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EINLEITUNG
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Die in diesem Abschnitt enthaltenen Informationen dienen dazu, den Kontext der Offenbarung allgemein darzustellen. Arbeiten der vorliegend genannten Erfinder, soweit sie in diesem Abschnitt beschrieben sind, sowie Aspekte der Beschreibung, die möglicherweise zum Zeitpunkt der Anmeldung anderweitig nicht als Stand der Technik gelten, werden weder ausdrücklich noch stillschweigend als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung zugelassen.
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Fahrzeugrahmen mit einem integriertem Batteriegehäuse.
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Die derzeit in der Industrie verwendeten Batterierahmen basieren auf einem Batteriesatz, die ein separates Batteriegehäuse aufweisen, das in einen herkömmlichen Fahrzeugrahmen eingebaut ist. Der Satz benötigt internen Spielraum, um das Modul und die internen Komponenten zu bauen. Der Batteriesatz benötigt bei der allgemeinen Montage Spielraum zum Rahmen. Die Kombination der Spielräume verringert ein Volumen für die Zellen, was die Energie des Satzes reduziert.
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In der vorliegenden Offenbarung sind der Rahmen und das Batteriegehäuse als eine Einheit integriert, um zusätzliches Volumen für die Energie der Batterie zu schaffen. Die vorliegende Offenbarung verringert den für den Bau des Satzes erforderlichen internen Spielraum und nutzt den Platz, um allgemeine Montagespielräume zu beseitigen. Sie verringert die für die Entlastungswinkel der Abdeckung vorgesehenen Freiräume und bietet zusätzlichen Raum für die Energie des Satzes.
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KURZDARSTELLUNG
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Dieser Abschnitt enthält eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollen Umfangs oder aller ihrer Merkmale.
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Ein Fahrzeugrahmen umfasst einen ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens und einen zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens, der seitlich von dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens beabstandet ist. Ein oberes Batteriegehäuse weist eine obere Wand und ein Paar Seitenwände auf. Ein Querträger erstreckt sich durch ein entsprechendes Paar Öffnungen in dem Paar Seitenwände des Batteriegehäuses und durch eine Öffnung in dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens und eine Öffnung in dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens. Unter dem Paar Seitenwänden des oberen Batteriegehäuses ist ein Batterieträger befestigt.
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Ein Fahrzeugrahmen umfasst einen ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens und einen zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens, der seitlich von dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens beabstandet ist. Ein Paar Gehäuseplatten erstreckt sich zwischen dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens und dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens. An eine Oberseite des ersten und des zweiten Seitenholms des Fahrzeugrahmens sowie an dem Paar Gehäuseplatten ist jeweils eine Scherplatte geschweißt und abgedichtet. Ein Batterieträger ist an dem ersten und dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens befestigt.
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Ein Fahrzeugrahmen umfasst einen ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens und einen zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens, der seitlich von dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens beabstandet ist. Eine Gehäuseplatte erstreckt sich zwischen dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens und dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens. Ein Batterieträger ist an dem ersten und dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens befestigt. Zwischen dem Batterieträger und dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens, dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens und der mindestens einen Gehäuseplatte befindet sich eine Dichtung.
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Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der detaillierten Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen. Die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele dienen nur der Veranschaulichung und sind nicht dazu bestimmt, den Umfang der Offenbarung einzuschränken.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Offenbarung wird anhand der detaillierten Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen besser verständlich, wobei:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugrahmens mit einem integrierten Batteriegehäuse nach den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung ist;
- 2 eine perspektivische Explosionsansicht des Fahrzeugrahmens mit einem integriertem Batteriegehäuse von 1 ist;
- 3 eine Querschnittsansicht des Fahrzeugrahmens mit einem integriertem Batteriegehäuse von 1 ist;
- 4 eine schematische Ansicht des Fahrzeugrahmens mit einem integriertem Batteriegehäuse von 1 in zerlegtem Zustand ist;
- 5 eine schematische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines Fahrzeugrahmens mit einem integriertem Batteriegehäuse in zerlegtem Zustand ist;
- 6 eine perspektivische Explosionsansicht des Fahrzeugrahmens mit einem integriertem Batteriegehäuse von 5 ist;
- 7 eine schematische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Fahrzeugrahmens mit einem integriertem Batteriegehäuse in zerlegtem Zustand ist; und
- 8 eine perspektivische Explosionsansicht des Fahrzeugrahmens mit einem integriertem Batteriegehäuse von 7 ist.
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In den Zeichnungen können Bezugszeichen wiederverwendet werden, um ähnliche und/oder identische Elemente zu kennzeichnen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es werden nun beispielhafte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
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Unter Bezugnahme auf 1-4 wird ein Fahrzeugrahmen 10 mit einem integrierten Batteriegehäuse 12 gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben. Der Fahrzeugrahmen 10 umfasst einen ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 14 und einen zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 16. Wie in 2 am besten dargestellt, ist ein oberes Batteriegehäuse 18 zwischen dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 14 und dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 16 angeordnet. Das obere Batteriegehäuse 18 umfasst eine obere Wand 20 und ein Paar Seitenwände 22, 24. Das obere Batteriegehäuse 18 kann aus Blech, Kunststoff oder einem anderen technischen Material hergestellt werden. Eine Vielzahl von Querträgern 28a-c (drei sind dargestellt) erstrecken sich durch ein jeweiliges Paar Öffnungen 30a, 30b; 32a, 32b; 34a, 34b in dem Paar Seitenwände 22, 24 des Batteriegehäuses und durch eine jeweilige Öffnung 36a, 36b, 36c in dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 14 und eine jeweilige Öffnung 38a, 38b, 38c in dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 16. Die Verbindungen zwischen den Trägern 28a-c und dem oberen Batteriegehäuse können geschweißt und abgedichtet sein. Unter dem Paar Seitenwänden 22, 24 des oberen Batteriegehäuses 18 ist ein Batterieträger 40 befestigt.
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Das obere Batteriegehäuse 18 umfasst ferner eine Rückwand 42 und einen sich nach außen erstreckenden Flansch 44, der sich von dem Paar Seitenwänden 22, 24 und der Rückwand 42 erstreckt. Eine zusätzliche Gehäuseplatte 45 kann verwendet werden, um ein vorderes Ende des oberen Batteriegehäuses 18 zu umschließen. Wie am besten in 4 gezeigt, kann eine Dichtung 46 zwischen dem Batterieträger 40 und dem sich nach außen erstreckenden Flansch 44 des oberen Batteriegehäuses 18 sowie zwischen dem Batterieträger und der Gehäuseplatte 45 vorgesehen werden. Darüber hinaus kann die Gehäuseplatte 45 dicht mit dem vorderen Ende des oberen Batteriegehäuses 18 verbunden werden. Wie in 4 gezeigt, kann eine optionale Scherplatte 48 mit dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 14 und dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 16 verbunden werden, um zusätzliche seitliche Festigkeit und Rahmensteifigkeit zu erreichen. Die Scherplatte 48 kann durch Schweißen, Befestigungen oder andere Verbindungstechniken mit den Seitenholmen 14, 16 verbunden werden. Eine Fahrzeugbodenplatte 50 ist über dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 14, dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 16, dem Batteriegehäuse 12 und der Scherplatte 48, falls vorhanden, angeordnet.
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Unter Bezugnahme auf 3 werden eine Vielzahl von Batteriezellen 52 auf dem Batterieträger 40 gelagert und innerhalb des Batteriegehäuses 12 angeordnet.
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Durch die Integration des Batteriegehäuses 12 in den Fahrzeugrahmen 10 kann das Volumen des Batteriegehäuses 12 maximiert werden. Durch die Maximierung des Volumens des Batteriegehäuses 12 kann eine größere Anzahl von Batteriezellen 52 im Batteriegehäuse 12 untergebracht werden, was zu einer höheren Energiedichte des Satzes und zu einer größeren Reichweite des Fahrzeugs führt. Das Gehäuse 12 ist Teil der Rahmenstruktur 10 und sorgt für die Abdichtung der Batterierückseite. Die Integration des Gehäuses 12 in den Fahrzeugrahmen kann auch zu einer Verringerung der Masse führen, ohne die Festigkeit des Rahmens zu beeinträchtigen.
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Unter Bezugnahme auf 5 und 6 wird ein Fahrzeugrahmen 110 mit einem integrierten Batteriegehäuse 12 gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben, wobei dieselben Bezugszeichen zur Beschreibung gleicher oder ähnlicher Elemente verwendet werden. Der Fahrzeugrahmen 110 umfasst einen ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 14 und einen zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 16. Wie in 2 am besten dargestellt, ist ein oberes Batteriegehäuse 18 zwischen dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 14 und dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 16 angeordnet. Das obere Batteriegehäuse 18 umfasst eine obere Wand 20 und ein Paar Seitenwände 22, 24. Eine reduzierte Anzahl von optionalen Querträgern 28 (einer ist dargestellt) erstreckt sich abdichtend durch ein jeweiliges Paar Öffnungen 30a, 30b in dem Paar Seitenwände 22, 24 des Batteriegehäuses und durch eine jeweilige Öffnung 36a in dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 14 und eine jeweilige Öffnung 38a in dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 16. Die Verbindung der Querträger 28 mit dem oberen Batteriegehäuse und mit dem ersten und zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens kann geschweißt und abgedichtet sein. Unter dem Paar Seitenwänden 22, 24 des oberen Batteriegehäuses 18 ist ein Batterieträger 40 befestigt.
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Das obere Batteriegehäuse 18 umfasst ferner eine Rückwand 42 und einen sich nach außen erstreckenden Flansch 44, der sich von dem Paar Seitenwänden 22, 24 und der Rückwand 42 erstreckt. Eine zusätzliche Gehäuseplatte 44 kann verwendet werden, um ein vorderes Ende des oberen Batteriegehäuses 18 zu umschließen. Wie am besten in 6 gezeigt, kann eine Dichtung 46 zwischen dem Batterieträger 40 und dem sich nach außen erstreckenden Flansch 44 des oberen Batteriegehäuses 18 sowie zwischen dem Batterieträger und der Gehäuseplatte 44 vorgesehen werden. Darüber hinaus kann die Gehäuseplatte 44 dicht mit dem vorderen Ende des oberen Batteriegehäuses 18 verbunden werden. Eine Scherplatte 48 ist mit dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 14 und dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 16 verbunden, um zusätzliche seitliche Festigkeit und Rahmensteifigkeit zu erreichen. Die Scherplatte 48 kann durch Schweißen, Befestigungen oder andere Verbindungstechniken mit den Seitenholmen 14, 16 verbunden werden und reduziert den Bedarf an zusätzlichen Querträgern, wie sie bei der ersten Ausführungsform verwendet wurden. Eine Fahrzeugbodenplatte 50 ist über dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 14, dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 16, dem Batteriegehäuse 12 und der Scherplatte 48 angeordnet.
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Eine Vielzahl von Batteriezellen 52 sind auf dem Batterieträger 40 gelagert und innerhalb des Batteriegehäuses 12 angeordnet. Durch die Integration des Batteriegehäuses 12 in den Fahrzeugrahmen 10 und den Verzicht auf zusätzliche Querträger kann das Volumen des Batteriegehäuses 12 maximiert werden. Durch die Maximierung des Volumens des Batteriegehäuses 12 kann eine größere Anzahl von Batteriezellen 52 im Batteriegehäuse 12 untergebracht werden, was zu einer höheren Energiedichte des Satzes und zu einer größeren Reichweite des Fahrzeugs führt. Das Gehäuse 12 ist Teil der Rahmenstruktur 10 und sorgt für die Abdichtung der Batterierückseite. Die Integration des Gehäuses 12 in den Fahrzeugrahmen kann auch zu einer Verringerung der Masse führen, ohne die Festigkeit des Rahmens zu beeinträchtigen.
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Unter Bezugnahme auf 7 und 8 wird ein Fahrzeugrahmen 210 mit einem integrierten Batteriegehäuse 212 gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben, wobei dieselben Bezugszeichen zur Beschreibung gleicher oder ähnlicher Elemente verwendet werden. Der Fahrzeugrahmen 210 umfasst einen ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 14 und einen zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 16. Wie in 7 am besten dargestellt, sind ein Paar Gehäuseplatten 216 zwischen dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 14 und dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 16 und an gegenüberliegenden Enden des Batteriegehäuses 212 angeordnet. Eine Vielzahl von Querträgern 28a-b (zwei sind abgebildet) erstrecken sich durch eine entsprechende Öffnung 36a, 36b in dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 14 und eine entsprechende Öffnung 38a, 38b in dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 16. Die Verbindungen zwischen den Querträgern 28a-28b können geschweißt und abgedichtet sein. Ein Batterieträger 40 ist unterhalb des ersten und zweiten Seitenholms des Fahrzeugrahmens 14, 16 befestigt.
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Wie am besten in 8 gezeigt, kann eine Dichtung 46 zwischen dem Batterieträger 40 und den ersten und zweiten Seitenholmen 14, 16 des Fahrzeugrahmens sowie zwischen dem Batterieträger und dem Paar Gehäuseplatten 216 vorgesehen werden. Darüber hinaus kann das Paar Gehäuseplatten 216 dicht mit dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 14 und dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 16 verbunden werden. Eine Scherplatte 48 ist dicht mit dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 14 und dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 16 und dem Paar Gehäuseplatten 44 verbunden, um zusätzliche seitliche Festigkeit und Rahmensteifigkeit zu erreichen und eine obere Fläche auf dem Batteriegehäuse auszubilden. Die Scherplatte 48 kann durch Schweißen, Befestigungen oder andere Verbindungstechniken mit den Seitenholmen 14, 16 verbunden werden. Eine Fahrzeugbodenplatte 50 ist über dem ersten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 14, dem zweiten Seitenholm des Fahrzeugrahmens 16 und der Scherplatte 48 angeordnet.
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Eine Vielzahl von Batteriezellen 52 werden auf dem Batterieträger 40 gelagert und innerhalb des Batteriegehäuses 12 angeordnet. Durch die Integration des Batteriegehäuses 12 in den Fahrzeugrahmen 10 kann das Volumen des Batteriegehäuses 12 maximiert werden. Durch die Maximierung des Volumens des Batteriegehäuses 12 kann eine größere Anzahl von Batteriezellen 52 im Batteriegehäuse 12 untergebracht werden, was zu einer höheren Energiedichte des Satzes und zu einer größeren Reichweite des Fahrzeugs führt. Das Gehäuse 12 ist Teil der Rahmenstruktur 10 und sorgt für die Abdichtung der Batterierückseite. Die Integration des Gehäuses 12 in den Fahrzeugrahmen 10 kann auch zu einer Verringerung der Masse führen, ohne die Festigkeit des Rahmens zu beeinträchtigen.
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Die obige Beschreibung hat lediglich einen veranschaulichenden Charakter und soll in keiner Weise die Offenbarung, ihre Anwendung oder ihren Gebrauch einschränken. Die umfassenden Lehren der Offenbarung können in einer ganzen Reihe von Formen umgesetzt werden. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Beispiele umfasst, sollte der wahre Umfang der Offenbarung daher nicht auf dieselben beschränkt werden, da andere Änderungen nach dem Studieren der Zeichnungen, der Patentspezifikation und der folgenden Ansprüche deutlich werden. Es versteht sich, dass ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu ändern. Auch wenn die Ausführungsformen oben jeweils als mit bestimmten Merkmalen versehen beschrieben sind, können ferner jedes einzelne oder mehrere dieser Merkmale, die in Bezug auf eine Ausführungsform der Offenbarung beschrieben sind, mit Merkmalen jeder der anderen Ausführungsformen umgesetzt und/oder mit denselben kombiniert werden, selbst wenn diese Kombination nicht ausdrücklich beschrieben ist. Mit anderen Worten schließen sich die beschriebenen Ausführungsformen nicht gegenseitig aus, und ein Austausch einer oder mehrerer Ausführungsformen untereinander bleibt im Rahmen dieser Offenbarung.
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Räumliche und funktionale Beziehungen zwischen Elementen (z. B. zwischen Modulen, Schaltungselementen, Halbleiterschichten usw.) werden mit verschiedenen Begriffen beschrieben, darunter „verbunden“, „in Eingriff stehend“, „gekoppelt“, „benachbart“, „neben“, „oben auf“, „über“, „unter“ und „angeordnet“. Wird eine Beziehung zwischen ersten und zweiten Elementen in der obigen Offenbarung nicht ausdrücklich als „direkt“ beschrieben, kann diese Beziehung eine direkte Beziehung sein, bei der keine anderen dazwischenliegenden Elemente zwischen den ersten und zweiten Elementen vorhanden sind, aber auch eine indirekte Beziehung, bei der ein oder mehrere dazwischenliegende Elemente (entweder räumlich oder funktionell) zwischen den ersten und zweiten Elementen vorhanden sind. Wie hierin verwendet, sollte der Ausdruck „A, B und/oder C“ unter Verwendung einer nicht-exklusiven logischen ODER-Verknüpfung als logisch (A ODER-verknüpft mit B ODER-verknüpft mit C) ausgelegt werden und nicht als „wenigstens eines von A, wenigstens eines von B und wenigstens eines von C“ verstanden werden.
