter 417 und Außengewinde verwendet werden, um ein Lösen zu verhindern und um eventuelle Gas- oder Flüssigkeitseintritte an der Schnittstelle abzudichten. Eine solche Anordnung sorgt für eine Abdichtung des Innenraums der Batteriepackung 105 von dessen Außenseite. Darüber hinaus kann der Montageprozess in Zukunft leicht umgekehrt werden, wenn eine Wartung der Batteriepackung 105 gewünscht wird, z.B. am Ende der Nutzungsdauer der Batteriepackung 105 oder wenn die modularen Batteriegehäuse innerhalb der Batteriepackung 105 während der Nutzungsdauer des batterieelektrischen Fahrzeugs mit neuen Einheiten aufgefrischt werden. Wie von den Herstellern von Fahrzeugen in der Erstausrüstung üblicherweise praktiziert, kann die Endmontage von Fahrzeugen auch die Entgegennahme von teilmontierten Modulen innerhalb des Montagewerks zur Endmontage an den zu produzierenden Fahrzeugen umfassen. Es ist vorgesehen, dass die Batteriepackung 105, wie hier beschrieben, außerhalb des Standorts hergestellt und im Endmontagewerk zur Integration in das batterieelektrische Fahrzeug entgegengenommen werden kann. Es ist daher zu begrüßen, dass die hier beschriebene Stützen- und Dichtungsbaugruppe die Endmontage und Abdichtung der Batteriepackung ermöglicht, die am Ort der Herstellung und Montage der Batteriepackung auf Dichtheit geprüft und getestet werden kann, z.B. durch Druckprüfung einer fertigen Batteriepackung.
4 veranschaulicht zusätzlich eine Ausführungsform der Befestigung der so konstruierten Batteriepackung 105 an einer Batteriepackung-Befestigungsstruktur, zum Beispiel an der Automobil-Einheitskörperstruktur 103 des batterieelektrischen Fahrzeugs 101, wie hier beschrieben. Die Batteriepackung-Befestigungsstruktur kann die Bodenwanne 119 der Kfz-Einheitskörperstruktur 103 umfassen. Die Bodenwanne 119 kann eine durch sie hindurchgehende Öffnung enthalten, die in Montageausrichtung im Wesentlichen konzentrisch mit der Öffnung in der Wand 167 der oberen Abdeckung 113 der Batteriepackung 105 ist. Die Bodenwanne 119 kann zusätzlich lokale Verstärkungen 410 enthalten, z.B. Stahlblech, das mit der Bodenwanne 119 unter Verwendung eines durchgeschweißten, expandierbaren Dichtungsmaterials verschweißt ist. Eine solche Verstärkung 410 gilt als unter jeder Bezugnahme auf Bodenblech 119 enthalten. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Öffnung in der Bodenwanne 119 so bemessen, dass der äußere Abschnitt 401 der Stütze 406 durch sie hindurchgeführt werden kann. Zwischen der Bodenwanne 119 und der Wand 167 kann eine Dichtung vorgesehen werden. Bei der Dichtung kann es sich um eine komprimierbare Dichtung, wie z.B. eine Dichtung 423 handeln, wie dargestellt. Bei der Dichtung kann es sich um jede andere geeignete Dichtung handeln, einschließlich z.B. eines verteilten flexiblen Polyurethan-Elastomers, das nach dem Zusammenbau der Batteriepackung 105 mit der Bodenwanne 119 an Ort und Stelle ausgehärtet wird. Eine solche sekundäre Dichtung bietet eine zusätzliche Abdichtung der Batteriepackung 105 gegen unerwünschte Umweltverschmutzungen von außen, die in der Umgebung des Fahrzeugunterbodens besonders aggressiv sein können. Der äußere Abschnitt 401 kann ein Außengewinde enthalten, das sich durch die Öffnung in der Bodenwanne 119 erstreckt, in das die Mutter 421 eingreift und das angezogen wird, um die Strukturen zusammenzuziehen und die Dichtung 423 zusammenzudrücken, um die gewünschte Abdichtung zu bewirken.
5 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Stütze 506 und ihre Befestigung und Abdichtung an der Wand 167, die in der oberen Abdeckung 113 der Batteriepackung 105 ausgebildet ist. Die Stütze 506 kann sich durch die Strukturschiene 508 erstrecken und kann daran angeschweißt werden. Ein innerer Abschnitt 511 der Stütze 506 befindet sich innerhalb der Batteriepackung unter der Wand 167. Ein äußerer Abschnitt 501 der Stütze 506 erstreckt sich vom inneren Abschnitt 511 durch eine Öffnung in der Wand 167. Der äußere Abschnitt 501 kann ein Außengewinde für den Eingriff einer Mutter enthalten, wie hier weiter beschrieben. Die Stütze 506 kann einen Flansch 507 aufweisen, der größer als die Öffnung in der Wand 167 ist. Eine Unterlegscheibe 505 und eine Dichtung 503 können zwischen dem Flansch 507 und der Innenseite der Wand 167 eingeschlossen werden. Der äußere Abschnitt 501 der Stütze 506 kann ein Außengewinde zum Einrasten der Mutter 517 aufweisen. Die Mutter 517 kann angezogen werden, um die Wand 167 und die Stütze zusammenzuziehen, wodurch die Wand 167 und die Unterlegscheibe 505 und die Dichtung 503 zwischen der Mutter 517 und dem Flansch 507 zusammengedrückt werden. Eine Gewindedichtung kann an der Schnittstelle zwischen Mutter 517 und Außengewinde verwendet werden, um ein Lösen zu verhindern und um eventuelle Gas- oder Flüssigkeitseintritte an der Schnittstelle abzudichten. Eine solche Anordnung sorgt für eine Abdichtung des Innenraums der Batteriepackung 105 von dessen Außenseite. Darüber hinaus kann der Montageprozess in Zukunft leicht umgekehrt werden, wenn eine Wartung der Batteriepackung 105 gewünscht wird, z.B. am Ende der Nutzungsdauer der Batteriepackung 105 oder wenn die modularen Batteriegehäuse innerhalb der Batteriepackung 105 während der Nutzungsdauer des batterieelektrischen Fahrzeugs mit neuen Einheiten aufgefrischt werden. Wie von den Herstellern von Fahrzeugen in der Erstausrüstung üblicherweise praktiziert, kann die Endmontage von Fahrzeugen auch die Entgegennahme von teilmontierten Modulen innerhalb des Montagewerks zur Endmontage an den zu produzierenden Fahrzeugen umfassen. Es ist vorgesehen, dass die Batteriepackung 105, wie hier beschrieben, außerhalb des Standorts hergestellt und im Endmontagewerk zur Integration in das batterieelektrische Fahrzeug entgegengenommen werden kann. Daher ist es zu begrüßen, dass die hier beschriebene Stützen- und Dichtungsbaugruppe die Endmontage und Abdichtung der Batteriepackung ermöglicht, die am Ort der Herstellung und Montage der Batteriepackung auf Dichtheit geprüft und getestet werden kann, z.B. durch Druckprüfung einer fertigen Batteriepackung.
5 zeigt zusätzlich eine Ausführungsform der Befestigung der so konstruierten Batteriepackung 105 an einer Batteriepackung-Befestigungsstruktur, zum Beispiel an der Automobil-Einheitskörperstruktur 103 des batterieelektrischen Fahrzeugs 101, wie hier beschrieben. Die Batteriepackung-Befestigungsstruktur kann die Bodenwanne 119 der Kfz-Einheitskörperstruktur 103 umfassen. Die Bodenwanne 119 kann eine durch sie hindurchgehende Öffnung enthalten, die in Montageausrichtung im Wesentlichen konzentrisch mit der Öffnung in der Wand 167 der oberen Abdeckung 113 der Batteriepackung 105 ist. Die Bodenwanne 119 kann zusätzlich lokale Verstärkungen 510 enthalten, z.B. Stahlblech, das mit der Bodenwanne 119 unter Verwendung eines durchgeschweißten, expandierbaren Dichtungsmaterials verschweißt ist. Eine solche Verstärkung 510 gilt als in jeder Bezugnahme auf Bodenblech 119 enthalten. Der äußere Abschnitt 501 der Stütze 506 hat einen Abschnitt 501A mit reduziertem Durchmesser und eine Schulter 525. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Öffnung in der Bodenwanne 119 so bemessen, dass sie durch den im Durchmesser reduzierten Abschnitt 501A des äußeren Abschnitts 501 der Stütze 506 hindurchführt. Zwischen der Bodenwanne 119 und der Wand 167 kann eine Dichtung vorgesehen werden. Bei der Dichtung kann es sich um eine komprimierbare Dichtung, wie z.B. eine Dichtung 523 handeln, wie dargestellt. Bei der Dichtung kann es sich um jede andere geeignete Dichtung handeln, einschließlich z.B. eines verteilten flexiblen Polyurethan-Elastomers, das nach dem Zusammenbau der Batteriepackung 105 mit der Bodenwanne 119 an Ort und Stelle ausgehärtet wird. Eine solche sekundäre Dichtung bietet eine zusätzliche Abdichtung der Batteriepackung 105 gegen unerwünschte Umweltverschmutzungen von außen, die in der Umgebung des Fahrzeugunterbodens besonders aggressiv sein können. Der Abschnitt 501A mit reduziertem Durchmesser des äußeren Abschnitts 501 der Stütze 506 kann Außengewinde enthalten, die sich durch die Öffnung in der Bodenwanne 119 erstrecken, in die die Mutter 521 eingreift und angezogen wird, um die Strukturen zusammenzuziehen und die Dichtung 523 zusammenzudrücken, um die gewünschte Abdichtung zu bewirken.
6 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Stütze 606 und ihre Befestigung und Abdichtung an der Wand 167, die in der oberen Abdeckung 113 der Batteriepackung 105 ausgebildet ist. Die Stütze 606 kann sich durch die Strukturschiene 608 erstrecken und kann daran angeschweißt werden. Ein innerer Abschnitt 611 der Stütze 606 befindet sich innerhalb der Batteriepackung unter der Wand 167. Ein äußerer Abschnitt 601 der Stütze 606 erstreckt sich vom inneren Abschnitt 611 durch eine Öffnung in der Wand 167. Die Stütze 606 kann eine Bohrung 609 enthalten, die sich vollständig durch sie hindurch erstreckt, um einen Befestigungsbolzen durch sie hindurchzuführen, wie hier weiter beschrieben. Die Stütze 606 kann eine Schulter 607 aufweisen, die größer als die Öffnung in der Wand 167 sein kann. Eine Unterlegscheibe 605 und eine Dichtung 603 können zwischen der Schulter 607 und der Innenseite der Wand 167 eingeschlossen werden. Der äußere Abschnitt 601 der Stütze 606 kann ein Außengewinde für die Aufnahme der Mutter 617 aufweisen. Die Mutter 617 kann angezogen werden, um die Wand 167 und die Stütze zusammenzuziehen, wodurch die Wand 167 und die Unterlegscheibe 605 und die Dichtung 603 zwischen der Mutter 617 und der Schulter 607 zusammengedrückt werden. Eine Gewindedichtung kann an der Verbindungsstelle zwischen Mutter 617 und Außengewinde verwendet werden, um ein Lösen zu verhindern und um Gas- oder Flüssigkeitseintritte an der Verbindungsstelle abzudichten. Eine ähnliche Befestigung und Abdichtung der Stütze 606 an der Wand 265, die im unteren Einsatz 106 der Batteriepackung 105 ausgebildet ist, ist ebenfalls abgebildet. Die Stütze 606 kann sich durch die Strukturschiene 608 an deren Basis erstrecken. Der innere Abschnitt 611 der Stütze 606 befindet sich innerhalb der Batteriepackung oberhalb der Wand 265. Ein äußerer Abschnitt 640 der Stütze 606 erstreckt sich vom inneren Abschnitt 611 durch eine Öffnung in der Wand 265. Die Stütze 606 kann einen Flansch 641 enthalten, der größer als die Öffnung in der Wand 265 sein kann. Zwischen dem Flansch 641 und der Innenseite der Wand 265 kann eine Dichtung 637 eingeschlossen werden. Der äußere Abschnitt 640 der Stütze 606 kann ein Außengewinde zum Einrasten der Mutter 635 aufweisen. Die Mutter 635 kann angezogen werden, um die Wand 265 und die Stütze zusammenzuziehen, wodurch die Wand 265 und die Dichtung 637 zwischen der Mutter 635 und dem Flansch 641 zusammengedrückt werden. Eine Gewindedichtung kann an der Schnittstelle zwischen Mutter 635 und Außengewinde verwendet werden, um ein Lösen zu verhindern und um eventuelle Gas- oder Flüssigkeitseintritte an der Schnittstelle abzudichten. Eine solche Anordnung sorgt für eine Abdichtung des Innenraums der Batteriepackung 105 von dessen Außenseite. Darüber hinaus kann der Montageprozess in Zukunft leicht umgekehrt werden, wenn eine Wartung der Batteriepackung 105 gewünscht wird, zum Beispiel am Ende der Nutzungsdauer der Batteriepackung 105 oder wenn die modularen Batteriegehäuse innerhalb der Batteriepackung 105 während der Nutzungsdauer des batterieelektrischen Fahrzeugs mit neuen Einheiten aufgefrischt werden. Wie von den Herstellern von Fahrzeugen in der Erstausrüstung üblicherweise praktiziert, kann die Endmontage von Fahrzeugen auch die Entgegennahme von teilmontierten Modulen innerhalb des Montagewerks zur Endmontage an den zu produzierenden Fahrzeugen umfassen. Es ist vorgesehen, dass die Batteriepackung 105, wie hier beschrieben, außerhalb des Standorts hergestellt und im Endmontagewerk zur Integration in das batterieelektrische Fahrzeug entgegengenommen werden kann. Es ist daher zu begrüßen, dass die hier beschriebene Stützen- und Dichtungsbaugruppe die Endmontage und Abdichtung der Batteriepackung ermöglicht, die am Ort der Herstellung und Montage der Batteriepackung auf Dichtheit geprüft und getestet werden kann, z.B. durch Druckprüfung einer fertigen Batteriepackung.
6 zeigt zusätzlich eine Ausführungsform der Befestigung der so konstruierten Batteriepackung 105 an einer Batteriepackung-Befestigungsstruktur, zum Beispiel an der Automobil-Einheitskörperstruktur 103 des batterieelektrischen Fahrzeugs 101, wie hier beschrieben. In einer Ausführungsform kann die Batteriepackung-Befestigungsstruktur die Bodenwanne 119 der Kfz-Einheitskörperstruktur 103 umfassen. Die Bodenwanne kann eine durchgehende Öffnung enthalten, die in Montageausrichtung im Wesentlichen konzentrisch mit der Öffnung in der Wand 167 der oberen Abdeckung 113 der Batteriepackung 105 ist. In der vorliegenden Ausführungsform drückt die Bodenwanne 119 gegen das Ende des äußeren Abschnitts 601 der Stütze 606. Zwischen der Bodenwanne 119 und der Wand 167 kann eine Dichtung vorgesehen werden. Bei der Dichtung kann es sich um eine komprimierbare Dichtung, wie z.B. eine Dichtung 623 handeln, wie dargestellt. Bei der Dichtung kann es sich um jede andere geeignete Dichtung handeln, einschließlich z.B. eines verteilten flexiblen Polyurethan-Elastomers, das nach dem Zusammenbau der Batteriepackung 105 mit der Bodenwanne 119 an Ort und Stelle ausgehärtet wird. Eine solche sekundäre Dichtung bietet eine zusätzliche Abdichtung der Batteriepackung 105 gegen unerwünschte Umweltverschmutzungen von außen, die in der Umgebung des Fahrzeugunterbodens besonders aggressiv sein können. In ähnlicher Weise kann eine Dichtung zwischen einer Unterlegscheibe 633 und der Wand 265 vorgesehen werden. Bei der Dichtung kann es sich um eine kompressible Dichtung handeln, wie z.B. eine Dichtung 639, wie dargestellt. Bei der Dichtung kann es sich um jede andere geeignete Dichtung handeln, einschließlich z.B. eines verteilten flexiblen Polyurethan-Elastomers, das nach der Montage der Batteriepackung 105 an der Bodenwanne 119 an Ort und Stelle ausgehärtet wird. Eine solche sekundäre Dichtung bietet eine zusätzliche Abdichtung der Batteriepackung 105 gegen unerwünschte Umweltverschmutzungen von außen, die in der Umgebung des Fahrzeugunterbodens besonders aggressiv sein können. Der Bolzen 115 kann wie abgebildet von unten eingesetzt werden, so dass sein Kopf in die Unterlegscheibe 633 und das gegenüberliegende Gewindeende in die Mutter 621 eingreift, bei der es sich um eine Schweißmutter handeln kann. Der Bolzen 115 kann angezogen werden, um die Strukturen zusammenzuziehen und die Dichtungen 623 und 639 zusammenzudrücken, um die gewünschten Dichtungen zu erzielen. Alternativ kann der Bolzen 115 von oben eingeführt und mit einer Mutter neben der Unterlegscheibe 633 in Eingriff gebracht und angezogen werden, um die gewünschten Dichtungen zu erzielen.
7 und 8 veranschaulichen alternative Ausführungsformen der Stütze 606 und ihrer Befestigung und Abdichtung an der Wand 265, die in dem unteren Einsatz 106 der Batteriepackung 105 ausgebildet sind, wobei die Stütze 706 eine vollständig durchgehende Bohrung aufweist. 7 zeigt die Stütze 706 einschließlich eines Flansches 741, der größer als die Öffnung durch Wand 265 ist. Die Stütze 706 kann sich durch die Strukturschiene 708 an deren Basis erstrecken. Die Stütze 706 umfasst einen äußeren Abschnitt 740, der durch die Öffnung in Wand 265 hindurchgeht. Die Stütze 706 kann an die Wand 265 angeschweißt werden, um eine strukturelle Befestigung und eine Dichtung dazwischen herzustellen. Das Schweißen kann z.B. durch Reibungsschweißen erfolgen. 8 zeigt die Stütze 806 einschließlich eines Flansches 841, der größer als die Öffnung durch die Wand 265 ist. Die Stütze 806 kann sich durch die Strukturschiene 808 an deren Basis erstrecken. Der Flansch 841 befindet sich an der Außenseite der Wand 265. Die Stütze 806 darf an die Wand 265 geschweißt werden, um eine strukturelle Befestigung und eine Dichtung dazwischen herzustellen. Das Schweißen kann z.B. durch Reibungsschweißen erfolgen.
Wenn eine Beziehung zwischen ersten und zweiten Elementen in der obigen Offenbarung nicht ausdrücklich als „direkt“ beschrieben wird, kann diese Beziehung eine direkte Beziehung sein, bei der keine anderen dazwischenliegenden Elemente zwischen den ersten und zweiten Elementen vorhanden sind, aber auch eine indirekte Beziehung, bei der ein oder mehrere dazwischenliegende Elemente (entweder räumlich oder funktionell) zwischen den ersten und zweiten Elementen vorhanden sind.
Es sollte verstanden werden, dass ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu ändern. Ferner kann, obwohl jede der Ausführungsformen oben als mit bestimmten Merkmalen versehen beschrieben ist, jedes einzelne oder mehrere dieser Merkmale, die in Bezug auf jede Ausführungsform der Offenbarung beschrieben sind, in einer der anderen Ausführungsformen implementiert und/oder mit Merkmalen jeder der anderen Ausführungsformen kombiniert werden, selbst wenn diese Kombination nicht ausdrücklich beschrieben ist. Mit anderen Worten, die beschriebenen Ausführungsformen schließen sich nicht gegenseitig aus, und Permutationen einer oder mehrerer Ausführungsformen miteinander bleiben im Rahmen dieser Offenbarung.
Während die obige Offenbarung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird es von den Fachleuten verstanden werden, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Elemente davon durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne von ihrem Anwendungsbereich abzuweichen. Darüber hinaus können viele Änderungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von ihrem wesentlichen Anwendungsbereich abzuweichen. Es ist daher beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die einzelnen offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern alle Ausführungsformen einschließt, die in ihren Anwendungsbereich fallen.

Claims

Befestigungssystem für einen wartungsfähigen Batteriesatz, umfassend: eine Batteriepackung, die eine erste Gehäusewand umfasst, die eine entsprechende Innenseite und eine entsprechende Außenseite aufweist und eine entsprechende Öffnung durch sie hindurch definiert, eine Stütze mit einem inneren Abschnitt innerhalb der Batteriepackung und einem ersten äußeren Abschnitt, der sich vom inneren Abschnitt durch die Öffnung der ersten Gehäusewand zur Außenseite der Batteriepackung erstreckt, wobei der innere Abschnitt einen ersten Flansch aufweist, der größer als die Öffnung der ersten Gehäusewand ist, wobei die Stütze einen ersten Satz von Gewinden auf dem ersten äußeren Abschnitt aufweist, eine erste Dichtung, die zwischen dem ersten Flansch und der Innenseite der ersten Gehäusewand eingeschlossen ist; eine erste Mutter, die in den ersten Satz von Gewinden eingreift und so konfiguriert ist, dass sie die erste Gehäusewand zwischen der ersten Mutter und dem ersten Flansch zusammendrückt; eine Batteriepackung-Befestigungsstruktur, die eine erste Oberfläche umfasst, die der Außenseite der ersten Gehäusewand zugewandt ist und eine entsprechende Öffnung durch sie hindurch definiert, wobei die Öffnung der ersten Gehäusewand und die Öffnung der Batteriepackung-Befestigungsstruktur im Wesentlichen konzentrisch sind; eine Gewinde-Befestigungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie die Stütze und die Batteriepackung-Befestigungsstruktur zusammenzieht; und eine erste Dichtung, die zwischen der ersten Gehäusewand und der Batteriepackung-Befestigungsstruktur angeordnet ist.
System von Anspruch 1, umfassend: wobei die Batteriepackung eine zweite Gehäusewand umfasst, die der ersten Gehäusewand gegenüberliegt und von dieser beabstandet ist und eine entsprechende Innenseite, eine entsprechende Außenseite aufweist und eine entsprechende Öffnung durch sie hindurch definiert, wobei die Stütze einen zweiten äußeren Abschnitt umfasst, wobei der innere Abschnitt der Stütze zwischen dem ersten und dem zweiten äußeren Abschnitt liegt, wobei sich der zweite äußere Abschnitt durch die Öffnung der zweiten Gehäusewand zur Außenseite der Batteriepackung erstreckt, wobei der innere Abschnitt einen zweiten Flansch umfasst, der größer als die Öffnung der zweiten Gehäusewand ist, wobei die Stütze einen zweiten Satz von Gewinden auf dem zweiten äußeren Abschnitt umfasst, eine zweite Dichtung, die zwischen dem zweiten Flansch und der Innenseite der zweiten Gehäusewand eingeschlossen ist; und eine zweite Mutter, die in den zweiten Satz von Gewinden eingreift und so konfiguriert ist, dass sie die zweite Gehäusewand zwischen der zweiten Mutter und dem zweiten Flansch zusammendrückt.
System nach Anspruch 1, umfassend: wobei die Stütze eine Bohrung durch mindestens einen Teil des ersten äußeren Abschnitts und einen Satz von Gewinden im Inneren der Bohrung aufweist; und wobei die Gewinde-Befestigungsvorrichtung einen Bolzen aufweist, der sich durch die Öffnung der Batteriepackung-Befestigungsstruktur erstreckt und in den Satz von Gewinden im Inneren der Bohrung eingreift, um die Stütze und die Batteriepackung-Befestigungsstruktur zusammenzuziehen.
System nach Anspruch 2, umfassend: wobei die Stütze eine Bohrung durch mindestens einen Teil des ersten äußeren Abschnitts und einen Satz von Gewinden im Inneren der Bohrung aufweist; und wobei die Gewinde-Befestigungsvorrichtung einen Bolzen aufweist, der sich durch die Öffnung der Batteriepackung-Befestigungsstruktur erstreckt und in den Satz von Gewinden im Inneren der Bohrung eingreift, um die Stütze und die Batteriepackung-Befestigungsstruktur zusammenzuziehen.
System nach Anspruch 2, umfassend: wobei die Stütze eine erste Bohrung durch mindestens einen Teil des ersten äußeren Abschnitts und einen ersten Satz von Gewinden im Inneren der ersten Bohrung, eine zweite Bohrung durch mindestens einen Teil des zweiten äußeren Abschnitts und einen zweiten Satz von Gewinden im Inneren der zweiten Bohrung aufweist; wobei die Gewinde-Befestigungsvorrichtung einen ersten Bolzen aufweist, der sich durch die Öffnung der Batteriepackung-Befestigungsstruktur erstreckt und in den ersten Satz von Gewinden im Inneren der ersten Bohrung eingreift, um die Stütze und die Batteriepackung-Befestigungsstruktur zusammenzuziehen; eine zweite Dichtung, die zwischen der Außenseite der zweiten Gehäusewand und einer Unterlegscheibe angeordnet ist; und einen zweiten Bolzen, der sich durch die Unterlegscheibe und die Öffnung der zweiten Gehäusewand erstreckt und in den zweiten Satz von Gewinden im Inneren der zweiten Bohrung eingreift.
System nach Anspruch 2, umfassend: wobei die Stütze eine durchgehende Längsbohrung aufweist; und wobei die Gewinde-Befestigungsvorrichtung einen Bolzen mit einem Kopf und einem gegenüberliegenden Gewindeende aufweist, wobei der Bolzen vollständig durch die Stützenbohrung und die Öffnung der Batteriepackung-Befestigungsstruktur eingeführt wird und bei einer dritten Mutter endet.
Montageverfahren für eine wartungsfähige Batteriepackung, umfassend: Bereitstellen einer Batteriepackung mit einer Stütze, die sich durch eine Wand der Batteriepackung erstreckt; Bereitstellen einer ersten Batteriepackungsdichtung zwischen der Stütze und der Wand der Batteriepackung; Befestigen der Batteriepackung an der Außenseite einer Bodenwanne eines Fahrzeugs an der Stütze; und Bereitstellen einer zweiten Batteriepackungsdichtung zwischen der Außenseite der Bodenwanne und der die Stütze umgebenden Wand der Batteriepackung.
Montageverfahren nach Anspruch 7, umfassend: Bereitstellen der ersten Batteriepackungsdichtung zwischen der Stütze und der Wand der Batteriepackung, umfassend: Bereitstellen der Stütze mit einer Schulter im Inneren der Batteriepackung; Bereitstellen von Außengewinden an einem Teil der Stütze außerhalb der Batteriepackung; und Zusammendrücken der Wand der Batteriepackung zur Schulter hin mit einer Mutter, die in die Außengewinde eingreift.
Montageverfahren nach Anspruch 7, umfassend: Befestigen der Batteriepackung an der Außenseite der Bodenwanne des Fahrzeugs an der Stütze, umfassend: Bereitstellen der Stütze mit einer Bohrung durch mindestens einen Teil der Stütze, die sich durch die Wand der Batteriepackung erstreckt; Bereitstellen von Innengewinden im Inneren der Bohrung; und Bereitstellen eines Bolzens, der sich durch die Bodenwanne des Fahrzeugs erstreckt und in die Innengewinde eingreift.
Montageverfahren nach Anspruch 8, umfassend: Befestigen der Batteriepackung an der Außenseite der Bodenwanne des Fahrzeugs an der Stütze, umfassend: Bereitstellen der Stütze mit einer Bohrung durch mindestens einen Teil der Stütze, die sich durch die Wand der Batteriepackung erstreckt; Bereitstellen von Innengewinden an der Innenseite der Bohrung; und Bereitstellen eines Bolzens, der sich durch die Bodenwanne des Fahrzeugs erstreckt und in die Innengewinde eingreift, Bereitstellen der zweiten Batteriepackungsdichtung zwischen der Außenseite der Bodenwanne und der Wand der Batteriepackung, die die Stütze umgibt, umfassend: Bereitstellen einer kompressiblen Dichtung zwischen der Außenseite der Bodenwanne und der die Mutter umgebenden Wand der Batteriepackung; und Zusammendrücken der kompressiblen Dichtung zwischen der Außenseite der Bodenwanne und der Wand der Batteriepackung, die die Mutter umgibt, wobei sich der Bolzen durch die Bodenwanne des Fahrzeugs erstreckt und in die Innengewinde eingreift.