DE102021102085A1

DE102021102085A1 - Batterieschale mit Unterboden und Traktionsbatterie

Info

Publication number: DE102021102085A1
Application number: DE102021102085.9A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Wolf; Christoph Schwenk; Jürgen Pfaff
Original assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Current assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2021-01-29
Publication date: 2022-08-04
Also published as: WO2022161979A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterieschale, insbesondere eine Batterieschale einer Traktionsbatterie, wobei die Batterieschale aus Kunststoff ausgeformt ist, wobei die Batterieschale einen Boden und zumindest vier Seitenwände aufweist, wobei die Batterieschale ein Aufnahmevolumen aufweist, wobei das Aufnahmevolumen zur Aufnahme und zur Fixierung von zumindest einem Batteriemodul eingerichtet ist, wobei die Batterieschale zumindest bereichsweise als Unterboden eines Kraftfahrzeugs ausgestaltet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterieschale mit Unterboden und eine Traktionsbatterie.
Kraftfahrzeuge mit einem zumindest teilweise batterieelektrischen Antrieb weisen in der Nähe des Unterbodens oftmals großflächige Traktionsbatterien auf, welche überwiegend ein metallisches Batteriegehäuse aufweisen.
Die Hauptfunktion des Batteriegehäuses besteht in der Fixierung der Batteriemodule im Kraftfahrzeug.
Zum Schutz der Traktionsbatterie vor Steinschlag und/oder vor einem harten Aufsetzen des Kraftfahrzeugbodens auf dem Untergrund ist in der Regel unterhalb der Traktionsbatterie ein ebenfalls metallisch ausgeführter Unterbodenschutz angebracht, der als separates Bauteil ausgeführt ist.
Zur Verbesserung der Aerodynamik im Unterbodenbereich des Kraftfahrzeugs kommt zusätzlich eine als zumindest ein separates Bauteil ausgeführte Unterbodenverkleidung zum Einsatz, welche unterhalb der Traktionsbatterie oder unterhalb des Unterbodenschutzes angebracht ist.
Zusätzlich kommen zur weiteren Reduzierung des strömungsmechanischen Widerstandes und/oder zur Erhöhung der Fahrsicherheit Aerodynamikelemente zum Einsatz, insbesondere Leitrippen, Abrisskanten, Grübchen, welche auch als Dimples bekannt sind, oder dergleichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Batterieschale, insbesondere eine Batterieschale einer Traktionsbatterie, wobei die Batterieschale aus Kunststoff ausgeformt ist, wobei die Batterieschale einen Boden und zumindest vier Seitenwände aufweist, wobei die Batterieschale ein Aufnahmevolumen aufweist, wobei das Aufnahmevolumen zur Aufnahme und zur Fixierung von zumindest einem Batteriemodul und/oder einer Batteriezelle eingerichtet ist, wobei die Batterieschale zumindest bereichsweise einen Unterboden eines Kraftfahrzeugs aufweist.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Zunächst sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein“, „zwei“ usw. im Regelfall als „mindestens“-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...“, „mindestens zwei ...“ usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann offensichtlich oder technisch zwingend ist, dass dort nur „genau ein ...“, „genau zwei ...“ usw. gemeint sein können.

Im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung sei der Ausdruck „insbesondere“ immer so zu verstehen, dass mit diesem Ausdruck ein optionales, bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird. Der Ausdruck ist nicht als „und zwar“ und nicht als „nämlich“ zu verstehen.
Unter einer „Traktionsbatterie“ wird ein Energiespeicher verstanden, insbesondere ein Energiespeicher für elektrischen Strom. Vorzugsweise ist eine Traktionsbatterie zum Einbau in sowie zum Antrieb von Elektroautos geeignet. Vorzugsweise ist eine Traktionsbatterie zur Nutzung in einem batterieelektrischen Kraftfahrzeug und/oder einem Kraftfahrzeug mit batterieelektrischem Antrieb und Verbrennungsmotor geeignet.
Unter einem „Kunststoff“ wird ein Werkstoff verstanden, der hauptsächlich aus Makromolekülen besteht.
Vorzugsweise ist ein Kunststoff ein thermoplastischer Kunststoff, wobei sich ein thermoplastischer Kunststoff in einem stoffabhängigen Temperaturbereich verformen lässt, wobei dieser Prozess reversibel ist und durch Abkühlung und Wiedererwärmung bis in den schmelzflüssigen Zustand beliebig oft wiederholt werden kann.
Unter einer aus Kunststoff ausgeformten Batterieschale wird eine Batterieschale verstanden, deren äußere Form im Wesentlichen aus Kunststoff und/oder einem Faser-Kunststoff-Verbund ausgeformt ist. Vorzugsweise sind mehr oder gleich 70 % der äußeren Fläche der Batterieschale aus Kunststoff und/oder einem Faser-Kunststoff-Verbund ausgeformt, bevorzugt mehr oder gleich 80 % der äußeren Fläche und besonders bevorzugt mehr oder gleich 90 % der äußeren Fläche. Dabei sei unter anderem daran gedacht, dass die aus einem Kunststoff ausgeformte Batterieschale eine ein Metall aufweisende Innenstruktur aufweisen kann, wobei die ein Metall aufweisende Innenstruktur überwiegend von dem Kunststoff eingebettet ist und weniger als 30 % der äußeren Fläche der Batterieschale bildet.
Unter einer „Batterieschale“ wird ein Gehäusebestandteil einer Batterie, insbesondere einer Traktionsbatterie, verstanden.
Insbesondere ist eine Batterieschale zur Aufnahme von Komponenten einer Batterie eingerichtet und weist dementsprechend einen „Aufnahmevolumen“ zur Aufnahme von Komponenten auf, sodass diese durch die Batterieschale vor äußeren Einflüssen geschützt und/oder zumindest mittelbar in der Batterieschale befestigt werden können.
Vorzugsweise wird unter einer Batterieschale eine Batterieunterschale verstanden, wobei Batterieunterschale und Batteriedeckel vorzugsweise gemeinsam die wesentlichen Komponenten des Gehäuses einer Traktionsbatterie ergeben.
Insbesondere weist eine Batterieschale einen „Boden“ und im vorzugsweisen Fall einer Traktionsbatterie mit einem im Wesentlichen rechteckigen Grundriss zumindest vier „Seitenwände“ auf.
Boden und Seitenwände der Batterieschale formen das Aufnahmevolumen einer Batterieschale aus, wobei das Aufnahmevolumen der Batterieschale die „Innenseite“ der Batterieschale beschreibt.
Ausgehend von dem Aufnahmevolumen der Batterieschale befindet sich die „Außenseite“ der Batterieschale auf der von dem Aufnahmevolumen abgewendeten Seite des Bodens sowie der Seitenwände.
Unter einer „Batteriemodul“ wird eine bauliche Einheit verstanden, welche eine Mehrzahl von „Batteriezellen“ aufweist. Vorzugsweise weist ein Batteriemodul eine eigene Ummantelung der Mehrzahl von Batteriezellen auf, welche weiterhin vorzugsweise mittels einem Sicherheitsventil den Aufnahmeraum des Batteriemoduls von dem Aufnahmeraum der Batterieschale trennt. Unter einer „Batteriezelle“ wird ein Speicher für elektrische Energie auf elektrochemischer Basis verstanden.
Unter einem „Unterboden“ wird der Unterboden eines designierten Kraftfahrzeugs verstanden, in welchem die Batterieschale designiert zum Einsatz kommt. Der Unterboden eines Kraftfahrzeugs ist die Außenfläche eines Kraftfahrzeugs an der Unterseite des Kraftfahrzeugs, insbesondere die Außenfläche eines Kraftfahrzeugs, an welcher die Umströmung des Kraftfahrzeugs an der Unterseite des Kraftfahrzeugs vorbeiströmt.
Erkennungszeichen für eine Batterieschale aufweisend einen Unterboden ist unter anderem vorzugsweise eine Grundfläche, die über die Grundfläche des Aufnahmeraums der Batterieschale hinausgeht, insbesondere um mehr oder gleich 5 % über die Grundfläche des Aufnahmeraums der Batterieschale hinausgeht, bevorzugt um mehr oder gleich 10 % und besonderes bevorzugt um mehr oder gleich 15 %. Eine über die Grundfläche des Aufnahmeraums der Batterieschale hinausgehende Grundfläche wird vorliegend auch als „Unterbodenerweiterung“ bezeichnet.
Erkennungszeichen für eine Batterieschale aufweisend einen Unterboden ist unter anderem vorzugsweise eine Ausgestaltung der Unterseite des Bodens der Batterieschale in Form einer Unterbodenverkleidung eines designierten Kraftfahrzeugs.
Erkennungszeichen für eine Batterieschale aufweisend einen Unterboden ist unter anderem vorzugsweise eine verstärkte Struktur des Bodens einer Batterieschale, insbesondere eine Batterieschale aufweisend ein Versteifungselement in dem Boden der Batterieschale, insbesondere ein Versteifungselement im Boden der Batterieschale im Bereich des Aufnahmeraums.
Erkennungszeichen für eine Batterieschale aufweisend einen Unterboden ist unter anderem vorzugsweise eine Batterieschale aufweisend ein Aerodynamikelement, insbesondere ein oder mehrere Grübchen, ein oder mehrere Rillen, einen oder mehrere Spoiler, einen oder mehrere Diffusoren und/oder eine oder mehrere Abrisskanten.
Vorzugsweise ist der Unterboden zum Schutz gegen Steinschlag eingerichtet. Vorzugsweise ist der Unterboden zum Schutz gegen ein Aufsetzen des designierten Kraftfahrzeugs eingerichtet. Mit anderen Worten weist der Unterboden vorzugsweise einen Schutz vor äußeren Lasten auf. Vorzugsweise wird unter einem Unterboden ein Unterfahrschutz verstanden.
Vorzugsweise ist der Unterboden strömungsmechanisch vorteilhaft ausgestaltet, insbesondere möglichst eben ausgestaltet, sodass der Strömungswiderstand im Bereich des Unterbodens im Vergleich zu einem nicht strömungsmechanisch vorteilhaft ausgestalteten Unterboden sinken kann und damit insgesamt Energie eingespart werden kann. Vorzugsweise wird unter einem Unterboden eine Unterbodenverkleidung verstanden.
Vorzugsweise weist ein Unterboden Aerodynamikelemente auf, insbesondere eine Abrisskante, welche dazu eingerichtet ist, die Fahrstabilität des designierten Kraftfahrzeugs zu erhöhen, insbesondere mittels einer Verstetigung der Auftriebsbeiwerte des designierten Kraftfahrzeugs, insbesondere des designierten Auftriebsbeiwerts an der Vorderachse des designierten Kraftfahrzeugs und/oder des designierten Auftriebsbeiwerts an der Hinterachse des designierten Kraftfahrzeugs.
Vorzugsweise ist ein Unterboden zum Schutz vor Korrosion eingerichtet.
Vorzugsweise ist ein Unterboden möglichst eben ausgestaltet, sodass die Verwirbelungen der designierten Umströmung reduziert werden können, wodurch neben dem Reibungswiderstand auch die strömungsinduzierten Lärmquellen vermindert werden können und/oder die strömungsinduzierten Lärmquellen in ihrer designierten Schallemission verringert werde können.
Bei den heute bekannten Batterieschalen ist der Funktionsumfang der Batterieschale auf die Fixierung eines oder mehrerer Batteriemodule sowie etwaiger weiterer Systeme im Aufnahmeraum der Batterieschale angepasst.
Die heute bekannten Batterieschalen weisen keinen Unterfahrschutz auf, der einen Schutz gegen Steinschläge oder ein Aufsetzen des designierten Kraftfahrzeugs bereitstellt. Vielmehr werden die heute bekannten Batterieschalen in dem designierten Kraftfahrzeug oberhalb eines separaten Unterfahrschutzes angebracht. Dieser separat ausgestaltete Unterfahrschutz ist in aller Regel aus Metall gefertigt und hält Steinschläge von der Batterieschale ab und schützt diese vor einem Aufsetzen des Kraftfahrzeugs. Mit anderen Worten übernimmt heute ein Unterfahrschutz die Aufgabe, die bekannten Batterieschalen vor äußeren Lasten zu schützen.
Heutige Batterieschalen weisen keine Unterbodenverkleidung auf, welche dazu eingerichtet ist, den Strömungswiderstand eines designierten Kraftfahrzeugs zu reduzieren und/oder die Fahrstabilität des designierten Kraftfahrzeugs zu verstetigen und/oder strömungsinduzierte Geräusche zu minimieren. Vielmehr werden die heute bekannten Batterieschalen in dem designierten Kraftfahrzeug oberhalb einer separaten Unterbodenverkleidung angebracht, welche zur Erfüllung der vorbeschriebenen Aufgaben eingerichtet ist.
Mit anderen Worten sind heute bekannte Batterieschalen nicht dazu eingerichtet, die Funktionen eines Unterfahrschutzes und/oder einer Unterbodenverkleidung zu übernehmen. Hierdurch werden bei heute bekannten Batterieschalen separate Bauteile benötigt, die unterhalb der Batterieschale in einem designierten Kraftfahrzeug angebracht werden. Dies verursacht vergleichsweise höhere Kosten und benötigt vergleichsweise mehr Bauhöhe für das designierte Kraftfahrzeug.
Die hier vorgeschlagene Batterieschale weist einen Unterboden eines designierten Kraftfahrzeugs auf und erweitert auf diese Weise den Funktionsumfang der neben der Fixierung zumindest eines Batteriemoduls um zumindest eine weitere Funktionalität, insbesondere um einen Unterfahrschutz und/oder eine Unterbodenverkleidung und/oder weitergehende Aerodynamikelemente und/oder einen Korrosionsschutz für weitere Komponenten des designierten Kraftfahrzeugs.
Der Unterboden des designierten Kraftfahrzeugs ist vorzugsweise mit einer herkömmlichen Batterieschale aus Kunststoff fest verbunden oder an eine herkömmliche Batterieschale angeformt. Insbesondere ist der Unterboden mit der Batterieschale verschweißt und/oder verklebt. Vorteilhaft kann hierdurch die Herstellung der vorgeschlagenen Batterieschale vereinfacht werden.
Besonderes vorzugsweise wird der Boden einer herkömmlichen Batterieschale derart erweitert, dass die Batterieschale einen Unterboden aufweist. Dabei sei konkret daran gedacht, den Unterboden des designierten Kraftfahrzeugs direkt mit der Batterieschale auszuformen, wobei weiterhin vorzugsweise eine Unterbodenerweiterung ausgeformt werden kann und/oder eine spezielle Formgebung des Bodens der Batterieschale ausgeformt werden kann, insbesondere eine Formgebung aufweisend Aerodynamikelemente, und/oder ein Versteifungselement innerhalb des Bodens der Batterieschale ausgestaltet werden kann.
Unter anderem wird gemäß einer ersten Variante oder kumulativ zu einer oder mehrerer der weiteren Varianten eine Batterieschale vorgeschlagen, welche einen Unterboden eines designierten Kraftfahrzeugs aufweist, der dazu eingerichtet ist, die Batterieschale vor äußeren Lasten derart zu schützen, dass diese nicht durch einen separaten Unterfahrschutz vor Steinschlägen und/oder einem Aufsetzen des designierten Kraftfahrzeugs geschützt werden muss. Vielmehr wird diese Schutzfunktion vor äußeren Lasten durch das Aufweisen eines Unterbodens in die hier vorgeschlagene Batterieschale integriert. Es wird also eine Batterieschale vorgeschlagen, welche die von einem Unterfahrschutz ausgehende Sicherheitsfunktion für die Batterieschale bereits integriert aufweist.
Gemäß einer zweiten Variante oder kumulativ zu einer oder mehrerer der weiteren Varianten wird eine Batterieschale vorgeschlagen, welche einen Unterboden eines designierten Kraftfahrzeugs aufweist, der dazu eingerichtet ist, den Strömungswiderstand eines designierten Kraftfahrzeugs zu reduzieren und/oder die Fahrstabilität des designierten Kraftfahrzeugs zu verstetigen und/oder strömungsinduzierte Geräusche zu minimieren. Mit anderen Worten wird alternativ oder kumulativ eine Batterieschale vorgeschlagen, welche die von einer Unterbodenverkleidung ausgehenden strömungsmechanischen Funktionen für das designierte Kraftfahrzeug bereits in der Batterieschale integriert aufweist.
Gemäß einer dritten Variante oder kumulativ zu einer oder mehrerer der weiteren Varianten wird eine Batterieschale vorgeschlagen, welche einen Unterboden eines designierten Kraftfahrzeugs aufweist, der Aerodynamikelemente aufweist, insbesondere ein oder mehrere Grübchen, ein oder mehrere Rillen, einen oder mehrere Spoiler, einen oder mehrere Diffusoren und/oder eine oder mehrere Abrisskanten.
Gemäß einer vierten Variante oder kumulativ zu einer oder mehrerer der weiteren Varianten wird eine Batterieschale vorgeschlagen, welche einen Unterboden eines designierten Kraftfahrzeugs aufweist, der einen Korrosionsschutz für weitere Komponenten des designierten Kraftfahrzeugs aufweist, insbesondere für weitere Komponenten, welche von dem Unterboden in dem designierten Kraftfahrzeug verdeckt werden.
Insbesondere werden die oberhalb dargestellten Varianten unterschiedlicher Funktionsintegrationen in die Batterieschale ermöglicht, da die hier vorgeschlagene Batterieschale aus Kunststoff ausgeformt ist, wodurch eine hierfür erforderliche geometrische und/oder strukturelle Komplexität der Batterieschale ermöglicht wird, welche eine Integration der dargestellten zusätzlichen Funktionalitäten in die Batterieschale vergleichsweise einfach ermöglicht.
Vorteilhaft kann hierdurch benötigter Bauraum und/oder Gewicht eingespart werden.
Vorzugsweise ist die hier vorgeschlagene Batterieschale aus einem thermoplastischen Kunststoff ausgeformt, besonders vorzugsweise aus einem Polyamid, insbesondere einem Polyamid 6 oder einem Polyamid 6.6 oder einem Polyamid 12, oder einem Polypropylen oder einem Polyolefine.
Vorzugsweise ist die Batterieschale zumindest bereichsweise als Unterboden eines Kraftfahrzeugs ausgestaltet.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform weist der Unterboden eine Wandstärke zwischen 3 und 10 mm auf, vorzugsweise eine Wandstärke zwischen 4 und 9 mm und besonders bevorzugt eine Wandstärke zwischen 5 und 8 mm auf.
Besonders bevorzugt ist die Batterieschale monolithisch ausgeformt.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einer „monolithisch“ ausgeformten Batterieschale wird eine Batterieschale verstanden, welche in einem einzigen Bauteil zusammenhängend und fugenlos hergestellt ist.

Mit anderen Worten ist eine monolithisch ausgeformte Batterieschale nicht aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt und auch nicht aus einer Mehrzahl von Einzelteilen etwa mittels eines Schweißverfahrens stoffschlüssig gefügt. Vielmehr ist eine monolithisch ausgeformte Batterieschale fugenlos.
Vorzugsweise wird unter einer monolithisch ausgeformten Batterieschale eine werkzeugfallende Batterieschale verstanden.
Unter einer werkzeugfallenden Batterieschale wird eine Batterieschale verstanden, die in einem Schritt mithilfe eines Werkzeugs hergestellt wird.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Batterieschale mitsamt dem inneren Versteifungsmittel und/oder äußeren Versteifungsmittel in einem Fertigungsschritt kostengünstig hergestellt werden kann, wobei der Übergang von einem Versteifungsmittel in eine Seitenwand und/oder den Boden der Batterieschale kein zusätzliches Versagensrisiko durch eine Schweißnaht oder eine abweichende Verbindung aufweist.
So kann auch vorteilhaft eine inhärente Dichtigkeit einer Batterieschale erreicht werden.
Besonders zweckmäßig weist der Unterboden ein Versteifungselement auf, wobei das Versteifungselement zur Erfüllung der strukturellen Anforderungen an den Unterboden eingerichtet ist.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „Versteifungselement“ wird eine geometrische und/oder stoffliche Ausgestaltung des Unterbodens verstanden, welche dazu eingerichtet ist, de Unterboden zu versteifen, insbesondere gegenüber einem herkömmlichen Boden einer aus Kunststoff ausgeformten Batterieschale zu versteifen.

Vorzugsweise weist ein Versteifungselement eine stoffliche Veränderung gegenüber dem Material der Batterieschale auf, vorzugsweise in Form von in die Schicht eingebrachtem Fasermaterial, welches dazu eingerichtet ist, die Steifigkeit der Schicht, insbesondere des Bodens, zu erhöhen.
Unter anderem sei daran gedacht, dass ein Versteifungselement ein Organo-Blech aufweist.
Ein Versteifungselement kann weiterhin vorzugsweise derart innerhalb der Batterieschale angeordnet sein, dass es zumindest einen Teil der Außenwand der Batterieschale bildet, insbesondere im Bereich des Unterbodens zumindest einen Teil der Außenwand der Batterieschale bildet.
Vorzugsweise weist der Unterboden an seiner Unterseite eine Struktur auf, insbesondere in Form von Vertiefungen. Vorteilhaft kann hierdurch unter anderem eine Veränderung der Eigenfrequenzen und/oder Eigenmodi erreicht werden, sodass sich Vorteile für die Aeroakustik des Unterbodens ergeben.
Vorzugsweises wird eine Struktur des Unterbodens urgeformt oder geprägt.
Besonders bevorzugt weist das Versteifungselement eine langfaserverstärkte Schicht auf, insbesondere eine langfaserverstärkte Schicht im Unterboden der Batterieschale.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einer „langfaserverstärkten Schicht“ wird eine Schicht verstanden, welche Langschnittasern aufweist. Unter einer „Langschnittfaser“ wird eine Faser begrenzter Länge mit einer Länge von größer gleich 0,5 mm verstanden. Optional weisen die Langschnittfasern eine Länge zwischen 0,5 mm und 20 mm auf, bevorzugt eine Länge zwischen 1,0 mm und 15 mm und bevorzugt eine Länge zwischen 1,0 mm und 10 mm.

Vorzugsweise handelt es sich bei den Fasern um Glasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern oder dergleichen.
Vorzugsweise weist das Versteifungselement Endlosfasern auf, insbesondere in Form von unidirektional orientierten Fasern oder in Form von Gelegen, insbesondere in Form von Organo-Blechen.
Vorzugsweise weist das Versteifungselement einen Faservolumenanteil von größer oder gleich 20 % auf, bevorzugt einen Faservolumenanteil von größer oder gleich 30 % und besonders bevorzugt einen Faservolumenanteil von größer oder gleich 40 %.
Besonders bevorzugt liegt der Faservolumenanteil zwischen 25 und 50 %.
Durch die langfaserverstärkte Schicht kann vorteilhaft erreicht werden, dass die Batterieschale bei einem nur geringfügigen zusätzlichen Aufwand besonders einfach versteift werden kann. Unter anderem können die Langschnittfasern in einer Formmasse aufgewiesen sein, welche mittels einem Pressverfahren zu der Batterieschale ausgeformt wird. Vorzugsweise kann durch Verwendung von Langschnittfasern ein Verstärkungsvlies innerhalb der Batterieschale erreicht werden, mittels welchem die Batterieschale versteift wird und welches auch die Durchstoßfestigkeit der Batterieschale erhöhen kann.
Unter anderem sei hier auch daran gedacht, dass die Formmasse während dem Pressverfahren ein Versteifungselement einbettet, wobei das Versteifungselement zumindest teilflächig die äußere Schicht der Batterieschale und/oder die Wand der Batterieschale bilden kann. Dabei sei unter anderem daran gedacht, dass die Langschnittfasern in der Formmasse beim Ausformen der Batterieschale ein Versteifungselement an die Außenwand der Batterieschale drücken können, wodurch das Versteifungsmittel vorteilhaft zumindest teilflächig die äußere Schicht der Batterieschale und/oder die Wand der Batterieschale bildet.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform weist Versteifungselement einen Kern auf, wobei das Versteifungselement oberhalb und unterhalb des Kerns vollflächig oder zumindest bereichsweise eine langfaserverstärkte Schicht aufweist.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „Kern“ wird ein Bereich der Batterieschale verstanden, welcher im Vergleich zu einer langfaserverstärkten Schicht und/oder einer endlosfaserverstärkten Schicht ein geringeres spezifisches Gewicht aufweist. Vorzugsweise weist ein Kern eine besonders hohe Stabilität gegenüber Querkontraktion auf, insbesondere gegenüber einer Querkontraktion hervorgerufen von einer Biegung des Versteifungselements.

Vorzugsweise weist ein Kern eine gegenüber einer langfaserverstärkten Schicht und/oder einer endlosfaserverstärkten Schicht abweichende stoffliche Beschaffenheit auf, mittels welcher die spezifischen Eigenschaften des Kerns vorteilhaft erreicht werden können.
Vorzugsweise weist der Kern ein poröses Material auf.
Vorzugsweise besteht der Kern aus Holz, insbesondere aus Balsaholz.
Vorzugsweise ist der Kern mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt, insbesondere mittels einem Schaumspritzgussverfahren, insbesondere unter Verwendung einer gasbeladenen Schmelze.
Vorzugsweise weist der Kern Fasern zur Verstärkung der Kernstruktur auf.
Vorzugsweise weist der Kern eine gegenüber einer langfaserverstärkten Schicht und/oder einer endlosfaserverstärkten Schicht abweichende Geometrie auf, mittels welcher die spezifischen Eigenschaften des Kerns vorteilhaft erreicht werden können.
Unter anderem wird hier eine Sandwichbauweise des Versteifungselements vorgeschlagen, wobei der Kern beidseitig, insbesondere an den Seiten des Kerns mit den größten Oberflächen, von einer langfaserverstärkten Schicht und/oder einer endlosfaserverstärkten Schicht vollflächig oder zumindest bereichsweise flankiert wird.
Das hier vorgeschlagene Versteifungselement aufweisend einen Kern und/oder in Sandwichbauweise ermöglicht vorteilhaft einen Leichtbau eines Versteifungselements. Somit kann bei gleicher Steifigkeit Gewicht und Material gegenüber einem Versteifungselement ohne Kern und/oder Sandwichbauweise eingespart werden. Alternativ kann bei gleichem Gewicht die Steifigkeit des Versteifungselements signifikant erhöht werden. Insbesondere kann durch den Kern und/oder die Sandwichbauweise die Funktion eines Unterfahrschutzes mit einem geringen Gewichtsaufwand erreicht werden.
Vorzugsweise weist der Kern eine Wandstärke zwischen 3 und 25 mm auf, bevorzugt eine Wandstärke zwischen 4 und 22 mm und besonders bevorzugt eine Wandstärke zwischen 5 und 20 mm.
Zweckmäßig weist der Unterboden angrenzend an einen zentralen Unterbodenbereich eine Unterbodenerweiterung auf, wobei die Unterbodenerweiterung zur Verkleidung eines angrenzenden Bereichs eingerichtet ist.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „zentraler Unterbodenbereich“ wird der Bereich des Unterbodens verstanden, der unterhalb des Aufnahmevolumens der Batterieschale angeordnet ist.

Unter einer „Unterbodenerweiterung“ wird ein sich über den zentralen Unterbodenbereich hinaus erstreckender Bereich des Unterbodens verstanden, welcher vorzugsweise zur Verkleidung eines an das Aufnahmevolumen der Batterieschale angrenzenden Bereichs eingerichtet ist, insbesondere zur Reduzierung des strömungsmechanischen Widerstands eingerichtet ist.
Vorzugsweise erstreckt sich eine Unterbodenerweiterung nur in Querrichtung der Batterieschale oder in Längsrichtung der Batterieschale. Vorzugsweise erstreckt sich eine Unterbodenerweiterung sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung der Batterieschale, wobei weiterhin vorzugsweise auch die Eckbereiche zwischen der Unterbodenerweiterung in Längsrichtung und der Unterbodenerweiterung in Querrichtung von der Unterbodenerweiterung mitabgedeckt werden.
Vorzugsweise deckt die Unterbodenerweiterung den Bereich zwischen den Längsträgern eines designierten Kraftfahrzeugs ab, insbesondere mindestens vollständig ab.
Vorzugsweise weist eine Grundfläche der Unterbodenerweiterung eine Fläche auf, welche größer als oder gleich 5 % der Grundfläche des zentralen Unterbodenbereichs ist, bevorzugt größer als oder gleich 10 % der Grundfläche des zentralen Unterbodenbereichs und besonders bevorzugt größer als oder gleich 15 % der Grundfläche des zentralen Unterbodenbereichs.
Optional weist die Unterbodenerweiterung in einem Anschlussbereich der Batterieschale eine Aussparung auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „Anschlussbereich“ wird ein Bereich der Batterieschale verstanden, in welchem die Batterieschale einen elektrischen und/oder einen hydraulischen Anschluss und/oder dergleichen aufweist.

Unter einer „Aussparung“ wird eine lokale Unterbrechung der Unterbodenerweiterung verstanden, welche vorzugsweise dazu eingerichtet ist, dass der Anschlussbereich von unten zugänglich ist, sodass ein elektrischer und/oder ein hydraulischer Anschluss und/oder dergleichen mit einem designierten Kraftfahrzeug verbunden werden kann und/oder gelöst werden kann und/oder kontrolliert werden kann.
Bevorzugt ist die Unterbodenerweiterung mit dem zentralen Unterbodenbereich mittels einem Filmscharnier verbunden.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „Filmscharnier“ wird ein Drehgelenk zwischen dem zentralen Unterbodenbereich und der Unterbodenerweiterung oder im Bereich der Unterbodenerweiterung verstanden, welches aus einer dünnwandigen Verbindung besteht, insbesondere einer dünnwandigen Verbindung in Form einer Falz, welche durch ihre Biegsamkeit eine Drehung der verbundenen Bereiche ermöglicht.

Vorteilhaft kann die Batterieschale hierdurch platzsparend transportiert werden und/oder einfach montiert oder demontiert werden, insbesondere an dem designierten Kraftfehrzeug.
Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform weist der Unterboden an seiner Unterseite zumindest ein Aerodynamikelement auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „Aerodynamikelement“ wird ein speziell gestalteter Bereich und/oder ein speziell gestaltetes Element verstanden, welches dazu eingerichtet ist, die designierte Umströmung zu beeinflussen. Insbesondere sei bei einem Aerodynamikelement an einen Lufteinlass, insbesondere in Form einer NACA-Düse, einen Luftauslass, einen Frontspoiler, einen Heckspoiler, einen Bremsspoiler, einen Bremsdiffusor, einen Radspoiler, einen Raddiffusor, ein Heckdiffusor, ein Grübchen, auch bekannt als ein Dimple, oder eine Rille verstanden.

Vorzugsweise weist der Unterboden ein Aerodynamikelement zwischen der Vorderachse und der Hinterachse des designierten Kraftfahrzeugs auf, insbesondere zwischen den Längsträgern des designierten Kraftfahrzeugs.
Vorzugsweise ist ein Aerodynamikelement monolithisch mit der Batterieschale ausgeformt.
Ein Aerodynamikelement kann dazu eingerichtet sein, heiße Luft aus dem Motorraum gezielt abzuleiten und/oder kühlenden Fahrtwind an die Bremsen oder an das Hinterachsgetriebe zu leiten
Weiterhin kann ein Aerodynamikelement dazu eingerichtet sein, die Aeroakustik des designierten Kraftfahrzeugs zu beeinflussen.
Optional weist der Unterboden an seiner Unterseite Grübchen auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „Grübchen“ wird eine Vertiefung im Unterboden der Batterieschale verstanden, insbesondere zur Beeinflussung der designierten Umströmung des Unterbodens und/oder zur strömungsmechanischen Abschattung eines bestimmten Bereichs, insbesondere eines Schraubenkopfes. Vorzugsweise weist ein Grübchen die Form eines Kugelabschnitts oder eines Tropfenabschnitts auf. Vorzugsweise ist ein Grübchen in dem Unterboden urgeformt oder nachträglich in den Unterboden eingeprägt.

Vorzugsweise steht ein Grübchen in einem Wirkzusammenhang mit einem Schraubdom, insbesondere auf der gegenüberliegenden Seite des Unterbodens, insbesondere im Bereich der Unterbodenerweiterung.
Grübchen können im Bereich ihrer seitlichen Beschränkungen gegensinnig rotierende Längswirbel in der Umströmung des Grübchens induzieren, welche die Umströmung beeinflussen können, insbesondere stabilisieren können, wodurch der Widerstand des Kraftfahrzeugs reduziert und/oder die Stabilität des Kraftfahrzeugs erhöht werden kann.
Vorzugsweise ist ein Grübchen oder ein Muster von Grübchen dazu eingerichtet, den Turbulenzgrad der designiert an dem Unterboden vorbeiströmenden Strömung, insbesondere der Grenzschichtströmung, zu erhöhen, wodurch das Strömungsverhalten stabilisiert werden kann. Hierdurch kann ein geringerer Druckwiderstand des designierten Kraftfahrzeugs erreicht werden, insbesondere im Bereich des Hecks, insbesondere in einem Wirkzusammenhang mit einem Heckdiffusor. Weiterhin kann hierdurch eine Verstetigung der strömungsmechanischen Kraftbeiwerte eines designierten Kraftfahrzeugs erreicht werden.
Unter einem Kugelabschnitt wird ein Teil eines Kugelkörpers verstanden, der durch den Schnitt mit einer Ebene gebildet wird. Ein Kugelabschnitt weist die Form einer Kuppel, insbesondere einer Kugelkalotte, auf und besitzt die Grundfläche einer Kreisscheibe.
Unter einem Tropfenabschnitt wird ein Teil eines tropfenförmigen Körpers verstanden, der durch den Schnitt mit einer Ebene gebildet wird.
Vorzugsweise weist der Unterboden mehr als oder genau 5 Grübchen auf, bevorzugt mehr als oder gleich 10 Grübchen und besonders bevorzugt mehr als oder gleich 15 Grübchen.
Optional weist der Unterboden ein Cluster von Grübchen auf, also eine lokale Verdichtung von Grübchen.
Vorzugsweise weist die Grundfläche eines Grübchens einen Durchmesser zwischen 15 und 50 mm auf, bevorzugt einen Durchmesser zwischen 17 und 45 mm und besonders bevorzugt einen Durchmesser zwischen 20 und 40 mm.
Vorzugsweise weist ein Grübchen eine Tiefe zwischen 1,7 und 2 mm auf, bevorzugt eine Tiefe zwischen 1 und 1,5 mm.
Bevorzugt bilden die Grübchen ein regelmäßiges Muster.
Vorzugsweise bilden die Grübchen ein Diagonalmuster, vorzugsweise ein Schachbrettmuster.
Versuche haben gezeigt, dass eine Anordnung von Grübchen in einem regelmäßigen Muster, insbesondere in einem Diagonalmuster, besonders vorteilhaft hinsichtlich seiner strömungsmechanischen Wirksamkeit ist.
Optional weist der Unterboden an seiner Unterseite zumindest eine Rille auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einer „Rille“ wird eine längliche Vertiefung verstanden, vorzugsweise einer geradlinigen länglichen Vertiefung mit einer vorzugsweise gleichen Tiefe. Vorzugsweise weist eine Rille eine rechteckige Grundfläche auf, welche vorzugsweise an den Ecken Rundungen aufweist.

Vorzugsweise weist eine Rille eine Längserstreckung auf, welche in Querrichtung des designierten Kraftfahrzeugs orientiert ist. Vorzugsweise weist eine Rille eine Längserstreckung auf, welche in Längsrichtung und damit in Fahrrichtung des designierten Kraftfahrzeugs orientiert ist. Vorzugsweise ist die Längserstreckung einer Rille in einem Winkel von 45° zur Längsrichtung des designierten Kraftfahrzeugs angeordnet.
Vorzugsweise sind Rillen paarweise zueinander angeordnet, weiterhin vorzugsweise paarweise gespiegelt an der Fahrzeuglängsachse des designierten Kraftfahrzeugs.
Eine Rille ist optional dazu eingerichtet, den Unterboden der Batterieschale zu versteifen und/oder die designierte Strömung am Unterboden zu beeinflussen und/oder die Aeroakustik des Unterbodens zu beeinflussen.
Vorzugsweise weist eine Rille eine Längserstreckung zwischen 100 und 600 mm auf, bevorzugt eine Längserstreckung zwischen 150 und 500 mm und besonders bevorzugt eine Längserstreckung zwischen 200 und 400 mm.
Vorzugsweise weist eine Rille eine Quererstreckung zwischen 10 und 80 mm auf, bevorzugt eine Quererstreckung zwischen 20 und 65 mm und besonders bevorzugt eine Quererstreckung zwischen 30 und 50 mm.
Vorzugsweise weist eine Rille eine Tiefe zwischen 1 und 8 mm auf, bevorzugt eine Tiefe zwischen 2 und 6 mm und besonders bevorzugt eine Tiefe zwischen 3 und 5 mm.
Optional weist der Unterboden an seiner Unterseite zumindest einen Strömungskanal auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „Strömungskanal“ wird ein Kanal verstanden, der dazu eingerichtet ist, die designierte Strömung am Unterboden hinsichtlich Richtung und/oder Geschwindigkeit zu beeinflussen.

Bevorzugt ist ein Kanal einseitig offen ausgeführt, wobei er durch den Unterboden und zwei sich in Normalenrichtung zum Unterboden erstreckende Stege gebildet ist.
Optional ist ein Strömungskanal dazu eingerichtet, die designierte Strömung am Unterboden von dem Bereich des Radhauses abzulenken, insbesondere von einem Federbein und/oder von einem Stoßdämpfer und/oder von einem Achsschenkel abzulenken, wodurch der strömungsmechanische Widerstand des designierten Kraftfahrzeugs verringert werden kann.
Vorzugsweise weisen die seitlichen Begrenzungen, insbesondere die seitlichen Stege, eines Strömungskanals eine Wandstärke zwischen 0,8 und 6 mm auf, bevorzugt eine Wandstärke zwischen 1 und 5 mm und besonders bevorzugt eine Wandstärke zwischen 1,2 und 4 mm.
Optional weist der Unterboden an seiner Unterseite zumindest eine Abrisskante auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einer „Abrisskante“ wird ein Aerodynamikelement verstanden, welches eine Kante aufweist, insbesondere eine geradlinige Kante, welche dazu eingerichtet ist, einen Strömungsabriss einer designierten Strömung, insbesondere einer designierten Unterbodenströmung, herbeizuführen.

Vorteilhaft kann mittels einer Abrisskante ein Auftriebsbeiwert eines designierten Kraftfahrzeuges, insbesondere ein Vorderachsauftriebsbeiwert und/oder ein Hinterachsauftriebsbeiwert eines designierten Kraftfahrzeugs verstetigt werden, wodurch die Fahrstabilität des designierten Kraftfahrzeugs verbessert werden kann.
Vorzugsweise weist eine Abrisskante eine Wandstärke zwischen 0,3 und 2 mm auf, bevorzugt eine Wandstärke zwischen 0,4 und 1,7 mm und besonders bevorzugt eine Wandstärke zwischen 0,5 und 1,5 mm.
Vorzugsweise weist eine Abrisskante eine Erstreckung in Normalenrichtung des Unterbodens zwischen 10 und 80 mm auf, bevorzugt eine Erstreckung in Normalenrichtung des Unterbodens zwischen 15 und 70 mm und besonders bevorzugt eine Erstreckung in Normalenrichtung des Unterbodens zwischen 20 und 60 mm.
Vorzugsweise ist eine Abrisskante flexibel ausgestaltet, sodass sie elastisch auf etwaige Kollisionen mit dem designierten Untergrund reagieren kann.
Vorzugsweise ist die Abrisskante gemeinsam mit dem Unterboden der Batterieschale ausgeformt. Alternativ ist die Abrisskante in Form einer Lippe ausgeformt, insbesondere aus einem thermoplastischen Elastomer, und anschließend an den Unterboden angespritzt, insbesondere stoffschlüssig mit dem Unterboden verbunden.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Batterieschale mit einem Spritzgießverfahren und/oder einem Pressverfahren hergestellt.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „Spritzgießverfahren“ wird ein Urformverfahren verstanden, wobei der zu verarbeitende Werkstoff, insbesondere Kunststoff, mittels einer Spritzgießmaschine verflüssigt und in eine Form, dem Spritzgießwerkzeug, unter Druck eingespritzt wird. In dem Spritzgusswerkzeug geht der Werkstoff durch Abkühlung und/oder eine Vernetzungsreaktion wieder in den festen Zustand über und kann nach dem Öffnen des Spritzgießwerkzeugs als Bauteil entnommen werden.

Unter einem „Pressverfahren“ wird ein Urformverfahren verstanden, bei welchem die Formmasse in einem ersten Schritt in die Kavität eines zugehörigen Presswerkzeugs eingebracht wird, wobei das Presswerkzeug in einem zweiten Schritt geschlossen wird, insbesondere unter Einsatz eines Druckkolbens. Durch das Schließen des Presswerkzeugs erlangt die Formmasse die von dem Presswerkzeug vorgegebene Form. Vorzugsweise wird das Presswerkzeug temperiert.
Bei einer „Formmasse“ sei insbesondere an einen thermoplastischen oder einen duroplastischen Werkstoff gedacht, welcher gegebenenfalls mit einem Fasermaterial, insbesondere Glasfaser, Kohlenstofffaser, Aramidfaser oder dergleichen, versetzt ist.
Insbesondere kann unter einem Pressverfahren auch ein Direkt-Compoundier-Verfahren (D-LFT) verstanden werden, bei dem ein Fasermaterial in einen Extruder eingezogen wird, dort mit dem bereits aufgeschmolzenen Matrixpolymer, insbesondere einem Thermoplast oder einem Duroplast, imprägniert sowie in einen Spritzkolben überführt wird und anschließend als Formmasse in das Presswerkzeug eingebracht wird.
Vorzugsweise weist die Formmasse Fasern bis zu einer Länge von 5 mm auf.
Vorzugsweise weist die Formmasse Fasern mit einer Länge zwischen 0,5 mm und 20 mm auf, bevorzugt Fasern mit einer Länge zwischen 1,0 mm und 15 mm und besonders bevorzugt Fasern mit einer Länge zwischen 1,0 mm und 10 mm, insbesondere bei Verwendung eines Fließpressverfahrens zur Herstellung einer Batterieschale und/oder bei einer Batterieschale, die mittels einem Fließpressverfahren hergestellt worden ist.
Vorteilhaft kann so erreicht werden, dass ein etabliertes Herstellverfahren für die hier vorgeschlagen Batterieschale eingesetzt werden kann, wodurch Kosten eingespart und das Prozessrisiko des Herstellprozesses minimiert werden können.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird die Batterieschale mit einem hybriden Herstellungsverfahren aus Spritzguss und Formpressen hergestellt. Vorzugsweise wird der Kern des Versteifungselements mittels einem Spritzgussverfahren hergestellt, insbesondere mittels einem Schaumspritzgussverfahren bei dem eine gasbeladene Schmelze ausgeformt wird. Der ausgeformte Kern kann anschließend in eine Kavität eines Presswerkzeugs eingebracht werden und in einem Pressverfahren mit in die Formmasse eingebracht werden, insbesondere von der Formmasse umschlossen werden. Vorzugsweise sei unter anderem daran gedacht, dass der schaumspritzgeformte Kern während dem Pressverfahren zumindest bereichsweise auf eine geringere Wandstärke komprimiert wird, wodurch unter anderem vorteilhaft unter Verwendung eines unstrukturierten Kerns eine Struktur des Unterbodens auf der Unterseite ausgeformt werden kann, während der Unterboden auf seiner Oberseite eine ebene Ausgestaltung aufweisen kann.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Traktionsbatterie, insbesondere eine Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:

Unter einem „Kraftfahrzeug“ wird ein durch einen Motor angetriebenes Fahrzeug verstanden. Vorzugsweise ist ein Kraftfahrzeug nicht an eine Schiene gebunden oder zumindest nicht dauerhaft spurgebunden.

Es versteht sich, dass sich die Vorteile einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, unmittelbar auf eine Traktionsbatterie aufweisend eine Batterieschale gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erstrecken.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des zweiten Aspekts mit dem Gegenstand des vorstehenden Aspekts der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:

1: schematisch einen Ausschnitt einer Ausführungsform einer Batterieschale; und
2: schematisch einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Batterieschale;
3: schematisch einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Batterieschale;
4: schematisch einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Batterieschale;
5: schematisch einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Batterieschale; und
6: schematisch eine Detailansicht einer Ausführungsform einer Batterieschale.

In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bzw. gleiche Merkmale, sodass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt, sodass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird. Ferner sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben wurden, auch separat in anderen Ausführungsformen verwendbar.
Der Ausschnitt einer Ausführungsform einer monolithisch ausgeformten Batterieschale 100 in 1 weist eine Batterieschale 100 bestehend aus einem Boden 102, zumindest einer Seitenwand 104, einem äußeren Versteifungsmittel 130 und einem inneren Versteifungsmittel 140 auf, wobei die Batterieschale 100 ein Aufnahmevolumen 108, gebildet zwischen dem Boden 102 und den Seitenwänden 104 (teilweise dargestellt), aufweist.
Das äußere Versteifungsmittel 130 erstreckt sich in einer Längsrichtung 150 der Batterieschale 100.
Das innere Versteifungselement 140 erstreckt sich in einer Querrichtung 160 der Batterieschale 100.
Das innere Versteifungsmittel 140 und das äußere Versteifungsmittel 130 weisen eine Kreuzrippenstruktur (nicht bezeichnet) auf und versteifen die Batterieschale 100.
Das innere Versteifungsmittel 140 und das äußere Versteifungsmittel 130 weisen an unterschiedlichen Stellen jeweils eine Schicht (nicht bezeichnet) aus Faser-Kunststoff-Verbund auf, wodurch die Batterieschale 100 steifer und/oder leichter ausgeführt werden kann.
Das Aufnahmevolumen 108 der Batterieschale ist zur Aufnahme und zur Fixierung von zumindest einem Batteriemodul (nicht bezeichnet) eingerichtet.
Die Unterseite der Batterieschale 100 weist einen zentralen Unterbodenbereich 113 auf, welcher als Unterboden 116 eines designierten Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt) ausgestaltet ist.
Zusätzlich zu der Ausführungsform der Batterieschale 100 in 1 weist die Ausführungsform einer Batterieschale 100 in 2 eine Unterbodenerweiterung 114 auf, mittels welcher sich der Unterboden 116 über den zentralen Unterbodenbereich 113 hinaus erstreckt. Die Unterbodenerweiterung 114 ist dazu eingerichtet, in einem designierten Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) einen Bereich außerhalb des zentralen Unterbodenbereichs 113 als Unterboden 116 auszuführen. So können insbesondere die Bereiche (nicht dargestellt) zwischen der Batterieschale 100 und den Längsträgern (nicht dargestellt) des designierten Kraftfahrzeugs von dem Unterboden 116 abgedeckt werden.
Die Unterbodenerweiterung 114 weist eine Durchgangsbohrung 126 auf, welche vorzugsweise zur Befestigung der Batterieschale 100 in dem designierten Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) eingerichtet ist.
Der Ausschnitt einer Ausführungsform einer monolithisch ausgeformten Batterieschale 100 in 3 weist eine langfaserverstärkte Schicht 122 auf, welche ein Versteifungselement 120 zur Versteifung der Batterieschale 100 bildet. Hierdurch kann die Batterieschale 100 im Bereich des Unterbodens 116 versteift werden. Hierdurch kann erreicht werden, dass der Unterboden 116 der Batterieschale 100 die Funktionalität eines Unterfahrschutzes des designierten Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt) übernehmen kann. Dabei erstreckt sich die langfaserverstärkte Schicht 122 über die gesamte Fläche (nicht bezeichnet) des Unterbodens 116.
Das Versteifungselement 120 ist in 3 schematisch dargestellt. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass dieses nicht in der Mitte der den Boden 102 der Batterieschale 100 bildenden Schicht angeordnet sein muss, sondern vielmehr auch anderweitig in dieser Schicht angeordnet sein kann, vorzugsweise als obere und/oder untere Randschicht.
Der Ausschnitt einer Ausführungsform einer monolithisch ausgeformten Batterieschale 100 in 4 weist ebenfalls ein Versteifungselement 120 in Form einer langfaserverstärkten Schicht 122 auf, welche sich lediglich über den zentralen Unterbodenbereich 113 erstreckt. Hiermit kann die von der langfaserverstärkten Schicht 122 ausgehende Funktion eines Unterfahrschutzes auf den zentralen Unterbodenbereich 113 beschränkt werden. Hierdurch kann Gewicht eingespart werden.
In 4 ist das Versteifungselement analog zu 3 rein schematisch dargestellt und kann auch abweichend angeordnet sein, insbesondere als obere und/oder untere Randschicht.
Der Ausschnitt einer Ausführungsform einer monolithisch ausgeformten Batterieschale 100 in 5 weist ein komplexes Versteifungselement 120 auf, welches aus einem Kern 124 und zwei langfaserverstärkten Schichten 122 gebildet ist.
Der Kern 124 ist aus einer gasbeladenen Schmelze ausgeformt und erstreckt sich unmittelbar unterhalb des Aufnahmeraums 108 der Batterieschale 100. Es sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sich der Kern 124 auch auf einen kleineren oder einen größeren Bereich erstrecken kann ohne diesen Aspekt zu verlassen. Mit anderen Worten kann seine Erstreckung auf die Anforderungen des Unterbodens 116 angepasst werden.
Der Kern 124 wird beidseitig von einer langfaserverstärkten Schicht 122 flankiert, wobei die oberhalb angeordnete langfaserverstärkte Schicht 122 die gleiche Grundfläche wie die des Kerns 124 aufweist. Die unterhalb des Kerns 124 angeordnete langfaserverstärkte Schicht 122 erstreckt sich über den gesamten zentralen Unterbodenbereich 113. Die Erstreckung der unten angeordneten langfaserverstärkten Schicht 122 kann abweichend hierzu andere Abmessungen aufweisen, sofern sich hierdurch die Anforderungen des Unterbodens 116 an das Versteifungselement 120 erfüllen lassen.
Die Detailansicht einer Ausführungsform einer Batterieschale 100 in 6 zeigt ein Grübchen (nicht bezeichnet), welches als Außenkontur einen Tropfenabschnitt 210 aufweist.
Das Grübchen (nicht bezeichnet) erstreckt sich in den Unterboden 116 der Batterieschale 100, insbesondere unterhalb einer Durchgangsbohrung 126.
Vorzugsweise ist das Grübchen (nicht bezeichnet) zur Aufnahme eines Schraubenkopfes (nicht bezeichnet) eingerichtet, wodurch der strömungsmechanische Widerstand des Schraubenkopfes in Strömungsrichtung 200 vorteilhaft reduziert werden kann.
An dem Übergang (nicht bezeichnet) zwischen der an das Grübchen (nicht bezeichnet) angrenzenden Ebene (nicht bezeichnet) weist das Grübchen eine Rundung 220 auf, welche ebenfalls dazu eingerichtet ist, den strömungsmechanischen Widerstand in Strömungsrichtung 200 zu reduzieren.
Analog zu 3 und 4 können die Schichten des Versteifungsmittels 120, insbesondere die langfaserverstärkten Schichten 122 auch abweichend angeordnet sein, insbesondere als obere und/oder untere Randschicht.
Bezugszeichenliste

100: Batterieschale
102: Boden
104: Seitenwand
108: Aufnahmevolumen
113: zentraler Unterbodenbereich
114: Unterbodenerweiterung
116: Unterboden
120: Versteifungselement
122: langfaserverstärkte Schicht
124: Kern
126: Durchgangsbohrung
130: äußeres Versteifungsmittel
140: inneres Versteifungsmittel, Spant
150: Längsrichtung
160: Querrichtung
200: Anströmrichtung
210: Außenkontur Tropfenabschnitt
220: Rundung

Claims

Batterieschale (100), insbesondere eine Batterieschale (100) einer Traktionsbatterie, wobei die Batterieschale (100) aus Kunststoff ausgeformt ist, wobei die Batterieschale (100) einen Boden (102) und zumindest vier Seitenwände (104) aufweist, wobei die Batterieschale (100) ein Aufnahmevolumen (108) aufweist, wobei das Aufnahmevolumen (108) zur Aufnahme und zur Fixierung von zumindest einem Batteriemodul und/oder einer Batteriezelle eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieschale (100) zumindest bereichsweise einen Unterboden (116) eines Kraftfahrzeugs aufweist.
Batterieschale (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieschale (100) monolithisch ausgeformt ist.
Batterieschale (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterboden (116) ein Versteifungselement (120) aufweist, wobei das Versteifungselement (120) zur Erfüllung der strukturellen Anforderungen an den Unterboden (116) eingerichtet ist.
Batterieschale (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (120) eine langfaserverstärkte Schicht (122) aufweist, insbesondere eine langfaserverstärkte Schicht (122) im Unterboden (116) der Batterieschale (100) aufweist.
Batterieschale (100) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (120) einen Kern (124) aufweist, wobei das Versteifungselement (120) oberhalb und unterhalb des Kerns (124) eine langfaserverstärkte Schicht (122) aufweist.
Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterboden (116) angrenzend an einen zentralen Unterbodenbereich (113) eine Unterbodenerweiterung (114) aufweist, wobei die Unterbodenerweiterung (114) zur Verkleidung eines angrenzenden Bereichs eingerichtet ist.
Batterieschale (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbodenerweiterung (114) in einem Anschlussbereich der Batterieschale (100) eine Aussparung aufweist.
Batterieschale (100) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbodenerweiterung (114) mit dem zentralen Unterbodenbereich (113) mittels einem Filmscharnier verbunden ist.
Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterboden (116) an seiner Unterseite zumindest ein Aerodynamikelement aufweist.
Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterboden (116) an seiner Unterseite Grübchen aufweist.
Batterieschale (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Grübchen ein regelmäßiges Muster bilden.
Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterboden (116) an seiner Unterseite zumindest eine Rille aufweist.
Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterboden (116) an seiner Unterseite zumindest einen Strömungskanal aufweist.
Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterboden (116) an seiner Unterseite zumindest eine Abrisskante aufweist.
Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieschale (100) mit einem Spritzgießverfahren und/oder einem Pressverfahren hergestellt ist.
Traktionsbatterie, insbesondere eine Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Batterieschale (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 15.