-
Die Erfindung betrifft eine Traktionsbatterieeinheit für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend eine Vielzahl an Batteriezellen, welche zwischen einem Bodenteil und einem Deckelteil angeordnet sind und umfassend zumindest eine lasttragende Strebe, angeordnet zwischen Bodenteil und Deckelteil.
-
Zum Antreiben von Kraftfahrzeugen mittels elektrischer Energie wird eine große Energiekapazität benötigt. Diese wird bei einem Elektrofahrzeug in einer großen Anzahl an Batteriezellen gespeichert, die elektrisch zusammen verschaltet sind.
-
Im Stand der Technik sind Batteriemodule bekannt, die eine Vielzahl an Batteriezellen umfassen. Batteriemodule mit stoffschlüssig verbundenen Batteriezellen sind aus
DE 11 2015 001 861 T5 bekannt. Ferner beschreibt
DE 10 2019 120 078 A1 eine Beschichtung an der Innenwand eines Batteriemodulgehäuses, die ein Ankleben von Batteriezellen ermöglicht. Batteriemodule weisen zudem Anschlussmöglichkeiten zum Anschließen des Batteriemoduls an ein Traktionsbatteriegehäuse auf und sind dazu ausgelegt, die Vielzahl der Batteriezellen zu halten. Ein einzelnes Batteriemodul reicht jedoch nicht aus, um ein elektrisches Fahrzeug anzutreiben. Aus diesem Grunde sind mehrere Batteriemodule in einem dafür bereitgestellten Batteriegehäuse angeordnet.
-
Das Batteriegehäuse selbst umfasst ein Bodenteil und ein Deckelteil, zwischen denen die Batteriemodule angeordnet sind. Die Traktionsbatterieeinheit ist typischerweise unter der Fahrzeugkabine, einen Boden bildend, an dem Fahrzeug befestigt.
-
Um die Crashsicherheit der Traktionsbatterieeinheit zu gewährleisten, ist das Batteriegehäuse selbst steif und crashsicher ausgelegt. Hierzu umfasst das Gehäuse typischerweise einen umlaufenden Rahmen sowie eine oder mehrere lasttragende Streben zwischen Bodenteil und Deckelteil, sodass ein Gefache bereitgestellt wird. In dieses Gefache sind die Batteriemodule eingesetzt und an den Streben durch Schraubverbindungen angeschlossen. Um die Batteriemodule während eines Crashs zu schützen, sind zwischen der zumindest einen lasttragenden Strebe des Batteriegehäuses und den an die Strebe angeschraubten Batteriemodulen Hohlräume angeordnet, um Deformationswege für die Strebe bereitzustellen.
-
Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist das hohe Gewicht des Batteriegehäuses durch den notwendigen steifen Aufbau. Zudem sind etliche Schweißnähte notwendig, um das Batteriegehäuse aufzubauen und steif auszubilden. Diese Schweißnähte müssen, um den Dichtigkeitsanforderungen zu genügen, einzeln geprüft werden. Dies mündet in einem hohen Montageaufwand. Auch ist es wünschenswert, wenn weniger raumeinnehmende Teile zum Aufbau einer Traktionsbatterieeinheit benötigt werden, um den Raum, in dem Batteriezellen mitgeführt werden können, zu maximieren und zudem die Logistik zu vereinfachen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
-
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine eingangs genannte, gattungsgemäße Traktionsbatterieeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.
-
Entgegen dem Stand der Technik wird mit dieser Erfindung eine Traktionsbatterieeinheit vorgeschlagen, welche die einzelnen Batteriezellen integral aufnimmt und durch ohnehin vorhandene Strukturen ressourcenschonend nutzt. Die einzelnen Batteriezellen, die im Stand der Technik zu Batteriemodulen zusammengeschaltet und in einem eigenen Gehäuse in das Batteriegehäuse eingebaut wurden, werden gemäß dem Erfindungsgedanken in wesentlich größerer Zahl als in den Batteriemodulen miteinander stoffschlüssig verbunden - etwa 15 bis 30 -, zu zumindest zwei, typischerweise mehr (beispielsweise sechs, acht oder sogar 16 Paketen) zusammengestellt und auf diese Weise zu festen Blöcken verbaut. Ein solches Batteriepaket wird an zumindest einer Seite mit einer lasttragenden Strebe ausgestattet, wobei die Strebe an dem Batteriepaket zumindest abschnittsweise stoffschlüssig angeschlossen ist. Ein Batteriepaket, zumindest abschnittsweise stoffschlüssig mit einer Strebe verbunden, bildet ein Batteriemodul.
-
Man macht sich somit den Umstand zunutze, dass die einzelnen Batteriezellen ohnehin über ein typischerweise metallenes Gehäuse, etwa aus einer Aluminium- oder Stahllegierung, verfügen, welches bereits eine gewisse Stabilität aufweist. Durch das stoffschlüssige Verbinden dieser Gehäuse wird insgesamt ein extrem steifes, blockartiges Batteriepaket gebildet. Durch das zusätzliche stoffschlüssige Anschließen der Strebe an das Batteriepaket wird ein entsprechender Lastpfad gebildet, durch den die Kräfte gleichmäßig in das Batteriepaket eingebracht werden können.
-
Zum stoffschlüssigen Verbinden wird ein Kleben bevorzugt. Dabei ist es nicht notwendig, die Batteriezellen untereinander bzw. das Batteriepaket mit der lasttragenden Struktur vollflächig zu verkleben; es reicht aus, wenn etwa 20 - 50 % der Fläche verklebt sind.
-
Es kann vorgesehen sein, dass zur Ausbildung des Batteriemoduls zwischen zwei Batteriepaketen eine lasttragende Strebe angeordnet und die zu dieser Strebe weisenden Batteriezellen zumindest abschnittsweise mit dieser Strebe stoffschlüssig verbunden sind. Die Strebe ist dann beidseitig durch Batteriepakete zumindest abschnittsweise eingefasst. In diese Strebe kann eine hohe axiale Kraft eingeleitet werden, wobei sie durch die beidseitige Lagerung unempfindlich gegenüber einem Knicken ist.
-
Ergänzend oder alternativ kann zur Ausbildung des Batteriemoduls vorgesehen sein, dass das Batteriepaket zwischen zwei lasttragenden Streben angeordnet und mit diesen stoffschlüssig verbunden ist. Typischerweise sind die zwei lasttragenden Streben gegenüberliegend angeordnet, sodass das Batteriepaket zwischen den Streben angeordnet ist. Hierdurch ist ein einfaches und sicheres Montieren des Batteriemoduls gegeben, da dieses an beiden Seiten mittels der Strebe an das Batteriemodul abstützende Strukturen angeschlossen werden kann.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Batteriepakete stoffschlüssig an einer lasttragenden Struktur aus Streben angeschlossen sind. Die lasttragende Struktur erstreckt sich dann von der einen Seite der Traktionsbatterieeinheit zu der anderen. Eine etwaige, auf die Traktionsbatterieeinheit von außen einwirkende Kraft wird auf diese Weise hindurchgeleitet. Durch das Hindurchleiten der Kräfte werden diese durch eine Vielzahl an Batteriezellen und anderen lasttragenden Strukturen in der Traktionsbatterieeinheit abgeleitet, sodass die einwirkende Kraft auf eine einzelne Batteriezelle so gering verbleibt, dass diese nicht beschädigt wird.
-
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass Teil des Batteriemoduls ein die Batteriepakete umgebender Rahmen ist. Der Rahmen ist bevorzugt aus mehreren Rahmenteilen gebildet, die an die zumindest eine Strebe angeschlossen, typischerweise mit dieser verschweißt ist. So kann bevorzugt vorgesehen sein, dass zwischen zwei Streben Rahmenteile angeordnet und mit den Streben verbunden, bevorzugt verschweißt sind. So kann auch vorgesehen sein, dass die zwischen den beiden Streben angeordneten Rahmenteile gegenüber dem äußeren Abschluss der Streben zurückversetzt sind. Die Streben ragen dann weiter in Richtung Seitenrand der Traktionsbatterieeinheit als die Rahmenteile und versteifen auf diese Weise die gesamte Einheit zusätzlich. Der die Batteriepakete umgebende Rahmen weist zur Außenseite der Traktionsbatterieeinheit und kann eine von außen auf die Traktionsbatterieeinheit einwirkende Kraft ableiten beziehungsweise in die Streben, die in Richtung der einwirkenden Kraft mit ihrer Längsrichtung weisen, einleiten. Um einen Deformationsweg zwischen Rahmen und Batteriepaket zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass zwischen den durch die Batteriezellen gebildeten Batteriepakete und dem Rahmen ein batteriezellenfreier Raum ist. Dieser kann mit stoßabsorbierenden Materialien gefüllt oder als Hohlraum ausgebildet sein.
-
Ragt die Strebe in Richtung Seitenrand der Traktionsbatterieeinheit gegenüber dem Rahmenteil in Richtung des Seitenrandes der Traktionsbatterieeinheit hervor, kann der nach außen weisende Endabschnitt der Strebe als Crashbox ausgebildet sein, welche im Crashfall Energie abbauen kann. Insbesondere hierfür kann die Strebe als Hohlkammerprofil ausgebildet sein. Weiterhin bewirkt so eine hervor ragende Strebe eine Abstützung des Schwellers, wodurch dessen Stabilität erhöht wird und eine weitere Gewichtseinsparung realisiert werden kann. Ein Ausknicken der Strebe ist durch den flächigen Kontakt mit dem Batteriepaket entgegengewirkt; das Batteriepaket stützt die Strebe in diesem Fall über einen Großteil ihrer Länge ab.
-
Der Rahmen kann die aus den Batteriezellen gebildeten Batteriepakete nebst einer etwaigen Kontaktierungsapplikation zum elektrischen Verschalten der Batteriezellen überragen. Sein oberer Abschluss ist dann höher als der obere Abschluss der zu schützenden Batteriezellen. Auf diese Weise können die Batteriepakete innerhalb des Rahmens mit einer Isoliermasse vergossen werden, wobei der Rahmen ein Wegfließen der flüssigen Isoliermasse verhindert. So können die Pakete zusammen mit der Strebe als auch der Kontaktierungsapplikation vergossen werden.
-
Auch kann vorgesehen sein, dass der Rahmen in Richtung des Bodenteils den Boden der Batteriezelle überragt, bevorzugt das Bodenteil kontaktierend. Auf diese Weise wird eine nach unten geschlossene Wanne bereitgestellt, in die die Isoliermasse eingebracht werden kann. Zudem kann hierdurch auch ein Auffahrschutz bereitgestellt werden.
-
So kann auch die lasttragende Strebe den Boden der Batteriezelle in Richtung des Bodenteils überragen, um einen Auffahrschutz bereitzustellen.
-
Durch das Vergießen der Batteriezellen mit der Kontaktierungsapplikation muss in Bezug auf für die restlichen Bauteile der Traktionsbatterieeinheit - etwa dem Deckelteil oder dem Bodenteil - nicht die ansonsten erforderliche Sauberkeit gegeben sein; die elektrischen Kontakte sind durch die Isoliermasse bereits elektrisch isoliert.
-
Die Isoliermasse kann einen Brandschutzzusatz aufweisen, damit in einem Brandfall ein Ausbreiten eines Feuers insbesondere in Richtung der Fahrzeugkabine verhindert wird. Hierdurch muss kein separater Brandschutz vorgesehen sein, sodass Herstellkosten und die Prozesszeit verringert werden.
-
Die Batteriezellen sind typischerweise in einer länglichen, quaderförmigen Form aufgebaut. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Batteriezellen mit ihrer Längserstreckung parallel zu der Strebe ausgerichtet sind, die mit dem entsprechenden Batteriepaket zumindest abschnittsweise stoffschlüssig verbunden ist. Auf diese Weise wird einem Aufblähen der Batterien, welches durch Ladung und Entladung der Batterien als mechanische Last aufgebracht wird, verhindert. In diesem Zusammenhang kann auch vorgesehen sein, dass die Batteriepakete durch die Strebe und den die Batteriepakete umgebenden Rahmen eingespannt sind.
-
Typischerweise sind die Batteriezellen ein Batteriepaket bildend mit ihren Kontaktanschlüssen nach oben oder nach unten weisend ausgerichtet. Dies erleichtert die notwendige elektrische Kontaktierung der Batteriezellen.
-
Weiters kann vorgesehen sein, dass die Batteriezellen mit ihrer Längserstreckung quer zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet sind. Die Traktionsbatterieeinheit ist durch den Fahrzeugaufbau gegenüber einem Frontal- bzw. Heckcrash ohnehin gesichert, wobei dabei bevorzugt lediglich Lastpfade erforderlich sind, welche die entsprechenden Kräfte aufnehmen bzw. weiterleiten. Insbesondere ist in vorliegender Einbausituation daher für das Crashverhalten vor allem der Seitencrashfall von Bedeutung. Durch die Ausrichtung der Batteriezellen in Seitencrashrichtung wird die den Batteriezellen innenwohnende Steifigkeit, begründet durch ihr großes Widerstandsmoment in Längserstreckungsrichtung, optimal für diesen Fall ausgenutzt.
-
Um den Aufbau der Traktionsbatterieeinheit so flach wie möglich zu gestalten, kann vorgesehen sein, dass die Batteriezellen in einer Ebene, mithin nicht übereinander, angeordnet sind.
-
Das Bodenteil und/oder das Deckelteil können tiefgezogene Bauteile sein. Auf diese Weise können das Deckelteil und/oder das Bodenteil Seitenwände der Traktionsbatterieeinheit bereitstellen, sodass keine zusätzlichen Bauteile mit dem Bodenteil und/oder dem Deckelteil verbunden werden müssen, insbesondere nicht durch ein Schweißverfahren. Die Dichtigkeit der Traktionsbatterieeinheit kann so problemlos hergestellt werden. Stellen Bodenteil und/oder Deckelteil die Seitenwände dar, muss nur an der Schnittstelle zwischen Bodenteil und Deckelteil eine Dichtung vorgesehen sein, um das Innere des so gebildeten Gehäuses der Traktionsbatterieeinheit zu schützen.
-
Die das Gehäuse bildenden Teile der Traktionsbatterieeinheit können aus einem weichen Blech gefertigt sein. Die Steifigkeit der Traktionsbatterieeinheit insgesamt wird durch die stoffschlüssige Verbindung der Batteriezellen untereinander sowie der lasttragenden Strebe erreicht. Auf diese Weise wird auch die Montage vereinfacht, da bei einer etwaigen Abweichung vom Nennmaß die das Gehäuse bildenden Teile entsprechend gezogen werden können.
-
In das Bodenteil können zudem tiefgezogene Verprägungen zum Ausbilden eines Auffahrschutzes ausgebildet sein. Diese sind bevorzugt eine kontinuierliche Krümmung in z-Richtung des Fahrzeugs (Hoch-Richtung) aufweisend ausgestaltet, sodass in z-Richtung durch die Verprägung ein hohes Widerstandsmoment an denjenigen Stellen bereitgestellt ist, an denen die lasttragende Strebe, angeschlossen an die Batteriepakete, oder der Rahmen angeordnet ist, während in den Bereichen dazwischen nach Art einer invertierten Brücke das Widerstandsmoment geringer ausgebildet ist, um im Falle eines Auffahrens die Kräfte in die lasttragende Strebe bzw. den Rahmen abzuleiten.
-
Durch den vorgeschlagenen Aufbau kann die Traktionsbatterieeinheit ein die Batteriezellen unmittelbar kontaktierendes Kühlmodul aufweisen. Das Kühlmodul kann aus ein oder mehreren Kühlblechen, die entsprechend verschaltet sind, gebildet werden. Eine Anordnung des Kühlmoduls an dem von den Batteriezellen beabstandeten Bodenteil dem Batteriegehäuse zugehörig, welches unweigerlich etliche Wärmeverluste mit sich bringt, ist somit nicht mehr erforderlich. Insbesondere ist kein Lückenfüller, etwa eine thermoleitende Paste, einen etwaigen Abstand zwischen Bodenteil und Batteriemodul ausgleichend, über weite Strecken notwendig. Stattdessen können die Batteriezellen unmittelbar auf dem Kühlmodul aufgebaut werden, sodass lediglich durch die Rauheit des Materials und/oder Verprägungen im Kühlmodul eine wärmeleitende Schicht notwendig ist. Je nach Größe des Batteriemoduls bietet es sich für eine einfache Montage an, mehrere Kühlbleche, das Kühlmodul bildend, einzusetzen. Diese können einfach an die Batteriezellen angedrückt werden.
-
Insbesondere, wenn die einzelnen verschalteten Batteriepakete von einer Isoliermasse umgossen sind, ist der Einsatz einer integrierten Kühlung ohne Kurzschlussgefahr im Falle von Leckagen möglich.
-
Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1: eine Explosionsdarstellung einer Traktionsbatterieeinheit,
- 2: eine Batteriezelle,
- 3: eine Schnittseitenansicht durch eine zusammengebaute Traktionsbatterieeinheit,
- 4: eine Detaildarstellung der 4 und
- 5: eine weitere Schnittseitenansicht durch eine zusammengebaute Traktionsbatterieeinheit in einem anderen Abschnitt als in 3.
-
1 zeigt eine Explosionsdarstellung einer Traktionsbatterieeinheit 101, umfassend ein Deckelteil 102 und ein mit dem Deckelteil 102 verbindbares Bodenteil 103. Zwischen Deckelteil 102 und Bodenteil 103 sind eine Vielzahl an Batteriezellen (in 1 nur exemplarisch drei Stück mit Bezugszeichen 104 gekennzeichnet) angeordnet, welche miteinander stoffschlüssig, hier durch Verkleben, zu Batteriepaketen 105 (ebenfalls nur einige beispielhaft in 1 gekennzeichnet) zusammengefasst sind. Jedes Batteriepaket 105 ist mit zumindest einer Strebe 106 zumindest abschnittsweise stoffschlüssig verbunden.
-
In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei benachbarte Batteriepakete 105.1, 105.2 sind durch eine lasttragende Strebe 106 voneinander getrennt und jeweils mit dieser ebenfalls durch einen Stoffschluss (hier: durch Kleben) verbunden.
-
Ein Batteriepaket 105.2 ist zudem beidseitig von jeweils einer lastragenden Strebe 106, 106.1 an gegenüberliegenden Seiten eingefasst und mit beiden Streben zumindest abschnittsweise stoffschlüssig, hier ebenfalls durch Kleben, verbunden.
-
Die Streben 106, 106.1 leiten eine von außen auf die Traktionsbatterieeinheit 101 einwirkende Kraft in die Tiefe der Anordnung der Batteriepakete 105 und stützen sich so an einer Vielzahl von Batteriezellen 104 ab.
-
Orthogonal zu den soeben beschriebenen lasttragenden Streben 106, 106.1 ist eine weitere lasttragende Strebe 107 vorgesehen, die ebenfalls stoffschlüssig mit den benachbarten Batteriezellen 104 und damit mit den Batteriepaketen 105.1 und 105.3 verbunden ist. Denkbar ist jedoch, dass die Strebe 107 nicht stoffschlüssig mit den Batteriepaketen 105.1 und 105.3 verbunden ist, sondern die Batteriepakete 105.1, 105.3 lediglich, ggf. unter Vorspannung, kontaktiert.
-
Eine Vielzahl von Batteriepaketen 105, hier acht Batteriepakete, sind auf diese Weise, getrennt durch entsprechende Streben 106, 106.1, 107 miteinander verbunden und bilden so insgesamt ein Batteriemodul. Zusätzlich sind Rahmenteile 108 (in 1 nur zwei beispielhaft eingezeichnet) zwischen den Streben 106, 106.1 angeordnet, sodass insgesamt ein außenseitiger, die acht Batteriepakete 105 einfassender Rahmen gebildet wird. Die Rahmenteile 108 sind stoffschlüssig mit den Streben 106, 107, hier im Rahmen eines Schweißverfahrens, verbunden, wenngleich eine Schraubverbindung möglich wäre. Hierdurch wird ein sicheres Skelett aus lasttragenden Strukturen bereitgestellt, das durch das stoffschlüssige Verbinden sicher miteinander verbunden ist. Durch das zusätzliche Abstützen der Batteriezellen 104 durch den entsprechenden Formschluss gegenüber dem Skelett ist insgesamt eine extrem steife, blockartige Traktionsbatterieeinheit bereitgestellt.
-
Der Rahmen 108 kann Freistellungen für Kühlleitungen oder andere Komponenten enthalten.
-
Unmittelbar die Batteriezellen 104 unterseitig kontaktierend sind zwei Kühlmodule 109, gebildet aus vier Kühlblechen, angeordnet. Durch einen unmittelbaren Kontakt zwischen Kühlmodul 109 und Batteriezellen 104 können die Batteriezellen 104 effektiv gekühlt werden, ohne zusätzlich das Gehäuse, etwa das Bodenteil 103, ebenfalls kühlen zu müssen.
-
Ein solch vorstehend beschriebenes Batteriemodul ist in der Traktionsbatterieeinheit 101 doppelt eingebaut, wie in der Figur erkennbar.
-
2 zeigt eine Standardbatteriezelle 104 in einer Detailaufnahme. Diese ist quaderförmig ausgebildet. Die Batteriezellen 104 in 1 sind mit ihrer Längserstreckung (in 2 mit Bezugszeichen 110 gekennzeichnet) parallel zur Längserstreckung der Strebe 106 ausgerichtet. Das Gehäuse der Batteriezelle 104 ist aus einer Aluminiumlegierung gefertigt und weist in etwa eine Wandstärke von 0,6 - 1 mm auf. Sind zwei Batteriezellen 104 aneinander liegend miteinander stoffschlüssig unter Zwischenschaltung eines Klebers (0,5 mm) verbunden, ergibt sich so eine etwa 2,5 mm breite Wand, die, parallel zu den lasttragenden Strukturen 106, 107, ein großes Widerstandsmoment bereitstellend Kräfte aufnehmen kann. Durch das Aufteilen etwaiger in die Traktionsbatterieeinheit 101 eingebrachter Kräfte auf eine Vielzahl von Batteriezellen 104 sind alle Batteriezellen 104 insgesamt gesichert.
-
3 zeigt einen Querschnitt durch die oben beschriebene Traktionsbatterieeinheit 101 in einer Seitenansicht. Zu erkennen ist die Strebe 106 in einer geschnittenen Ansicht. Vorgesehen ist, dass die Strebe 106 zum Einsparen von Gewicht als Hohlkammer-Bauteil ausgebildet ist (mehrere Hohlkammern mit Bezugszeichen 111 gekennzeichnet). An die Vorder- und Rückseite der Strebe 106 sind nicht eingezeichnete Batteriezellen stoffschlüssig angeschlossen.
-
Innerhalb des Gehäuses ist die Strebe 106 mittels Schrauben (in 3 nur eine einzelne mit Bezugszeichen 112 erkennbar) mit einem auf dem Bodenteil 103 aufgeschweißten Verschraubungsblech 112a fest verschraubt.
-
Unterhalb der Batteriezellen 104, diese kontaktierend und hier somit ebenfalls unterhalb der Strebe 106 ist ein Kühlmodul 109 angeordnet, hier ausgestaltet als Kühlblech; dieses ist in einer vergrößerten Darstellung in 4 dargestellt. Das Kühlblech wird gebildet durch zwei voneinander beabstandete und mit Verprägungen versehenen Blechen, welche durch den so gebildeten Hohlraum eine Kühlflüssigkeit hindurchleiten. Vorteilhafter Weise sind die Hohlräume 111 der Strebe 106 nach unten geöffnet, sodass die Strebe 106 auf dem Kühlmodul 109 nur mit sehr schmalen Stegen aufsteht. So wird die Kühlleistung des Kühlmoduls nicht unnötig in die Strebe 106 eingebracht, sondern ausschließlich in die Batteriezellen. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Luftspalt von etwa 1 mm zwischen Strebe 106 und Kühlmodul 109 vorgesehen ist, um die Effektivität des Kühlmoduls 109 weiter zu erhöhen. Zusätzlich weist das Kühlmodul 109 in Bereichen, in denen die Strebe 106 das Kühlmodul 109 durchgreift, beispielsweise bei der Verschraubung 112/112a, Aussparungen auf, um einen unmittelbaren Kontakt zwischen Kühlmodul und Strebe 106 auf ein Minimum zu reduzieren. Auch weist die Strebe 106 in Anschlussbereichen an das Bodenteil 103 Bereiche verringerten Querschnittes auf, um einen Wärmeübergang zwischen Gehäuse und Batteriemodul zu minimieren.
-
Das Bodenteil 103 ist mit dem Deckelteil 102, einen Flansch 113 ausbildend, verschraubt. Sowohl das Deckelteil 102 als auch das Bodenteil 103 sind aus einem tiefgezogenen Stahlblech hergestellt und bilden Abschnitte der Seitenwände 114.1, 114.2 des Gehäuses. Auf diese Weise muss nur in dem Flansch 113 gebildet aus Deckelteil 102 und Bodenteil 103 eine Dichtung bereitgestellt werden. Dies vereinfacht die Montage.
-
Sowohl das durch das Deckelteil 102 und das Bodenteil 103 sowie die Seitenwände 114.1, 114.2 gebildete Gehäuse als auch die durch die Batteriezellen 104 gebildeten Batteriepakete 105 werden durch den die Batteriepakete 105 umgebenden Rahmen, angeordnet innerhalb des durch das Deckelteil 102 und das Bodenteil 103 gebildeten Gehäuses, ausgesteift. Diese Rahmenteile sind in dieser Ansicht nicht zu erkennen, werden jedoch im Durchgangsbereich 115 angeschlossen. Die Strebe 106 ragt über das anzuschließende Rahmenteil in Richtung der Seitenwand 114.1, mithin in Richtung der einzuleitenden seitlichen Kraft hinaus und stützt sich so an das Bodenteil 103 zusätzlich über einen weiten Hebelarm ab.
-
Mittels den den Rahmen 108 sowie die Streben (in 3 nicht dargestellt) durchgreifenden Schrauben 116 ist die Traktionsbatterieeinheit 101 an der Unterseite einer nicht dargestellten Fahrzeugkarosserie anschraubbar.
-
5 zeigt einen weiteren Querschnitt durch die in 1 dargestellte Traktionsbatterieeinheit 101. Dargestellt sind eine Vielzahl von Batteriezellen 104, zusammengestellt zu einem Batteriepaket 105. Eingefasst ist das Batteriepaket 105 von zwei lasttragenden Streben 106, 106.1, die von Schrauben 116.1, 116.2 zum Anschließen der Traktionsbatterieeinheit 101 an eine nicht dargestellte Fahrzeugkarosserie dienen. Zu erkennen ist ebenfalls das die Batteriezellen 104 von unten kontaktierende als Kühlblech ausgebildete Kühlmodul 109.
-
Das Bodenteil 103 der Traktionsbatterieeinheit 101 verfügt über einen Auffahrschutz. Hierfür sind in das Bodenteil 103 brückenförmige Träger eingebracht, die jeweils ihre größte Tiefe T im Bereich der Streben 106, 106.1 aufweisen. Im dazwischenliegenden Bereich verringert sich die Tiefe T kontinuierlich, bis dass sie auf halber Strecke zwischen den beiden Streben 106, 106.1 ihre geringste Tiefe aufweist. Hierdurch werden von außen einwirkende Stöße sicher auf die stabilen lasttragenden Streben 106, 106.1 abgeleitet. Zusätzlich ist ein Sicherheitsraum 117 zwischen Bodenteil 103 und Kühlmodul 109 bzw. Batteriezellen 104 gegeben, der als Deformationsweg genutzt wird.
-
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben worden. Ohne den Schutzbereich, beschrieben durch die Ansprüche, zu verlassen, ergeben sich für den Fachmann zahlreiche weitere Ausgestaltungen, den Erfindungsgedanken zu verwirklichen, ohne dass diese im Rahmen dieser Ausführungen näher erläutert werden müssten.
