DE102021211618A1 - Kraftfahrzeug mit einer Batterie-Rundzellenanordnung sowie Verfahren zur Erstellung einer Batterie-Rundzellenanordnung in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Kraftfahrzeug mit einer Batterie-Rundzellenanordnung sowie Verfahren zur Erstellung einer Batterie-Rundzellenanordnung in einem Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Batterie-Rundzellenanordnung (12), die in einem - in Fahrzeugquerrichtung und/oder in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet - Fahrzeugmittenbereich angeordnet ist und aus einer Vielzahl von Batterie-Rundzellen (14) besteht, die dicht nebeneinander mit einer hohen Zelldichte angeordnet sind, wobei in einem sich weiter in Richtung Fahrzeugaußen anschließenden Fahrzeugaußenbereich (20) mindestens eine zweite Batterie-Rundzellenanordnung angeordnet ist, die aus einer Vielzahl von Batterie-Rundzellen (14) besteht, welche in einer geringeren Zelldichte derart angeordnet sind, dass diese beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Kraftfahrzeuges relativ zueinander fixiert sind, sich aber in Intrusionsfällen relativ zueinander bewegen können.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie-Rundzellenanordnung sowie ein Verfahren zur Anordnung von Batterie-Rundzellen in einem Kraftfahrzeug.
  • Aus US 9,579,933 B2 ist eine Batteriezellenanordnung in einem Kraftfahrzeug bekannt, welche auf prismatische Zellen gerichtet ist, die abhängig von der Position innerhalb des Kraftfahrzeuges in unterschiedlichen Modultypen angeordnet sind. Dabei unterscheiden sich die Modultypen insbesondere in der Art der Anordnung der Batteriezellen innerhalb des jeweiligen Moduls (längs oder quer). Ferner wird auf das Vorsehen von Crashzonen verwiesen, wobei die Crashzonen nicht näher beschrieben sind. Auch sind in den Figuren ausschließlich prismatische Zellen gezeigt. Batterie-Rundzellen sind nicht offenbart.
  • Aus EP 2 418 709 A1 ist ein Batteriepack für Kraftfahrzeuge bekannt, welches eine Vielzahl von im Querschnitt trapezförmigen Batterieelementen umfasst, wobei in jedem Batterieelement eine Vielzahl von Batterie-Rundzellen dicht gepackt angeordnet sind. Zwischen den Batterieelementen sind Deformationselemente angeordnet, mittels welchen die Batterie-Rundzellen in den Batterieelementen vor Deformation und Beschädigung geschützt werden sollen.
  • Aus US 2016/0248060 A1 ist ein Batteriemodul mit einer Vielzahl von Kammern bekannt, wobei in jeder Kammer mehrere Batterie-Rundzellen angeordnet sind. Dabei sind in jeder Kammer zusätzlich zu den Batterie-Rundzellen auch mehrere Deformationselemente angeordnet, die als Crashelemente zum Schutz der Batterie-Rundzellen im Falle einer äußeren Krafteinwirkung dienen sollen. Die Deformationselemente sollen entweder an einem äußeren Rand einer Kammer oder an einer anderen geeigneten Position innerhalb der Kammer angeordnet sein.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie-Rundzellenanordnung sowie ein Verfahren zur Erstellung einer Batterie-Rundzellenanordnung in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, mit welchen auf eine einfach herzustellende Art und Weise ein Schutz der Batterie-Rundzellen erzielt und zugleich der in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehende Bauraum effizient ausgenutzt werden kann.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug weist eine erste Batterie-Rundzellenanordnung auf, die in einem - in Fahrzeugquerrichtung und/oder in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet - Fahrzeugmittenbereich angeordnet ist und aus einer Vielzahl von Batterie-Rundzellen besteht. Dabei sind die Batterie-Rundzellen in der ersten Batterie-Rundzellenanordnung dicht nebeneinander mit einer hohen Zelldichte angeordnet. Ferner ist bei dem Kraftfahrzeug in einem sich weiter in Richtung Fahrzeugaußen anschließenden Fahrzeugaußenbereich mindestens eine zweite Batterie-Rundzellenanordnung angeordnet, die aus einer Vielzahl von Batterie-Rundzellen besteht, welche in einer geringeren Zelldichte derart angeordnet sind, dass diese beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Kraftfahrzeuges relativ zueinander fixiert sind, sich aber in Intrusionsfällen relativ zueinander bewegen können. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mindestens zwei Bereiche auf, in welchen Batterie-Rundzellen mit unterschiedlicher Dichte angeordnet sind: einen Fahrzeugmittenbereich mit hoher Anordnung-Dichte und mindestens einen in Fahrzeuglängsrichtung davor und/oder dahinter oder einen in Fahrzeugquerrichtung sich seitlich in Richtung Fahrzeugaußenseite anschließenden Fahrzeugaußenbereich mit geringerer Anordnungs-Dichte der Batterie-Rundzellen. Der Fahrzeugaußenbereich kann dabei mit geeigneten Maßen allgemein oder fahrzeugabhängig festgelegt sein, beispielsweise ein sich von der jeweiligen Fahrzeugaußenseite über einen Bereich von 150 mm, 200 mm oder 250 mm in Fahrzeugquerrichtung oder in Fahrzeuglängsrichtung zur Fahrzeugmitte hin erstreckender Bereich. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann der Bereich auch fahrzeugabhängig nicht als Maß, sondern als von einem oder mehreren anderen Parametern abhängig angegeben sein, insbesondere in Abhängigkeit der Intrusionstiefe bei bestimmten, reproduzierbaren Crashsituationen, beispielsweise wie sie in Standard-Crashtests auftreten, die zu mit einer Intrusion in den Fahrzeugaußenbereich einhergehen. Auf diese Möglichkeiten wird im Folgenden noch eingegangen. Mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkonzept können Batterie-Rundzellen auch in relativen Bereichen weit außen innerhalb eines Kraftfahrzeuges angeordnet werden, ohne dass von dieser Anordnung ein signifikant erhöhtes Risiko einer Schädigung ausgeht. Die Batterie-Rundzellen sind dazu in dem Fahrzeugaußenbereich derart angeordnet, dass sie - insbesondere innerhalb eines Mediums oder in einer diese umgebenden Struktur - relativbeweglich zueinander angeordnet sind. Das heißt, die Batterie-Rundzellen können sich als Reaktion auf eine äußere Kraft relativ zueinander bewegen. Der Fahrzeugaußenbereich ist insoweit vorzugsweise derart ausgelegt, dass sich die Batterie-Rundzellen, insbesondere im Falle eines Crash mit Intrusion in den Fahrzeugaußenbereich, ohne Beschädigung der Batterie-Rundzellen relativ zueinander verschieben. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass das Medium und/oder die umgebende Struktur „weicher“ ausgeführt ist als die Batterie-Rundzellen selbst, so dass die Verschiebung durch elastische und/oder plastische Verformung und/oder durch vollständige oder teilweise Zerstörung des Mediums bzw. der umgebenden Struktur ermöglicht wird.
  • In einer praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges ist bzw. sind als Fahrzeugaußenbereich im Sinne der Erfindung eine Fahrzeugaußenseite, beide Fahrzeugaußenseiten, die Fahrzeugfront und/oder das Fahrzeugheck gestaltet, wobei sich der Fahrzeugaußenbereich mindestens über einen Intrusionsbereich mindestens eines offiziellen Crashtests erstreckt. Dabei ist es bevorzugt, wenn sich der Fahrzeugaußenbereich relativ präzise nur über den jeweiligen Intrusionsbereich erstreckt, wobei das Aufschlagen eines Sicherheitsabstandes von maximal 40 Prozent von dieser Formulierung umfasst sein soll. Bevorzugt ist der Sicherheitsabstand mit maximal 30 Prozent festgelegt, weiter bevorzugt mit maximal 20 Prozent und besonders bevorzugt mit maximal 10 Prozent. Mit einem Sicherheitsabstand von 20 Prozent ist in diesem Zusammenhang beispielsweise gemeint, dass bei einer mittleren Intrusionstiefe von 150 mm für ein bestimmtes Kraftfahrzeug der Fahrzeugaußenbereich als 180 mm definiert wird. Bei einer mittleren Intrusionstiefe von 150 mm gilt der Fahrzeugaußenbereich insoweit als sich relativ präzise nur über den jeweiligen Intrusionsbereich erstreckend, wenn er sich - bei maximalem Sicherheitsabstand von 40 Prozent - über 210 mm erstreckt.
  • In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges ist der Abstand der Batterie-Rundzellen zu unmittelbar benachbarten Batterie-Rundzellen in dem Fahrzeugaußenbereich umso größer gewählt, je näher die jeweilige Batterie-Rundzelle an der Fahrzeugaußenseite angeordnet ist. Damit ist insbesondere gemeint, dass die Anordnungs-Dichte der Batterie-Rundzellen innerhalb des Fahrzeugaußenbereichs variieren kann, insbesondere indem es eine zweite Batterie-Rundzellenanordnung, eine dritte Batterie-Rundzellenanordnung und ggf. noch weitere Batterie-Rundzellenanordnungen gibt, wobei die Anordnungs-Dichte in jeder Batterie-Rundzellenanordnung bei höherer Ordnung in Richtung zur Fahrzeugaußenseite geringer wird. Nur beispielhaft wird in diesem Zusammenhang auf die Möglichkeit hingewiesen, jeweils sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Batterie-Rundzellenreihen vorzusehen, wobei der Abstand der Batterie-Rundzellen innerhalb einer Reihe jeweils gleich groß ist und/oder der Abstand der Batterie-Rundzellen in weiter fahrzeugaußen liegenden Reihen nur gleich groß oder größer ist. So kann eine Batterie-Rundzellenanordnung geschaffen werden, welche einen vorteilhaften Kompromiss aus Raumausnutzung innerhalb eines Kraftfahrzeuges einerseits und Crashsicherheit andererseits darstellt.
  • In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges ist der Abstand der Batterie-Rundzellen zueinander in dem Fahrzeugaußenbereich abhängig von der Position in Fahrzeuglängsrichtung dort größer gewählt, wo die Intrusionstiefe in Fahrzeugquerrichtung erhöht ist. Damit ist gemeint, dass an besonderen Stellen in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise im Bereich von Fahrzeugtüren, wo - wie der Fachmann aus praktischen Untersuchungen weiß - die Intrusionstiefe bei einem Pfahl-Seitenaufprall größer ist als im Bereich einer Fahrzeugsäule (z.B. A-Säule, B-Säule, C-Säule und/oder D-Säule), die Batterie-Rundzellenanordnung an diese abweichende - d.h. bei Fahrzeugtüren größere - Intrusionstiefe insoweit angepasst ist, als die Zahl der Batterie-Rundzellen in solchen Bereichen kleiner gewählt ist als in benachbarten Bereiche mit geringerer Intrusionstiefe. Insbesondere kann die Anordnungsdichte in etwa umgekehrt proportional zur Intrusionstiefe gewählt werden.
  • In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges erstreckt sich der Fahrzeugaußenbereich mindestens über den Bereich,
    1. a) welcher für das jeweilige Kraftfahrzeug innerhalb des Seiten-Intrusionsbereichs gemäß Pfahlcrash USA: FMVSS-214 und/oder gemäß Pfahlcrash ECE: UN-R135 liegt,
    2. b) welcher für das jeweilige Kraftfahrzeug innerhalb des Front-Intrusionsbereichs gemäß Small Overlap Crash (IIHS) und/oder gemäß US-NCAP-Wandaufprall bei 56 km/h liegt oder
    3. c) welcher für das jeweilige Kraftfahrzeug innerhalb des Heck-Intrusionsbereichs gemäß US-Crash: FMVSS-301 bei 80 km/h liegt.
  • In diesem Fall wird der Intrusionsbereich - wie eingangs bereits angedeutet - in Abhängigkeit von einem oder mehreren offiziellen Crashtests jeweils fahrzeugspezifisch festgelegt.
  • Als besonders geeignet und insbesondere für eine verbesserte Crashperformance förderlich hat es sich erwiesen, wenn zwischen den Batterie-Rundzellen in dem Fahrzeugmittenbereich und/oder in dem Fahrzeugaußenbereich ein Füllmaterial angeordnet ist. Bevorzugt ist nur in dem Fahrzeugaußenbereich ein Füllmaterial angeordnet. Ein Füllmaterial ist damit ein wie vorstehend erwähntes Medium, das für den Raum zwischen benachbarten Batterie-Rundzellen in dem Fahrzeugaußenbereich geeignet ist. Dabei haben sich als Füllmaterial insbesondere ein Schaummaterial, wie z.B. ein PU-Schaum oder ein Metallschaum, ein Schaumglas-Material und/oder Blähglas als kostengünstige und sowohl hinsichtlich Gewicht, Beständigkeit und Crashverhalten als besonders geeignet erwiesen.
  • Alternativ oder in Ergänzung zu der vorstehend genannten Möglichkeit, Füllmaterial zu verwenden, kann zwischen den Batterie-Rundzellen auch eine Beabstandungsstruktur angeordnet sein. Solchen Beabstandungsstrukturen sind ein Beispiel für die vorstehend bereits erwähnten die Batterie-Rundzellen umgehenden Strukturen. In diesem Zusammenhang wird insbesondere auf Beabstandungsstrukturen in Form von ein oder mehreren Stegen, ein oder mehreren Rahmen und/oder wabenförmigen Beabstandungsstrukturen verwiesen. Die Verwendung von Beabstandungsstrukturen hat insbesondere Gewichtsvorteile, wenn mittels der Beabstandungsstruktur luft- oder anderweitig gasgefüllte oder gasentleerte Freiräume entstehen, die kein zusätzliches Gewicht aufweisen.
  • Es ist bevorzugt, wenn das Füllmaterial und/oder die Beabstandungsstruktur dazu ausgelegt ist, im Falle eines Crashs, beispielsweise wie bei einem Pfahl-Crashtest, eine Bewegung der Batterie-Rundzellen relativ zueinander ermöglichen, ohne dass das Füllmaterial und/oder die Beabstandungsstruktur beschädigt werden. Dies kann insbesondere durch die Auswahl eines ausreichend elastischen Materials und/oder die konstruktive Gestaltung einer Beabstandungsstruktur oder eines nur teilweise eingebrachten Füllmaterials erzielt werden.
  • Die Erfindung eignet sich insbesondere für die Anwendung mit Batterie-Rundzellen, die ein maximales Außenmaß von 100 mm aufweisen. Bevorzugt sind Batterie-Rundzellen mit einem maximalen Außenmaß von 50 mm, weiter bevorzugt maximal 40 mm und besonders bevorzugt maximal 30 mm, maximal 25 mm oder sogar nur maximal 20 mm.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Erstellung einer Batterie-Rundzellenanordnung in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem wie vorstehend beschriebenen Kraftfahrzeug. Erfindungsgemäß wird zunächst mindestens eine Beabstandungsstruktur mit Öffnungen hergestellt und in einem Fahrzeugmittenbereich und/oder in einem Fahrzeugaußenbereich des Kraftfahrzeuges angeordnet, oder ein Werkstoff wird derart in einem Fahrzeugmittenbereich und/oder in einem Fahrzeugaußenbereich eingebracht, dass Öffnungen zur Aufnahme von Batterie-Rundzellen vorgesehen sind, wobei anschließend die Batterie-Rundzellen in die Öffnungen eingesetzt werden. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für die Verwendung mit Batterie-Rundzellen, die erst nachträglich kontaktiert werden. Denn in diesem Fall ist durch die Beabstandungsstruktur und/oder die Herstellung der Öffnungen in dem Werkstoff die jeweilige Position der Batterie-Rundzellen bereits vor dem Einsetzen vorgegeben. Es können daher im Anschluss automatisiert alle Batterie-Rundzellen eingesetzt und kontaktiert werden. Dabei kann - abhängig von der Fertigungsgenauigkeit und der verwendeten Vorrichtung (Roboter) zum Einsetzen der Batterie-Rundzellen - auch vor dem Einsetzen eine Erfassung der Öffnungen stattfinden, um der Vorrichtung bzw. einem Roboter zum Einsetzen der Batterie-Rundzellen die exakte Position der Öffnungen zu übermitteln.
  • In einer anderen praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erstellung einer Batterie-Rundzellenanordnung in einem Kraftfahrzeug werden zunächst Batterie-Rundzellen in einem Fahrzeugmittenbereich und/oder in einem Fahrzeugaußenbereich angeordnet, um anschließend die Zwischenräume mindestens teilweise mit einem Füllmaterial zu füllen. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für ein Kontaktieren der Batteriezellen vor dem Einbringen des Füllmaterials, insbesondere wenn das Kontaktieren in einer Art und Weise erfolgt, welche die Relativanordnung der Batterie-Rundzellen zueinander sichert, so dass durch eine Krafteinwirkung des Füllmaterials auf die Batterie-Rundzellen keine Relativverschiebung der Zellen mehr stattfindet. Die Kontaktierung kann in diesem Fall auch als Möglichkeit zur Vorfixierung der Batterie-Rundzellen zueinander eingesetzt und genutzt werden, was insbesondere in dem Fahrzeugaußenbereich vorteilhaft ist, weil dort die Batterie-Rundzellen zueinander beabstandet angeordnet sind.
  • Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges mit einer ersten Batterie-Rundzellenanordnung in einem Fahrzeugmittenbereich und weiteren Batterie-Rundzellenanordnungen im Bereich der beiden Fahrzeug-Außenseiten,
    • 2 eine vergrößerte Darstellung des mit II in 1 gekennzeichneten Bereichs der ersten Batterie-Rundzellenanordnung des Kraftfahrzeuges aus 1,
    • 3 eine vergrößerte Darstellung des mit III in 1 gekennzeichneten Bereichs des Kraftfahrzeuges aus 1 in einer anderen Ausführungsform,
    • 4 den gleichen Ausschnitt des Kraftfahrzeuges wie in 3 nach einer schematisch dargestellten Intrusion eines Pfahls und der dadurch resultierenden Neuanordnung der Batterie-Rundzellen in dem Bereich der linken Fahrzeug-Außenseite und
    • 5 eine Darstellung nur eines Ausschnitts des Fahrzeugaußenbereichs eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges, welches eine aus Rahmen gebildete Beabstandungsstruktur aufweist.
  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10 mit einer ersten Batterie-Rundzellenanordnung 12, die in einem - hier in Fahrzeugquerrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet - Fahrzeugmittenbereich angeordnet sind und aus einer Vielzahl von Batterie-Rundzellen 14 besteht. Wie in 1 in Verbindung mit 2 gut erkennbar ist, sind die Batterie-Rundzellen 14 in der ersten Batterie-Rundzellenanordnung 12 dicht nebeneinander mit einer hohen Zelldichte angeordnet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Batterie-Rundzellen so dimensioniert, dass diese in einer hexagonal dichtesten Anordnung positioniert werden können, in welcher jeweils sechs Batterie-Rundzellen 14 eine mittlere Batterie-Rundzelle 14 umschließen und selbst unmittelbar an den benachbarten Batterie-Rundzellen anliegend anordenbar sind. Verbindet man bei dieser hexagonal dichtesten Anordnung die senkrecht durch die eine mittlere Rundzelle 14 umschließenden Rundzellen verlaufenden Mittelachsen in der gleichen Ebene miteinander, entsteht ein Hexagon 16, wie in 2 erkennbar.
  • Alternativ, aber in den Figuren nicht dargestellt, kann eine ebenfalls sehr dichte Anordnung ohne Zwischenräume zwischen den jeweils benachbarten Batterie-Rundzellen 14 erzielt werden, indem jeweils vier benachbarte Batterie-Rundzellen 14 so angeordnet werden, dass durch Verbindung der jeweiligen Zellmitten jeweils ein Quadrat entsteht (quadratische Anordnung).
  • In einem sich weiter fahrzeugaußen anschließenden Fahrzeugaußenbereich 20 ist mindestens eine zweite Batterie-Rundzellenanordnung angeordnet, die ebenfalls aus einer Vielzahl von Batterie-Rundzellen 14 besteht. Dabei sind die Batterie-Rundzellen 14 in dem Fahrzeugaußenbereich 20 in einer geringeren Zelldichte angeordnet sind. Wie in den 1, 3 und 4 gut erkennbar ist, ist in diesen Ausführungsformen zwischen den Batterie-Rundzellen 14 im Fahrzeugaußenbereich 20 ein Füllmaterial 18 angeordnet, das gepunktet dargestellt ist.
  • Bei dem Füllmaterial 18 handelt es sich insbesondere um ein Schaummaterial, wie z.B. ein PU-Schaum oder ein Metallschaum, um ein Schaumglas-Material und/oder um Blähglas.
  • Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform sind in dem Fahrzeugaußenbereich 20 die Batterie-Rundzellen 14 im Wesentlichen in drei, sich jeweils in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Reihen angeordnet, wobei die Abstände zwischen den Batterie-Rundzellen 14 umso größer sind, je näher die Reihen an der Fahrzeugaußenseite 22 angeordnet ist.
  • Das Gleiche gilt auch für die Ausführungsform gemäß 3, wobei bei dieser Ausführungsform insgesamt fünf, sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Reihen von Batterie-Rundzellen 14 vorgesehen sind. Dabei wird - sowohl bei der Ausführungsform gemäß 1 als auch bei der Ausführungsform gemäß 3 mit jeder Reihe, die weiter fahrzeugaußen angeordnet ist, der Abstand der Batterie-Rundzellen 14 innerhalb der jeweiligen Reihe vergrößert.
  • In 4 ist der gleiche Ausschnitt wie in 3 nach der Intrusion eines Gegenstandes, insbesondere eines Pfahls, gezeigt, wobei der Intrusionsbereich 24 in etwa parabelförmig ausgebildet ist. Aus 4 ist das Erfindungsprinzip gut erkennbar. Die Batterie-Rundzellen 14 können sich innerhalb des Fahrzeugaußenbereichs 20 relativ zueinander verschieben und durch Verdrängung und/oder Komprimierung des Füllmaterials 18 derart verdichten, dass die Batterie-Rundzellen 14 selbst nicht verformt werden.
  • 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges, wobei von dieser Ausführungsform nur ein Ausschnitt des Fahrzeugaußenbereichs 20 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform ist eine Beabstandungsstruktur 26 vorgesehen, um die Relativposition der Batterie-Rundzellen 14 im Ausgangszustand vorzugeben und die Batterie-Rundzellen 14 in dieser Position zu halten. Die Beabstandungsstruktur 26 ist in der gezeigten Ausführungsform gebildet aus Zellstegen 28, welche die jeweiligen Batterie-Rundzellen 14 in dem Fahrzeugaußenbereich 20 umschließen und mittels Zwischenstegen 30 mit welchen Verbindungen zwischen zueinander beabstandeten Zellstegen 28 hergestellt werden. Mit den Zwischenstegen 30 können insoweit auch Freiräume 32 zwischen Batterie-Rundzellen entstehen. Im Falle einer Kollision können die Zwischenstege 30 und die Zellstege 28 brechen bzw. komprimiert und/oder elastische oder plastisch verformt werden, so dass die Batterie-Rundzellen 14 sich relativ zueinander bewegen können, um die Freiräume 32 für eine komprimierte Anordnung zu nutzen und eine Komprimierung der Batterie-Rundzellen 14 selbst innerhalb des Fahrzeugaußenbereichs 20 zu verhindern.
  • Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Kraftfahrzeug
    12
    erste Batterie-Rundzellenanordnung
    14
    Batterie-Rundzelle
    16
    Hexagon
    18
    Füllmaterial
    20
    Fahrzeugaußenbereich
    22
    Fahrzeugaußenseite
    24
    Intrusionsbereich
    26
    Beabstandungsstruktur
    28
    Zellsteg
    30
    Zwischensteg
    32
    Freiraum
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 9579933 B2 [0002]
    • EP 2418709 A1 [0003]
    • US 2016/0248060 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Kraftfahrzeug mit einer ersten Batterie-Rundzellenanordnung (12), die in einem - in Fahrzeugquerrichtung und/oder in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet - Fahrzeugmittenbereich angeordnet ist und aus einer Vielzahl von Batterie-Rundzellen (14) besteht, die dicht nebeneinander mit einer hohen Zelldichte angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einem sich weiter in Richtung Fahrzeugaußen anschließenden Fahrzeugaußenbereich (20) mindestens eine zweite Batterie-Rundzellenanordnung angeordnet ist, die aus einer Vielzahl von Batterie-Rundzellen (14) besteht, welche in einer geringeren Zelldichte derart angeordnet sind, dass diese beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Kraftfahrzeuges relativ zueinander fixiert sind, sich aber in Intrusionsfällen relativ zueinander bewegen können.
  2. Kraftfahrzeug nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrzeugaußenbereich (20) eine Fahrzeugaußenseite (22), beide Fahrzeugaußenseiten (22), die Fahrzeugfront und/oder das Fahrzeugheck gestaltet ist/sind, wobei sich der Fahrzeugaußenbereich (20) mindestens über einen Intrusionsbereich eines Crashtests erstreckt.
  3. Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Batterie-Rundzellen (14) zu unmittelbar benachbarten Batterie-Rundzellen (14) in dem Fahrzeugaußenbereich (20) umso größer gewählt ist, je näher die jeweilige Batterie-Rundzelle (14) an der Fahrzeugaußenseite (22) angeordnet ist.
  4. Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Batterie-Rundzellen (14) zueinander in dem Fahrzeugaußenbereich (20) abhängig von der Position in Fahrzeuglängsrichtung dort größer gewählt ist, wo die Intrusionstiefe in Fahrzeugquerrichtung erhöht ist.
  5. Kraftfahrzeug nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Fahrzeugaußenbereich (20) mindestens über den Bereich erstreckt, welcher für das jeweilige Kraftfahrzeug (10) a) innerhalb des Seiten-Intrusionsbereichs gemäß Pfahlcrash USA: FMVSS-214 und/oder gemäß Pfahlcrash ECE: UN-R135 liegt, b) innerhalb des Front-Intrusionsbereichs gemäß Small Overlap Crash (IIHS) und/oder gemäß US-NCAP-Wandaufprall bei 56 km/h liegt oder c) innerhalb des Heck-Intrusionsbereichs gemäß US-Crash: FMVSS-301 bei 80 km/h liegt.
  6. Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Batterie-Rundzellen (14) in dem Fahrzeugmittenbereich und/oder in dem Fahrzeugaußenbereich (20) ein Füllmaterial (18) angeordnet ist.
  7. Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Batterie-Rundzellen (14) eine Beabstandungsstruktur (26) angeordnet ist.
  8. Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie-Rundzellen (14) ein maximales Außenmaß max. 100 mm aufweisen.
  9. Verfahren zur Erstellung einer Batterie-Rundzellenanordnung (12) in einem Kraftfahrzeug (10), dadurch gekennzeichnet, dass zunächst mindestens eine Beabstandungsstruktur (26) mit Öffnungen hergestellt und in einem Fahrzeugmittenbereich und/oder in einem Fahrzeugaußenbereich (20) des Kraftfahrzeuges (10) angeordnet wird oder ein Werkstoff derart in einem Fahrzeugmittenbereich und/oder in einem Fahrzeugaußenbereich (20) eingebracht wird, dass Öffnungen zur Aufnahme von Batterie-Rundzellen (14) vorgesehen sind, wobei anschließend die Batterie-Rundzellen (14) in die Öffnungen eingesetzt werden.
  10. Verfahren zur Erstellung einer Batterie-Rundzellenanordnung (12) in einem Kraftfahrzeug (10), dadurch gekennzeichnet, dass zunächst Batterie-Rundzellen (14) in einem Fahrzeugmittenbereich und/oder in einem Fahrzeugaußenbereich (20) angeordnet werden, um anschließend die Zwischenräume mindestens teilweise mit einem Füllmaterial (18) zu füllen.
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