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GEBIET DER TECHNIK
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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Batteriepack für ein Elektrofahrzeug und ein Elektrofahrzeug, das einen Batteriepack beinhaltet.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit und stellen möglicherweise nicht den Stand der Technik dar.
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Der Wunsch, den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen von Automobilen zu reduzieren, ist hinlänglich dokumentiert. Daher wurden Elektrofahrzeuge entwickelt, um die Abhängigkeit von Brennkraftmaschinen erheblich zu reduzieren. Im Allgemeinen unterscheiden sich Elektrofahrzeuge dadurch von herkömmlichen Kraftfahrzeugen, dass sie von einem oder mehreren wiederaufladbaren Batteriepacks angetrieben werden, die zum Beispiel Lithium-Ionen-Batterien oder beliebige andere geeignete Speichereinheiten für elektrische Leistung aufweisen. Der Batteriepack versorgt typischerweise einen oder mehrere Motoren mit Leistung, um einen Satz Räder anzutreiben. Die Größe und das Gewicht des Batteriepacks sind typischerweise größer für Elektrofahrzeuge, die in der Lage sind, lange Strecken zurückzulegen (z. B. Elektrofahrzeuge, die mehr als 500 Meilen zurücklegen können). Abhängig von dem Montageort innerhalb des Elektrofahrzeugs kann der Batteriepack anfällig für verschiedene Fahrzeugbelastungen sein.
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Die vorliegende Offenbarung befasst sich mit der Integration von wiederaufladbaren Batteriepacks in Elektrofahrzeuge.
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KURZDARSTELLUNG
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Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollständigen Umfangs oder all ihrer Merkmale.
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In einer Form stellt die vorliegende Offenbarung einen Batteriepack für ein Elektrofahrzeug bereit. Der Batteriepack beinhaltet ein Batteriegehäuse und ein Paar von Schwellerstrukturen. Das Batteriegehäuse ist dazu konfiguriert, Leistungsspeichereinheiten aufzunehmen. Das Paar von Schwellerstrukturen befindet sich an gegenüberliegenden Seiten des Batteriegehäuses und ist dazu konfiguriert, den Batteriepack an einer Fahrzeugkarosseriestruktur zu montieren. Jede Schwellerstruktur beinhaltet eine variable Breite entlang einer Länge der Schwellerstruktur.
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Das Batteriegehäuse beinhaltet einen Bereich, der einem breitesten Teilstück jeder Schwellerstruktur entspricht.
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In Variationen des Batteriepacks des vorstehenden Absatzes, die einzeln oder in Kombination umgesetzt werden können: befindet sich das breiteste Teilstück jeder Schwellerstruktur in der Nähe eines mittleren Abschnitts jedes Schwellers; beinhaltet jede Schwellerstruktur einen hinteren Abschnitt, einen vorderen Abschnitt und einen mittleren Abschnitt, wobei der mittlere Abschnitt das breiteste Teilstück jeder Schwellerstruktur ist, wobei der mittlere Abschnitt eine Länge aufweist, die mindestens zweimal größer als eine Länge des hinteren Abschnitts ist und mindestens zweimal größer als eine Länge des vorderen Abschnitts ist; definiert der mittlere Abschnitt einen länglichen Hohlraum; definiert das breiteste Teilstück jeder Schwellerstruktur einen länglichen Hohlraum; ist ein Schaumstoffmaterial innerhalb des länglichen Hohlraums angeordnet; befindet sich das breiteste Teilstück jeder Schwellerstruktur in der Nähe eines mittleren Abschnitts jedes Schwellers; ist eine Abdeckplatte an einer jeweiligen Schwellerstruktur befestigt und deckt eine Öffnung zu dem länglichen Hohlraum ab; beinhaltet jede Schwellerstruktur interne Versteifungselemente; ist das breiteste Teilstück jeder Schwellerstruktur mindestens viermal größer als ein schmalstes Teilstück jeder Schwellerstruktur; ist das breiteste Teilstück jeder Schwellerstruktur mindestens zweimal größer als das schmalste Teilstück jeder Schwellerstruktur; und ist der Bereich des Batteriegehäuses, der dem breitesten Teilstück jeder Schwellerstruktur entspricht, ein mittlerer Bereich, wobei eine Breite des mittleren Bereichs kleiner als eine Breite eines hinteren Bereichs des Batteriegehäuses und eine Breite eines vorderen Bereichs des Batteriegehäuses ist.
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In einer anderen Form stellt die vorliegende Offenbarung einen Batteriepack für ein Elektrofahrzeug bereit. Der Batteriepack beinhaltet ein Batteriegehäuse und ein Paar von Schwellerstrukturen. Das Batteriegehäuse ist dazu konfiguriert, Leistungsspeichereinheiten aufzunehmen. Das Paar von Schwellerstrukturen ist an gegenüberliegenden Seiten des Batteriegehäuses befestigt und ist dazu konfiguriert, den Batteriepack an einer Fahrzeugkarosseriestruktur zu montieren. Jede Schwellerstruktur beinhaltet eine variable Breite entlang einer Länge der Schwellerstruktur und beinhaltet einen länglichen Hohlraum und Montageöffnungen. Die Montageöffnungen befinden sich außerhalb des länglichen Hohlraums und sind dazu konfiguriert, das Paar von Schwellerstrukturen an der Fahrzeugkarosseriestruktur zu montieren. Das Batteriegehäuse beinhaltet einen Bereich, der einem breitesten Teilstück jeder Schwellerstruktur entspricht. Der längliche Hohlraum befindet sich an dem breitesten Teilstück jeder Schwellerstruktur.
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In noch einer anderen Form stellt die vorliegende Offenbarung ein Elektrofahrzeug bereit, das eine Fahrzeugkarosseriestruktur und einen Fahrzeugbatteriepack beinhaltet. Die Fahrzeugkarosseriestruktur beinhaltet ein Paar von Seitenrahmen. Der Fahrzeugbatteriepack beinhaltet ein Batteriegehäuse und ein Paar von Schwellerstrukturen. Das Batteriegehäuse ist dazu konfiguriert, Batteriekomponenten aufzunehmen. Das Paar von Schwellerstrukturen ist an gegenüberliegenden Seiten des Batteriegehäuses befestigt und ist dazu konfiguriert, den Batteriepack an dem Paar von Seitenrahmen der Fahrzeugkarosseriestruktur zu montieren. Jede Schwellerstruktur weist eine variable Breite entlang einer Länge der Schwellerstruktur auf und beinhaltet einen länglichen Hohlraum und Montageöffnungen. Die Montageöffnungen befinden sich außerhalb des länglichen Hohlraums. Das Batteriegehäuse beinhaltet einen Bereich, der einem breitesten Teilstück jeder Schwellerstruktur entspricht. Der längliche Hohlraum befindet sich an dem breitesten Teilstück jeder Schwellerstruktur.
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In Variationen des Elektrofahrzeugs des vorstehenden Absatzes, die einzeln oder in Kombination umgesetzt werden können: beinhaltet die Fahrzeugkarosseriestruktur vertikale karosseriemontierte Säulen, wobei sich das breiteste Teilstück jeder Schwellerstruktur in einer Vorwärtsrichtung an einem jeweiligen vertikalen karosseriemontierten Säule erstreckt und sich in einer Rückwärtsrichtung an der jeweiligen vertikalen karosseriemontierten Säulen vorbei erstreckt; und ist eine Abdeckplatte an einer jeweiligen Schwellerstruktur befestigt und deckt eine Öffnung zu dem länglichen Hohlraum ab.
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Weitere Anwendungsbereiche werden aus der in dieser Schrift bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und spezifische Beispiele lediglich Zwecken der Veranschaulichung dienen und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
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ZEICHNUNGEN
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Zum umfassenden Verständnis der Offenbarung werden nun verschiedene Formen davon unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben, in denen Folgendes gilt:
- 1 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs, das einen Batteriepack gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung beinhaltet;
- 2 ist eine Unteransicht des Fahrzeugs aus 1;
- 3 ist eine perspektivische Ansicht des Batteriepacks des Fahrzeugs aus 1;
- 4 ist eine Unteransicht des Batteriepacks aus 1;
- 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Schwellerstruktur des Batteriepacks aus 1;
- 6 ist eine Querschnittsansicht der Schwellerstruktur entlang der Linie 6-6 aus 5;
- 7 ist eine Querschnittsansicht der Schwellerstruktur entlang der Linie 7-7 aus 5; und
- 8 ist eine Unteransicht eines alternativen Batteriepacks, der in das Fahrzeug aus 1 integriert sein kann, gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung.
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Die in dieser Schrift beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich Veranschaulichungszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keinerlei Weise einschränken.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder die Verwendungen nicht einschränken. Es versteht sich, dass über alle Zeichnungen hinweg entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben.
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Unter Bezugnahme auf 1 und 2 wird ein Fahrzeug 10 (1), wie etwa ein Elektrofahrzeug, bereitgestellt. In dem bereitgestellten Beispiel ist das Elektrofahrzeug ein Batterieelektrofahrzeug (battery electric vehicle - BEV). In anderen Beispielen kann das Elektrofahrzeug ein Hybridelektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV), ein Plug-in-Elektrofahrzeug (plug-in electric vehicle - PHEV) oder ein Brennstoffzellenfahrzeug sein. Das Fahrzeug 10 beinhaltet eine Fahrzeugkarosseriestruktur 12 und eine Batteriegehäusebaugruppe 14 (in dieser Schrift auch als ein Batteriepack bezeichnet). In dem veranschaulichten Beispiel ist die Karosseriestruktur 12 die Hauptstützstruktur des Fahrzeugs 10, an der verschiedene Komponenten direkt oder indirekt angebracht sind. Die Fahrzeugkarosseriestruktur 12 beinhaltet eine Vielzahl von vertikalen an der Karosserie montierten Säulen, Dachholme 24 (in den Figuren ist nur einer gezeigt) und Schweller 25. Die vorderen, mittleren und hinteren Säulen, die Schweller 25 und die Dachholme 24 wirken zusammen, um Vordertüröffnungen 31a in der Fahrzeugkarosseriestruktur 12 zu definieren. Die mittleren und hinteren an der Karosserie montierten Säulen, die Schweller 25 und die Dachholme 24 wirken zusammen, um Hintertüröffnungen 31b in der Fahrzeugkarosseriestruktur 12 zu definieren. Türen (nicht gezeigt) sind drehbar an die Fahrzeugkarosseriestruktur 12 (z. B. Scharniersäulen oder die mittleren Säulen) gekoppelt, um zwischen einer geschlossenen Position, in der die Türen innerhalb der Türöffnungen 31 a oder 31b angeordnet sind, und einer offenen Position, in der die Türen von den Türöffnungen 31a oder 31b entfernt sind, gedreht zu werden. In dem veranschaulichten Beispiel ist die Fahrzeugkarosseriestruktur 12 eine Fahrzeugarchitektur in selbsttragender Bauweise, obwohl andere Konfigurationen verwendet werden können, wie zum Beispiel eine Fahrzeugarchitektur in Leiterrahmenbauweise.
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Die Batteriepackgehäusebaugruppe 14 versorgt typischerweise einen oder mehrere Elektromotoren mit Leistung, um einen Satz von Rädern anzutreiben. Zum Beispiel kann die Batteriegehäusebaugruppe 14 einen hinteren Motor (nicht gezeigt) mit Leistung versorgen, um Hinterräder eines Satzes von Hinterrädern über eine Hinterachse (nicht gezeigt) anzutreiben, und/oder kann einen vorderen Motor (nicht gezeigt) mit Leistung versorgen, um Vorderräder eines Satzes von Vorderrädern über eine Vorderachse (nicht gezeigt) anzutreiben.
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Unter Bezugnahme auf 2-4 beinhaltet die Batteriegehäusebaugruppe 14 eine oder mehrere Batterieanordnungen (nicht gezeigt), einen Batterieträger oder ein Batteriegehäuse 28 und ein Paar von Schwellerstrukturen oder -rahmen 30, die sich an gegenüberliegenden Seiten des Batteriegehäuses 28 befinden. Das Batteriegehäuse 28 ist eine Umhausung, die ein strukturelles umgebendes und abgedichtetes Fach für die Batterieanordnungen und andere Batteriekomponenten bereitstellt, wie etwa Kühlleitungen, Halteklammern und Verdrahtung, die darin angeordnet sind. Die Batterieanordnungen können wiederaufladbar sein und können Lithium-Ionen-Batterien oder beliebige andere geeignete Speichereinheiten für elektrische Leistung beinhalten. In einigen Formen sind die Batterieanordnungen übereinander gestapelt. In dem veranschaulichten Beispiel weist das Batteriegehäuse 28 im Allgemeinen eine H-Form auf.
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Das Batteriegehäuse 28 kann an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs 10 angeordnet sein und ist an der Fahrzeugkarosseriestruktur 12 montiert. Auf diese Weise wird das Batteriegehäuse 28 durch die Fahrzeugkarosseriestruktur 12 getragen und ist von einer Fahrgastkabine (nicht gezeigt) und Laderäumen (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 10 entfernt, wodurch es keinen Raum einnimmt, der andernfalls für Fahrgäste oder Fracht verfügbar wäre. Das Batteriegehäuse 28 beinhaltet einen Deckel 38 (3) und einen Körper 40. Der Deckel 38 bedeckt die Oberseite des Körpers 40 und ist über mechanische Befestigungselemente, wie etwa Bolzen oder Schrauben (nicht gezeigt), entfernbar an den Körper 40 gekoppelt. Auf diese Weise kann der Deckel 38 entfernt werden, um die Batterieanordnungen, die innerhalb des Batteriegehäuses 28 angeordnet sind, zu warten.
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Der Körper 40 beinhaltet eine untere Wand oder Platte 48 (2 und 4) und eine oder mehrere Seitenwände oder -platten 50. Die untere Wand 48 trägt die Batterieanordnungen, die innerhalb des Batteriegehäuses 28 angeordnet sind, und ist an unteren Teilstücken der Seitenwände 50 befestigt. Zum Beispiel ist die untere Wand 48 an den unteren Teilstücken der Seitenwände 50 durch Schweißen, einen Klebstoff oder ein beliebiges anderes geeignetes Anbringungsmittel befestigt. Die Seitenwände 50 werden zum Beispiel durch Stanzen hergestellt und erstrecken sich von der unteren Wand 48 in einer vertikalen Richtung. Die Seitenwände 50 definieren eine äußere Grenze des Körpers 40 und sind zum Beispiel durch Schweißen oder einen Klebstoff aneinander befestigt. Eine Dichtung (nicht gezeigt) ist um einen Umfang der Seitenwände 50 des Batteriegehäuses 28 angeordnet und steht mit den Seitenwänden 50 und dem Deckel 38 in Eingriff. Auf diese Weise wird verhindert, dass Fluide, Schmutz und andere Materialien in das Batteriegehäuse 28 eindringen.
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Unter Bezugnahme auf 2-5 erstrecken sich die Schwellerstrukturen 30 längsgerichtet in einer Längsrichtung des Fahrzeugs 10 und sind dazu konfiguriert, das Batteriegehäuse 28 an der Fahrzeugkarosseriestruktur 12 (z. B. an den Schwellern 25 der Fahrzeugkarosseriestruktur 12) zu montieren. Jede Schwellerstruktur 30 besteht aus einem Metallmaterial, wie zum Beispiel Aluminium, und ist zum Beispiel unter Verwendung von Befestigungselementen, Klebstoffen, Schweißen oder beliebigen anderen geeigneten Anbringungsmitteln an einer jeweiligen Seite des Batteriegehäuses 28 befestigt. Jede Schwellerstruktur 30 beinhaltet einen vorderen Abschnitt 60, einen mittleren Abschnitt 62 und einen hinteren Abschnitt 64. Jede Schwellerstruktur 30 beinhaltet zudem Montageöffnungen 65, die sich entlang einer Länge der Schwellerstruktur 30 befinden (d. h., die Montageöffnungen 65 sind in und entlang des vorderen, des mittleren und des hinteren Abschnitts 60, 62, 64 der Schwellerstruktur 30 gebildet). Befestigungselemente (nicht gezeigt) können sich durch die Montageöffnungen 65 und die Schweller 25 der Fahrzeugkarosseriestruktur 12 erstrecken, wodurch das Batteriegehäuse 28 an der Fahrzeugkarosseriestruktur 12 montiert wird.
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Der vordere Abschnitt 60 befindet sich in der Nähe eines vorderen Bereichs 66 des Batteriegehäuses 28, der mittlere Abschnitt 62 befindet sich in der Nähe eines mittleren Bereichs 68 des Batteriegehäuses 28 und der hintere Abschnitt 64 befindet sich in der Nähe eines hinteren Bereichs 70 des Batteriegehäuses 28. In Bezug auf die Längsrichtung des Fahrzeugs 10 befinden sich der vordere Abschnitt 60 und der vordere Bereich 66 vor dem mittleren Abschnitt 62 und dem mittleren Bereich 68, der sich vor dem hinteren Abschnitt 64 und dem hinteren Bereich 70 befindet. In dem veranschaulichten Beispiel weisen der vordere und der hintere Bereich 66, 70 Breiten w1 auf, die zueinander gleich sind. In einem anderen Beispiel kann die Breite des vorderen Bereichs 66 eine Breite aufweisen, die größer oder kleiner als die Breite des hinteren Bereichs 70 ist, wobei aber beide Breiten des vorderen und des hinteren Bereichs 66, 70 größer als w2 sind. In dem veranschaulichten Beispiel definieren der vordere, der mittlere und der hintere Bereich 66, 68, 70 des Batteriegehäuses 28 einen Ausschnitt 74 (3), der ein Teilstück einer jeweiligen Schwellerstruktur 30 aufnimmt.
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Der vordere Abschnitt 60 der Schwellerstruktur 30 und der hintere Abschnitt 64 der Schwellerstruktur 30 sind längs aneinander ausgerichtet und weisen eine im Allgemeinen rechteckige Form auf. Jeder des vorderen und des hinteren Abschnitts 60, 64 beinhaltet eine Vielzahl von Wänden, die zusammenwirken, um einen Hohlraum 75 zu definieren (3 und 5; d. h., eine äußere vertikale Wand 76a, eine innere vertikale Wand 76b, eine obere horizontale Wand 76c und eine untere horizontale Wand 76d). Die äußere vertikale Wand 76a definiert eine Außengrenze der Schwellerstruktur 30. Die innere vertikale Wand 76b berührt das Batteriegehäuse 28. Die obere und die untere horizontale Wand 76c, 76d erstrecken sich in einer Querrichtung und verbinden die vertikalen Wände 76a, 76b miteinander. In dem veranschaulichten Beispiel beinhaltet die Schwellerstruktur 30 ein oder mehrere interne Versteifungselemente 78, die sich in dem Hohlraum 75 befinden und dazu konfiguriert sind, während eines seitlichen Fahrzeugaufprallereignisses Energie zu absorbieren. Die internen Versteifungselemente 78 können Rippen oder ein Gewebe sein, die sich in einer horizontalen Richtung und/oder einer vertikalen Richtung erstrecken.
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Der mittlere Abschnitt 62 erstreckt sich in einer Vorwärtsrichtung an einer jeweiligen mittleren Säule 22b vorbei und erstreckt sich in einer Rückwärtsrichtung an der jeweiligen mittleren Säule 22b vorbei (1). Wie am besten in 4 gezeigt, beinhaltet der mittlere Abschnitt 62 der Schwellerstruktur 30 eine Breite w4, die größer als die Breiten w5, w6 des vorderen bzw. des hinteren Abschnitts 60, 64 ist. Auf diese Weise beinhaltet die Schwellerstruktur 30 eine variable Breite entlang einer Länge der Schwellerstruktur 30. In einer Form ist die Breite w4 des mittleren Abschnitts 62 mindestens zweimal größer als die Breiten w5, w6 des vorderen bzw. des hinteren Abschnitts 60, 64. In anderen Formen ist die Breite w4 des mittleren Abschnitts 62 mindestens viermal größer als die Breiten w5, w6 des vorderen bzw. des hinteren Abschnitts 60, 64. Der mittlere Abschnitt 62 beinhaltet ein äußeres Element 82 und ein inneres Element 84. Das äußere Element 82 ist längs mit dem vorderen Abschnitt 60 und dem hinteren Abschnitt 64 ausgerichtet und beinhaltet die Montageöffnungen 65. Wie in 6 gezeigt, beinhaltet das äußere Element 82 zudem eine Vielzahl von Wänden, die zusammenwirken, um einen Hohlraum 87 zu definieren (d. h., eine äußere vertikale Wand 88a, eine innere vertikale Wand 88b, eine obere horizontale Wand 88c und eine untere horizontale Wand 88d). In dem veranschaulichten Beispiel beinhaltet das äußere Element 82 ein oder mehrere interne Versteifungselemente 90, die sich in dem Hohlraum 87 befinden und dazu konfiguriert sind, während eines seitlichen Fahrzeugaufprallereignisses Energie zu absorbieren. Das interne Versteifungselement/die internen Versteifungselemente 90 kann/können Teil des internen Versteifungselements/der internen Versteifungselemente 78 sein oder kann/können davon getrennt sein.
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Das innere Element 84 erstreckt sich in den Ausschnitt 74 des Batteriegehäuses 28 und wirkt mit dem äußeren Element 82 zusammen, um einen länglichen Hohlraum 94 zu bilden. Auf diese Weise kann das äußere Element 82 während eines seitlichen Aufprallereignisses in den länglichen Hohlraum 94 ragen, wodurch Aufpralllasten reduziert werden können, die auf den mittleren Bereich 68 des Batteriegehäuses 28 übertragen werden. Anders ausgedrückt, kann sich das äußere Element 82 während eines seitlichen Aufprallereignisses nach innen in den länglichen Hohlraum 94 verformen, wodurch die Last reduziert wird, die auf den mittleren Bereich 68 des Batteriegehäuses 28 übertragen wird. In einigen Formen, wie in 8 gezeigt, ist ein optionales Schaumstoffmaterial 93 innerhalb des länglichen Hohlraums 94 bereitgestellt, um Straßengeräusche zu reduzieren. Das Schaumstoffmaterial 93 ist ein Schaumstoff mit niedriger Dichte, der keine strukturelle Stütze für die Schwellerstruktur 30 bereitstellt. Eine Abdeckplatte 96 ist an dem mittleren Abschnitt 62 der Schwellerstruktur 30 (z. B. dem äußeren Element 82 und/oder dem inneren Element 84) befestigt und deckt den länglichen Hohlraum 94 von unten ab, um zu verhindern, dass Schmutz von der Straße in den länglichen Hohlraum 94 eindringt.
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Das innere Element 84 beinhaltet zudem Querstreben 84a und eine Längsstrebe 84b. Die Querstreben 84a sind voneinander beabstandet und erstrecken sich in einer Querrichtung relativ zu einer Längsrichtung des Fahrzeugs 10. Eine erste Querstrebe 84a erstreckt sich von dem äußeren Element 82 zu einem ersten Ende der Längsstrebe 84b und eine zweite Querstrebe 84a erstreckt sich von dem äußeren Element 82 zu einem zweiten Ende der Längsstrebe 84b, das dem ersten Ende gegenüberliegt. Wie in 7 gezeigt, beinhaltet jede Querstrebe 84a eine Vielzahl von Wänden (d. h. eine äußere vertikale Wand 98a, eine innere vertikale Wand 98b, eine obere horizontale Wand 98c und eine untere horizontale Wand 98d). Die innere vertikale Wand 98b definiert teilweise den länglichen Hohlraum 94 und die äußere vertikale Wand 98a nimmt das Batteriegehäuse 28 in Eingriff. In dem veranschaulichten Beispiel beinhaltet jede Querstrebe 84a ein oder mehrere interne Versteifungselemente 97, die sich in einem Hohlraum 99 befinden und dazu konfiguriert sind, während eines seitlichen Fahrzeugaufprallereignisses Energie zu absorbieren.
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Die Längsstrebe 84b erstreckt sich parallel zu dem äußeren Element 82 und senkrecht zu den Querstreben 84a. Die Längsstrebe 84b ist vom äußeren Element 82 beabstandet und berührt den mittleren Bereich 68 des Batteriegehäuses 28. Wie in 6 gezeigt, beinhaltet die Längsstrebe 84b eine Vielzahl von Wänden (d. h. eine äußere vertikale Wand 100a, eine innere vertikale Wand 100b, eine obere horizontale Wand 100c und eine untere horizontale Wand 100d). Die äußere vertikale Wand 100a nimmt das Batteriegehäuse 28 in Eingriff und die innere vertikale Wand 100b definiert teilweise den länglichen Hohlraum 94. In einigen Formen kann die Längsstrebe 84b ein oder mehrere interne Versteifungselemente 101 beinhalten, die sich innerhalb eines Hohlraums 102 der Längsstrebe 84b befinden und dazu konfiguriert sind, während eines seitlichen Fahrzeugaufprallereignisses Energie zu absorbieren.
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Die Schwellerstruktur 30 der vorliegenden Offenbarung reduziert Aufpralllasten, die während eines Aufprallereignisses auf das Batteriegehäuse 28 übertragen werden. Es versteht sich, dass, obwohl die vorliegende Offenbarung zeigt und beschreibt, dass der mittlere Abschnitt 62 der Schwellerstruktur Aufpralllasten in der Nähe des mittleren Bereichs 68 des Batteriegehäuses 28 reduziert, die Struktur des mittleren Abschnitts 62 in den vorderen Abschnitt 60 integriert sein kann, um Aufpralllasten auf den vorderen Bereich 66 des Batteriegehäuses 28 zu reduzieren, und/oder in den hinteren Abschnitt 64 integriert sein kann, um Aufpralllasten auf den hinteren Bereich 70 des Batteriegehäuses zu reduzieren. Die Schwellerstruktur 30 der vorliegenden Offenbarung reduziert zudem die Aufpralllasten, die auf das Batteriegehäuse 28 übertragen werden, während das Volumen und die Dichte des Batteriepacks zumindest beibehalten werden, wodurch zumindest die Fahrreichweite des Fahrzeugs 10 beibehalten wird.
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Sofern in dieser Schrift nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, sind alle numerischen Werte, die mechanische/thermische Eigenschaften, Prozentanteile von Zusammensetzungen, Abmessungen und/oder Toleranzen oder andere Kenngrößen angeben, so zu verstehen, dass sie durch das Wort „etwa“ oder „ungefähr“ modifiziert sind, wenn sie den Umfang der vorliegenden Offenbarung beschreiben. Diese Modifikation ist aus verschiedenen Gründen wünschenswert, einschließlich industrieller Praxis, Material, Fertigung und Montagetoleranzen sowie Testfähigkeit.
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Wie in dieser Schrift verwendet, sollte die Formulierung mindestens eines von A, B und C dahingehend ausgelegt werden, dass sie ein logisches (A ODER B ODER C) bedeutet, wobei ein nicht ausschließendes logisches ODER verwendet wird, und sollte nicht dahingehend ausgelegt werden, dass sie „mindestens eines von A, mindestens eines von B und mindestens eines von C“ bedeutet.
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Die Beschreibung der Offenbarung ist lediglich beispielhafter Natur und somit sollen Variationen, die nicht vom Kern der Offenbarung abweichen, innerhalb des Umfangs der Offenbarung liegen. Derartige Variationen sind nicht als Abweichung vom Wesen und Umfang der Offenbarung zu betrachten.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Batteriepack für ein Elektrofahrzeug bereitgestellt, der Folgendes aufweist: ein Batteriegehäuse, das dazu konfiguriert ist, Leistungsspeichereinheiten aufzunehmen; und ein Paar von Schwellerstrukturen, die an gegenüberliegenden Seiten des Batteriegehäuses befestigt sind und dazu konfiguriert sind, den Batteriepack an einer Fahrzeugkarosseriestruktur zu montieren, wobei jede Schwellerstruktur eine variable Breite entlang einer Länge der Schwellerstruktur aufweist und einen länglichen Hohlraum und Montageöffnungen beinhaltet, wobei sich die Montageöffnungen außerhalb des länglichen Hohlraums befinden und dazu konfiguriert sind, das Paar von Schwellerstrukturen an der Fahrzeugkarosseriestruktur zu montieren, wobei das Batteriegehäuse einen Bereich beinhaltet, der einem breitesten Teilstück jeder Schwellerstruktur entspricht, wobei sich der längliche Hohlraum an dem breitesten Teilstück jeder Schwellerstruktur befindet.
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Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet jede Schwellerstruktur einen hinteren Abschnitt, einen vorderen Abschnitt und einen mittleren Abschnitt und wobei der mittlere Abschnitt das breiteste Teilstück jeder Schwellerstruktur ist, wobei der mittlere Abschnitt eine Länge aufweist, die mindestens zweimal größer als eine Länge des hinteren Abschnitts und eine Länge des vorderen Abschnitts ist.
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Gemäß einer Ausführungsform ist ein Schaumstoffmaterial innerhalb des länglichen Hohlraums angeordnet.
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Gemäß einer Ausführungsform ist eine Abdeckplatte an einer jeweiligen Schwellerstruktur befestigt und deckt eine Öffnung zu dem länglichen Hohlraum ab.
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Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet jede Schwellerstruktur interne Versteifungselemente.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Elektrofahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine Fahrzeugkarosseriestruktur, beinhaltend ein Paar von Seitenrahmen; und einen Fahrzeugbatteriepack, umfassend: ein Batteriegehäuse, das dazu konfiguriert ist, Leistungsspeichereinheiten aufzunehmen; und ein Paar von Schwellerstrukturen, die an gegenüberliegenden Seiten des Batteriegehäuses befestigt sind und dazu konfiguriert sind, den Batteriepack an dem Paar von Seitenrahmen der Fahrzeugkarosseriestruktur zu montieren, wobei jede Schwellerstruktur eine variable Breite entlang einer Länge der Schwellerstruktur aufweist und einen länglichen Hohlraum und Montageöffnungen beinhaltet, wobei sich die Montageöffnungen außerhalb des länglichen Hohlraums befinden, wobei das Batteriegehäuse einen Bereich beinhaltet, der einem breitesten Teilstück jeder Schwellerstruktur entspricht, wobei sich der längliche Hohlraum an dem breitesten Teilstück jeder Schwellerstruktur befindet.
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Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Fahrzeugkarosseriestruktur mittlere Säulen und wobei sich das breiteste Teilstück jeder Schwellerstruktur in einer Vorwärtsrichtung an einer jeweiligen mittleren Säule vorbei erstreckt und sich in einer Rückwärtsrichtung an der jeweiligen mittleren Säule vorbei erstreckt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist eine Abdeckplatte an einer jeweiligen Schwellerstruktur befestigt und deckt eine Öffnung zu dem länglichen Hohlraum ab.
