EP4244929A1

EP4244929A1 - Batteriegehäuse, traktionsbatterie und kraftfahrzeug

Info

Publication number: EP4244929A1
Application number: EP21807098.5A
Authority: EP
Inventors: Christine Laskowski; Utsav Panchamia; Georg Enkirch; Havya Premkumar
Original assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Current assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Priority date: 2020-11-11
Filing date: 2021-11-09
Publication date: 2023-09-20
Also published as: DE102020129785A1; WO2022101220A1; JP2023547948A; US20230387532A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Batteriegehäuse (10) zur Aufnahme von zumindest einer Batteriekomponente (2, 4) in einem Batteriegehäusevolumen (11), wobei das Batteriegehäuse (10) zumindest eine das Batteriegehäusevolumen (11) zumindest teilweise begrenzende Batteriegehäuseschale (20) aus Kunststoff und zumindest eine Befestigungseinrichtung (30, 40) zum Befestigen der Batteriekomponente (2, 4) an der Batteriegehäuseschale (20) aufweist, wobei das Batteriegehäuse (10) dadurch gekennzeichnet ist, dass die Batteriegehäuseschale (20) zumindest eine sich in das Batteriegehäusevolumen (11) erstreckende Verstärkungsstruktur (22, 25) aufweist, wobei sich die Befestigungseinrichtung (30, 40) an der Verstärkungsstruktur (22, 25) abstützt. Ferner offenbart die vorliegende Erfindung eine Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug mit einer Traktionsbatterie.

Description

Batteriegehäuse , Traktionsbatterie und Kraftfahrzeug

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2020 129 785 . 8 , auf deren Of fenlegungsinhalt hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird .

Die vorliegende Erfindung betri f ft ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie , eine Traktionsbatterie und ein Kraftfahrzeug .

Eine Batterie , insbesondere eine Traktionsbatterie für die Energiespeicherung in einem Kraftfahrzeug, besteht aus einer Vielzahl von Bauteilen . Einem Batteriegehäuse der Traktionsbatterie kommt dabei unter anderem die Aufgabe zu, Batteriekomponenten in Form von Batteriemodulen und/oder Kühlmodulen und dergleichen zu befestigen und zu schützen .

Zur Aufnahme und Ableitung von auftretenden Massenkräften ist eine sichere Fixierung von Batteriekomponenten am Batteriegehäuse unter allen Betriebsbedingungen und über die Lebensdauer der Batterie von großer Bedeutung .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen .

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein Batteriegehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen der Batterieschale sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen beschrieben . Im Genaueren wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Batteriegehäuse zur Aufnahme von zumindest einer Batteriekomponente in einem Batteriegehäusevolumen gelöst , wobei das Batteriegehäuse für eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist . Das Batteriegehäuse weist zumindest eine das Batteriegehäusevolumen zumindest teilweise begrenzende Batteriegehäuseschale aus Kunststof f und zumindest eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen der Batteriekomponente an der Batteriegehäuseschale auf . Das Batteriegehäuse ist dadurch gekennzeichnet , dass die Batteriegehäuseschale zumindest eine Verstärkungsstruktur aufweist , die mit einem Boden und/oder einer Wand der Batteriegehäuseschale verbunden ist , wobei sich die Befestigungseinrichtung an der Verstärkungsstruktur abstützt .

Vorzugsweise erstreckt sich die Verstärkungsstruktur in das Batteriegehäusevolumen und/oder begrenzt das Batteriegehäusevolumen .

Das erfindungsgemäße Batteriegehäuse weist eine Viel zahl von Vorteilen auf . Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses ist , dass eine Krafteinleitung bzw . eine Lasteinleitung der Batteriekomponente auf die Batteriegehäuseschale in einem Bereich erfolgt , in dem die Batteriegehäuseschale eine erhöhte Stabilität bzw . Stei figkeit aufweist . Eine entsprechende Krafteinleitung bzw . Lasteinleitung erfolgt bei j eglicher Art von Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs , in dem das Batteriegehäuse verbaut ist , beispielsweise bei einer Beschleunigung, bei einer Bremsung, bei einer Kurvenfahrt oder insbesondere bei einem Unfall des Kraftfahrzeugs .

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Batteriegehäuses ist , dass dieses eine verbesserte Bauraumef fi zienz aufweist , da unterhalb der zu befestigende Batteriekomponente eine minimale Bauhöhe des Batteriegehäuses verbleibt . Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses ist , dass dieses eine erhöhte Sicherheit bei einem externen Feuer aufweist . Denn die Befestigungseinrichtung ist durch eine Bodenstruktur bzw . durch den Batterieboden vor einer direkten Feuerexposition geschützt .

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses ist , dass aufgrund einer verminderten Lasteinleitung und Krafteinleitung in den Batterieboden des Batteriegehäuses ein Durchhängen der Bodenfläche des Batteriegehäuses vermindert wird . Darüber hinaus hat auch ein entsprechendes Durchhängen der Bodenfläche bzw . der Bodenwand des Batteriegehäuses keinen oder zumindest einen verminderten Einfluss auf die Positionierung der Batteriekomponenten innerhalb des Batteriegehäuses . Somit ist eine erhöhte Positionierungsgenauigkeit und Positionierungsstabilität der zu befestigen den Batteriekomponenten gewährleistet .

Ein nochmals weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses ist , dass die Batteriekomponente von dem Batteriegehäuseboden entkoppelt sind, so das s etwaige Belastungen auf den Batteriegehäuseboden, beispielsweise durch Steinschlag oder andere äußere Einwirkungen nicht direkt , sondern lediglich indirekt über die Verstärkungsstruktur auf die Batteriekomponente wirken . Dies führt zu einem verbesserten Schutz der Batteriekomponenten und somit zu einer verbesserten Langlebigkeit einer Traktionsbatterie , die das erfindungsgemäße Batteriegehäuse aufweist .

Ein nochmals weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses ist , dass eine das erfindungsgemäße Batteriegehäuse aufweisende Traktionsbatterie einen erheblich verminderten Montageaufwand aufweist , da die Befestigung der Batteriekomponente bzw . der Batteriekomponenten mittels der Befestigungseinrichtung bzw . mittels der Befestigungseinrichtungen erfolgt , so einzelne Befestigungselemente (beispielsweise in das Batteriegehäuse eingelassene Gewindehülsen) nicht mehr notwendig sind, so dass zum Herstellen einer Traktionsbatterie , die das erfindungsgemäße Batteriegehäuse aufweist , eine Zyklus zeit zum Herstellen der Traktionsbatterie vermindert ist .

Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Batteriegehäuse den Vorteil auf , dass die Anzahl von Einlegeteilen, die in einer Vorrichtung zur Herstellung eines Batteriegehäuses einzulegen sind, bei einem spritzgegossenen Batteriegehäuse oder bei einem mittels Fließpressen hergestellten Batteriegehäuse reduz iert ist , wodurch sich zum einen die Zyklus zeit zum Herstellen des Batteriegehäuses vermindert als auch das Handling des Batteriegehäuses vereinfacht ermöglicht ist .

Weiterhin hat das erfindungsgemäße Batteriegehäuse den Vorteil , dass die zur Befestigung und zur Halterung von Batteriekomponenten notwendig einzuhaltenden Toleranzen weitgehend in einer reduzierten Anzahl von Bauteilen (nämlich der Befestigungseinrichtung bzw . den Befestigungseinrichtungen) konzentriert sind, denn die j eweiligen Batteriekomponenten werden j eweils mittels der Befestigungseinrichtung bzw . mittels der Befestigungseinrichtungen mit der Batteriegehäuseschale verbunden .

Die bei der Montage einer Traktionsbatterie einzuhaltenden Toleranzen sind auf lediglich wenige Bauteile in Form der Befestigungseinrichtung bzw . der Befestigungseinrichtungen konzentriert , so dass sich verkürzte und daher leichter einzuhaltende Toleranzketten ergeben . Ferner haben etwaige Formveränderungen des Batteriegehäuses , die beispielsweise durch Temperaturschwankungen und/oder durch Schwankungen des Feuchtegehalts der Umgebung induziert sind, auf die Positionierung der Batteriekomponenten einen verminderten Einfluss . Die Befestigungseinrichtung ist ein von der Batteriegehäuseschale separates Bauteil . Folglich ist die Batteriekomponente mittelbar mittels der Befestigungseinrichtung mit der Batteriegehäuseschale verbunden .

Die Batteriegehäuseschale weist vorzugsweise Polyamid als Kunststof f auf und besteht weiter vorzugsweise aus Polyamid . Weiter vorzugsweise ist der Kunststof f faserverstärkt , beispielsweise mittels Glas fasern und/oder mittels Kohlefasern .

Das Batteriegehäusevolumen kann auch als Batteriegehäuseaufnahmeraum bezeichnet werden .

Vorzugsweise weist die Befestigungseinrichtung Metall auf oder ist aus Metall gebildet . Geeignete Metalle sind Eisen, Stahl , Aluminium, Kupfer, Messing oder Legierungen der vorgenannten Metalle . Bei einer entsprechenden Ausbildung des Batteriegehäuses kann aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit die Befestigungseinrichtung als Erdungspfad und/oder allgemein als Potential- ausgleich im Batteriegehäuse verwendet werden .

Weiter vorzugsweise ist die Befestigungseinrichtung aus einem Kunststof f , weiter vorzugsweise aus einem faserverstärktem Kunststof f gebildet . Hierbei kann ein Befestigungselement bzw . können Befestigungselemente von dem Kunststof fmaterial eingefasst sein . Beispielsweise kann eine Gewindehülse oder eine Viel zahl von Gewindehülsen in dem Kunststof fmaterial eingelassen sein . Die zu befestigende Batteriekomponente ist beispielsweise ein

Batteriemodul , ein Kühlmodul , eine Fluidleitung oder dergleichen . Diesbezüglich bestehen erfindungsgemäß keine Einschränkungen .

Die Verstärkungsstruktur ist vorzugsweise einstückig und nochmals weiter vorzugsweise monolithisch mit der Batteriegehäuseschale ausgebildet . Unter einer monolithischen Ausgestaltung der Verstärkungsstruktur wird ein Verstärkungs struktur verstanden, die in einem Herstellungsschritt zusammen mit der Batteriegehäuseschale gebildet wird .

Die Wand der Batteriegehäuseschale kann auch als Stirnwand oder als Seitenwand bezeichnet werden . Die Verstärkungsstruktur erstreckt sich vorzugsweise in das Batteriegehäusevolumen . Weiter vorzugsweise ist die Verstärkungsstruktur als Vorsprung im Boden und/oder in der Wand der Batteriegehäuseschale ausgebildet .

Das Batteriegehäuse weist vorzugsweise einen die Batteriegehäuseschale verschließenden Deckel oder eine weitere zweite Batteriegehäuseschale auf , die die erste Batteriegehäuseschale verschließt .

Vorzugsweise ist das Batteriegehäuse derart ausgebildet , dass die Befestigungseinrichtung zumindest ein Befestigungselement , vorzugsweise eine Mehrzahl von Befestigungselementen zum Befestigen der zumindest einen Batteriekomponente an der Befestigungseinrichtung aufweist . Das entsprechend ausgebildete Batteriegehäuse weist den Vorteil auf , dass eine Batteriekomponente bzw . eine Mehrzahl von Batteriekomponenten nochmals vereinfacht in dem Batteriegehäuse befestigbar ist bzw . befestigbar sind .

Das Befestigungselement ist bzw . die Befestigungselemente sind vorzugsweise j eweils als Gewindebuchse oder als Gewindesti ft o- der als Rastvorsprung oder als Rasthaken ausgebildet .

Bei einer aus Metall gefertigten Befestigungseinrichtung sind die j eweiligen Befestigungselemente vorzugsweise einstückig mit der der Befestigungseinrichtung ausgebildet . Bei einer aus einem Kunststof f gebildeten Befestigungseinrichtung sind die j eweiligen Befestigungselemente vorzugsweise von dem Kunststof fmaterial der Befestigungseinrichtung umflossen, insbesondere wenn die j eweiligen Befestigungselemente aus einem Metall gebildet sind .

Vorzugsweise ist das Batteriegehäuse derart ausgebildet , dass die Befestigungseinrichtung formschlüssig mit der Batteriegehäuseschale verbunden ist .

Das entsprechend ausgebildete Batteriegehäuse weist einen nochmals verminderten Montageaufwand auf .

Vorzugsweise ist die Befestigungseinrichtung mit der Batteriegehäuseschale verschraubt . Hierzu kann die Befestigungseinrichtung beispielsweise mittels einer oder mittels einer Viel zahl von Schrauben mit der Batteriegehäuseschale und vorzugsweise mit der Verstärkungsstruktur der Batteriegehäuseschale verbunden sein .

Weiter vorzugsweise ist die Befestigungseinrichtung mit der Batteriegehäuseschale mittels einer Rastverbindung verbunden . Hierbei kann die Befestigungseinrichtung einen Rastvorsprung oder eine Mehrzahl von Rastvorsprüngen aufweisen, die j eweils in eine der Anzahl der Rastvorsprünge entsprechende Anzahl von Rastöf fnungen der Batterieschale oder der Verstärkungsstruktur eingrei ft bzw . eingrei fen . Ferner kann die Batterieschale oder die Verstärkungsstruktur einen Rastvorsprung oder eine Mehrzahl von Rastvorsprüngen aufweisen, die j eweils in eine der Anzahl der Rastvorsprünge entsprechende Anzahl von Rastöf fnungen der Befestigungseinrichtung eingrei ft bzw . eingrei fen

Vorzugsweise ist das Batteriegehäuse derart ausgebildet , dass die Befestigungseinrichtung als Befestigungsschiene ausgebildet ist .

Das entsprechend ausgebildete Batteriegehäuse weist den Vorteil auf , dass die Befestigungseinrichtung vereinfacht eine Viel zahl von Befestigungselementen aufweisen kann, so dass eine Batteriekomponente und insbesondere eine Viel zahl von Batteriekomponenten vereinfacht mittels der Befestigungseinrichtung mit der Batteriegehäuseschale verbunden werden können . Daher ermöglicht ein entsprechend ausgebildetes Batteriegehäuse einen nochmals verminderten Montageaufwand einer Traktionsbatterie , die das entsprechend ausgebildete Batteriegehäuse aufweist .

Weiter vorzugsweise ist das Batteriegehäuse derart ausgebildet , dass die Befestigungsschiene zumindest eine Befestigungsleiste aufweist , in der zumindest ein Befestigungselement angeordnet ist .

Bei dem entsprechend ausgebildeten Batteriegehäuse ist der Montageaufwand für eine Traktionsbatterie , die die das entsprechend ausgebildete Batteriegehäuse aufweist , nochmals vermindert .

Weiter vorzugsweise ist das Batteriegehäuse derart ausgebildet , dass die Befestigungseinrichtung eine Aufnahmevertiefung, insbesondere eine Aufnahmenut aufweist , in der die Verstärkungsstruktur auf genommen ist . Das entsprechend ausgebildete Batteriegehäuse weist den Vorteil auf , dass die Positionierung der Befestigungseinrichtung bezüglich der Batteriegehäuseschale vereinfacht mit einer erhöhten Genauigkeit ermöglicht ist . Folglich ist auch die Positionierung einer Batteriekomponente bzw . von einer Mehrzahl von Batteriekomponenten in dem Batteriegehäuse mit einer erhöhten Genauigkeit ermöglicht .

Vorzugsweise ist das Batteriegehäuse derart ausgebildet , dass die zumindest eine Verstärkungsstruktur als Mittelsteg ausgebildet ist , der sich entlang einer Längserstreckung der Batteriegehäuseschale erstreckt .

Das entsprechend ausgebildete Batteriegehäuse vereint mehrere Vorteile miteinander, da die Batteriegehäuseschale und somit auch das Batteriegehäuse eine verbesserte Stabilität aufweisen und die Batteriekomponente bzw . die Batteriekomponenten im Wesentlichen mittig durch die Befestigungseinrichtung gestützt ist / sind, so dass ein Durchhängen der Batteriekomponente bzw . der Batteriekomponenten entgegengewirkt wird .

Weiter vorzugweise weist der Mittel steg zumindest eine Verbindungseinrichtung auf , mittels der die Befestigungseinrichtung mit dem Mittelsteg verbunden ist . Die Verbindungseinrichtung ist vorzugsweise als Gewindebohrung oder als Gewindehülse ausgebildet , so dass die die Befestigungseinrichtung mit dem Mittelsteg unter verschraubt werden kann .

Vorzugsweise ist das Batteriegehäuse derart ausgebildet , dass die zumindest eine Verstärkungsstruktur als Doppelsteg ausgebildet ist , der sich entlang einer Längserstreckung der Batteriegehäuseschale erstreckt . Das entsprechend ausgebildete Batteriegehäuse weist eine nochmals erhöhte Stabilität und Stei figkeit auf .

Der Doppelsteg weist zwei Stege , also einen ersten und einen zweiten Steg auf , die parallel zueinander entlang der Längser- streckung der Batteriegehäuseschale verlaufen . Der Doppelsteg ist vorzugsweise mittig in der Batteriegehäuseschale ausgebildet .

Weiter vorzugsweise ist das Batteriegehäuse derart ausgebildet , dass zwischen zwei Stegen des Doppelstegs zumindest eine Verbindungseinrichtung ausgebildet ist , mittels der die Befestigungseinrichtung mit dem Doppelsteg verbunden ist .

Die Verbindungseinrichtung ist vorzugsweise als Gewindebohrung oder als Gewindehülse ausgebi ldet , so dass die die Befestigungseinrichtung mit dem Mittelsteg unter verschraubt werden kann .

Vorzugsweise ist das Batteriegehäuse derart ausgebildet , dass die zumindest eine Verstärkungsstruktur als Randsteg ausgebildet ist , der sich entlang einer Längserstreckung und/oder entlang einer Quererstreckung der Batteriegehäuseschale erstreckt und benachbart zu einer Seitenwand der Batteriegehäuseschale ist .

Das entsprechend ausgebildete Batteriegehäuse weist eine nochmals verbesserte Stabilität und Stei figkeit insbesondere im Bereich von dessen Seitenwänden auf . Auch ermöglicht das entsprechend ausgebildete Batteriegehäuse eine nochmals vereinfachte Montage eines Batteriemoduls oder einer Mehrzahl von Batteriemodulen in dem Batteriegehäuse .

Vorzugsweise ist das Batteriegehäuse derart ausgebildet , dass die zumindest eine Verstärkungsstruktur als Vorsprung bzw . Wandvorsprung der Wand bzw . der Seitenwand ausgebildet ist . Das entsprechende Batteriegehäuse ist besonders einfach herzustellen und weist daher geringe Herstellungskosten auf . Der Wandvorsprung kann auch als Knick der Wand bezeichnet werden .

Vorzugsweise weist das Batteriegehäuse zumindest eine Niederhalteeinrichtung auf , wobei die Niederhalteeinrichtung mit der Batteriegehäuseschale verbunden ist , und wobei die Befestigungseinrichtung zwischen der zumindest einen Niederhalteeinrichtung und der Batteriegehäuseschale angeordnet und mittels der Niederhalteeinrichtung in Richtung der Verstärkungsstruktur kraftbeaufschlagt ist .

Das entsprechend ausgebildete Batteriegehäuse weist den Vorteil auf , dass die eingebaute Batteriekomponente zuverlässig in Richtung des Gehäusebodens kraftbeaufschlagt wird . Bei Einbau von zwei Batteriekomponenten in Form eines Batteriemoduls und eines Kühlmoduls , die im Batteriegehäuse übereinander und miteinander in Kontakt stehend eingebaut sind, bietet das entsprechend ausgebildete Batteriegehäuse den Vorteil , dass mittels der Niederhalteeinrichtung ein verbesserter Kontakt zwischen den dem Batteriemodul und dem Kühlmodul erreicht wird . Hierdurch wird eine verbesserte Kühlung der Batteriemodule erreicht .

Die Niederhalteeinrichtung ist vorzugsweise als Querträger ausgebildet . Bei einer entsprechenden Ausbildung des Batteriegehäuses wird dessen Stabilität und Stei figkeit insbesondere bei einer Belastung in Querrichtung verbessert .

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine Traktionsbatterie mit den Merkmalen von Anspruch 12 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen der Traktionsbatterie sind in den von Anspruch 12 abhängigen Ansprüchen beschrieben . Im Genaueren wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch eine Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug gelöst , wobei die Traktionsbatterie ein weiter oben der vorliegenden Beschreibung beschriebenes Batteriegehäuse und zumindest eine Batteriekomponente aufweist , die mittels der Befestigungseinrichtung mit der Batteriegehäuseschale verbunden ist .

Vorzugsweise weist die Traktionsbatterie zumindest zwei Batteriekomponenten in Form von zumindest einem Batteriemodul und zumindest einem Kühlmodul auf , wobei das Kühlmodul zwischen der Befestigungseinrichtung und dem Batteriemodul angeordnet ist .

Die entsprechend ausgebildete Traktionsbatterie weist den Vorteil auf , dass eine verbesserte thermische Kopplung des Batteriemoduls mit dem Kühlmodul erreicht wird .

Insbesondere bei einer Ausbildung der des Batteriegehäuses mit einer Niederhalteeinrichtung, die wie oben beschrieben vorzugsweise als Querträger ausgebildet sein kann, wird eine nochmals verbesserte thermische Kopplung des Batteriemoduls mit dem Kühlmodul erreicht , da mittels der Niederhalteeinrichtung ein verbesserter Kontakt zwischen den dem Batteriemodul und dem Kühlmodul erreicht wird .

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 15 gelöst .

Weitere Vorteile , Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Aus führungsbeispielen . Dabei zeigen im Einzelnen : Figur 1A: eine perspektivische Darstellung eines Innenbereichs einer Batteriegehäuseschale eines erfindungsgemäßen Batteriegehäuses ;

Figur 1B : die in Figur 1A dargestellte Batteriegehäuseschale mit eingebauten Batteriekomponenten in Form von Kühlmodulen;

Figur 2A: eine Querschnittsdarstellung einer Traktionsbatterie , die die in Figur 1B dargestellte Batteriegehäuseschale aufweist , wobei der Schnitt durch die Batteriegehäuseschale entlang der Ebene A-A aus Figur 1B erfolgte und die Batteriegehäuseschale im Bereich eines Mittelstegs dargestellt ist ;

Figur 2B : die Figur 2A dargestellte Traktionsbatterie mit weiteren eingebauten Batteriekomponenten in Form von Bat- teriemodulen;

Figur 3A: eine Querschnittsdarstellung einer Traktionsbatterie , die die in Figur 1B dargestellte Batteriegehäuseschale aufweist , wobei der Schnitt durch die Batteriegehäuseschale entlang der Ebene A-A aus Figur 1B erfolgte und die Batteriegehäuseschale im Bereich eines Randstegs dargestellt ist ;

Figur 3B : die Figur 3A dargestellte Traktionsbatterie mit weiteren eingebauten Batteriekomponenten in Form von Bat- teriemodulen;

Figur 4A eine weitere Querschnittsdarstellung der in Figur 3A dargestellten Traktionsbatterie ; Figur 4B : eine weitere Querschnittsdarstellung der in Figur 2B dargestellten Traktionsbatterie mit einem weggelassenen Batteriemodul ; und

Figur 5 : eine Querschnittsdarstellung einer Traktionsbatterie , die ein Batteriegehäuse gemäß einer weiteren Aus führungs form der vorliegenden Erfindung aufweist , wobei die Traktionsbatterie in einem Bereich einer Seitenwand einer Batteriegehäuseschale dargestellt ist .

In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugs zeichen gleiche Bauteile bzw . gleiche Merkmale , so dass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt , sodass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird . Ferner sind einzelne Merkmale , die in Zusammenhang mit einer Aus führungs form beschrieben wurden, auch separat in anderen Aus führungs formen verwendbar .

Figur 1A zeigt eine perspektivische Darstellung eines Innenbereichs einer Batteriegehäuseschale 20 eines erfindungsgemäßen Batteriegehäuses 10 , sodass ein Batteriegehäusevolumen 11 bzw . ein Aufnahmevolumen 11 ersichtlich ist . Figur 1B zeigt die in Figur 1A dargestellte Batteriegehäuseschale 20 mit eingebauten Batteriekomponenten 4 in Form von Kühlmodulen 4 .

Aus den Figuren 1A und 1B ist ersichtlich, dass die Batteriegehäuseschale 20 das Batteriegehäusevolumen 11 zumindest teilweise begrenzt . Hierzu weist die Batteriegehäuseschale 20 einen Boden 26 auf , der von zwei parallel zu einer Längserstreckung L der Batteriegehäuseschale 20 verlaufenden Seitenwänden 27 und von zwei Stirnwänden 29 eingefasst ist . Die Batteriegehäuseschale 20 ist aus einem Kunststof f und weiter vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststof f gebildet . Als Kunststof f bietet sich ein duroplastischer Kunststof f oder ein thermoplastischer Kunststof f an, insbesondere bietet sich Polyamid als ein geeigneter Kunststof f an .

Aus den Figuren 1A und 1B ist ferner ersichtlich, dass das Batteriegehäuse 10 an zwei Außenseiten der Seitenwände 27 angebrachte Prallschutzeinrichtungen 70 aufweist , die dazu ausgebildet sind, im Falle eines Unfalls das Batteriegehäuse 10 zu schützen .

Bei dem in den Figuren 1A und 1B dargestellten Aus führungsbeispiel des Batteriegehäuses 10 weist dieses drei Befestigungseinrichtungen 30 , 40 zum Befestigen von zumindest einer Batteriekomponente 2 , 4 an der Batteriegehäuseschale 20 auf . Eine Befestigungseinrichtung 30 ist als eine mittig angeordnete Befestigungseinrichtung 30 ausgebildet , die entlang einer Zentralachse und parallel zur Längserstreckung L des Batteriegehäuses 20 verläuft . Die genaue Struktur der Befestigungseinrichtung 30 wird weiter unten mit Bezug auf die Figuren 2A, 2B und 4B erläutert . Ferner weist das Batteriegehäuse 20 zwei weitere Befestigungseinrichtungen 40 auf , die ebenfalls parallel zur Längserstreckung L der Batteriegehäuseschale 20 verlaufen, wobei die zwei weiteren Befestigungseinrichtung 40 in direkter Nachbarschaft zu den Seitenwänden 27 der Batteriegehäuseschale 20 verlaufen . Die genaue Ausbildung der Befestigungseinrichtungen 40 wird mit Bezug auf die Figuren 3A, 3B, 4A und 5 weiter unten erläutert . Die j eweiligen Befestigungseinrichtungen 30 , 40 sind mittels Schrauben 60 mit der Batteriegehäuseschale 20 verbunden .

Aus den Figuren 2A und 2B ist ersichtlich, dass die Batteriegehäuseschale 20 eine sich in das Batteriegehäusevolumen 11 erstreckende Verstärkungsstruktur 22 aufweist . Dabei stützt sich die Befestigungseinrichtung 30 an der Verstärkungsstruktur 22 ab . Folglich steht die Befestigungseinrichtung 30 zumindest mittelbar und weiter vorzugsweise direkt mit der Verstärkungsstruktur 22 in Kontakt .

Die Verstärkungsstruktur 22 ist al s Mittelsteg 22 ausgebi ldet , der sich entlang der Längserstreckung L der Batteriegehäuseschale 20 erstreckt . Der Mittelsteg 22 weist dabei einen ersten Steg 22_1 und einen zweiten Steg 22_2 auf und kann somit auch als Doppelsteg 22 bezeichnet werden . Innerhalb des Mittelstegs

22 sind eine Viel zahl von Verbindungseinrichtungen 23 ausgebildet , mittels denen die Befestigungseinrichtung 30 mit dem Mittelsteg 22 verbunden werden kann . Die Verbindungseinrichtungen

23 sind dabei in dem vorliegenden Aus führungsbeispiel als Gewindehülsen ausgebildet . Die Gewindehülsen 23 können in dem Mittelsteg 22 einstückig mit dem Mittel steg 22 ausgebildet sein . Ferner ist es möglich, dass die Verbindungseinrichtungen 23 auch als separate Verbindungseinrichtungen 23 ausgebildet sind, die von dem Kunststof fmaterial des Mittelstegs 22 umflossen sind . Die Befestigungsschiene 30 ist dann mittels Schrauben 60 mit dem Mittelsteg 22 verbunden, indem die Schrauben 60 in die Gewindehülsen 23 eingrei fen . Alternativ und/oder zusätzlich ist es auch möglich, dass die Schrauben 60 direkt in den Mittelsteg 22 eingeschraubt werden, wobei die Schrauben 60 aufgrund ihres Außengewindes in das Material des Mittelstegs 22 eindringen und ein Gewinde in das Material des Mittelstegs 22 durch das Einschrauben erzeugen .

Alternativ und/oder zusätzlich wäre es auch möglich, dass die Verbindung zwischen der Befestigungsschiene 30 und dem Mittelsteg 22 mittels einer Nietverbindung und/oder mittels einer Rastverbindung erreicht wird .

Die Befestigungseinrichtung 30 ist als Befestigungsschiene 30 ausgebildet und weist eine Ausnahmevertiefung 31 in Form einer Aufnahmenut 31 auf , in der die Verstärkungs struktur 22 aufgenommen ist . Ferner weist die Befestigungsschiene zwei Befestigungsleisten 32 , 33 auf , die j eweils als Auskragung der Befestigungsschiene 30 ausgebildet sind . In den beiden Befestigungsleisten 32 , 33 sind j eweils eine Viel zahl von Befestigungselementen 34 angeordnet , in die Schrauben 61 eingeschraubt werden können, sodass zu befestigende Batteriekomponenten 2 , 4 innerhalb des Batteriegehäusevolumen 11 zuverlässig gehalten sind .

Aus Figur 2A ist ersichtlich, dass die dargestellten Kühlmodule 4 j eweils eine Mehrzahl von Befestigungsöf fnungen 5 aufweisen . Die j eweiligen Befestigungselemente 34 durchragen die Befestigungsöf fnungen 5 , sodass die j eweil igen Kühlmodule 4 mit der

Befestigungsschiene 30 verbunden sind .

Aus Figur 2B ist ersichtlich, dass auf die j eweiligen Kühlmodule 4 j eweils ein Batteriemodul 2 aufliegt . Die j eweiligen Batteriemodule 2 weisen ebenfalls Befestigungsöf fnungen 3 auf ( siehe Figur 4B ) , durch die die Schrauben 61 hindurchragen, sodass auch die Batteriemodule 2 zuverlässig mit der Befestigungsschiene 30 verbunden sind . Mittels der Schrauben 61 sind die Batteriemodule 2 in Richtung der Kühlmodule 4 kraftbeaufschlagbar, sodass eine innige Verbindung zwischen den Batteriemodulen 2 und den Kühlmodulen 4 gewährleistet ist , wodurch eine zuverlässige thermische Kopplung zwischen j eweils in Kontakt stehenden Batteriemodulen 2 und Kühlmodulen 4 gewährleistet ist .

In den Figuren 3A und 3B ist die Traktionsbatterie 1 im Querschnitt im Bereich von einer Seitenwand 27 dargestellt . Es ist ersichtlich, dass die Batteriegehäuseschale 20 im Bereich ihrer Seitenwand 27 eine Verstärkungsstruktur 25 in Form eines Randstegs 25 aufweist , der sich entlang der Längserstreckung L der Batteriegehäuseschale 20 erstreckt und benachbart zu der Seitenwand 27 angeordnet ist . Die Befestigungseinrichtung 40 ist als Befestigungsschiene 40 ausgebildet und stützt sich auf dem Randsteg 25 ab .

Auch die Befestigungsschiene 40 weist eine Mehrzahl von Befestigungselementen 44 auf , die als Gewindehülsen 44 ausgebildet sind . Dabei sind die Befestigungseinrichtungen 44 in eine Befestigungsleiste 42 der Befestigungseinrichtung 40 angeordnet . In die Befestigungselementen 44 können Schrauben 61 eingedreht werden, die sowohl Befestigungsöf fnungen 5 der Kühlmodule 4 als auch Befestigungsöf fnungen 3 der Batteriemodule 2 durchragen, sodass die j eweiligen Batteriemodule 2 mittels der Schrauben 61 in Richtung der j eweiligen Kühlmodule 4 kraftbeaufschlagbar sind .

Insbesondere aus Figur 4A ist ersichtlich, dass das Batteriegehäuse 10 eine Mehrzahl von Niederhalteeinrichtungen 50 in Form von Querträgern 50 aufweist . Die j eweiligen Querträger 50 sind mit der Batteriegehäuseschale 20 verbunden, indem eine Schraube 60 die j eweiligen Querträger 50 und eine Durchgangsöf fnung 45 in einer Lasche der Befestigungsschiene 40 durchragt und in einen Befestigungsdom 28 der Batteriegehäuseschale 20 eingedreht wird . Somit sind die j eweiligen Querträger 50 mit der Batteriegehäuseschale 20 verbunden . Die Befestigungs schiene 40 ist folgl ich zwischen einem Querträger 50 und der Batteriegehäuseschale 20 angeordnet und mittels der Querträger 50 in Richtung der Verstärkungsstruktur 25 kraftbeaufschlagt .

In Figur 5 ist eine Traktionsbatterie 1 gemäß einer weiteren Aus führungs form der vorliegenden Erfindung im Querschnitt im Bereich von dessen Seitenwand 27 dargestellt . Es ist ersichtlich, dass die Wand 27 in Form der Seitenwand 27 eine Verstärkungsstruktur 27_1 in Form eines Wandvorsprungs 27_1 aufweist . Der Wandvorsprung 27_1 erstreckt sich entlang der Längserstreckung L der Batteriegehäuseschale 20 . Die Befestigungseinrichtung 40 ist als Befestigungsschiene 40 ausgebildet und stützt sich auf dem Wandvor sprung 27_1 ab .

Der übrige Aufbau der in Figur 5 dargestellten Traktionsbatte- rie 1 entspricht dem Aufbau der in Figur 3B dargestellten

Traktionsbatterie 1 , so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechende Beschreibung verwiesen wird .

Bezugszeichenliste

1 Traktionsbatterie

2 Batteriekomponente, Batteriemodul

3 Befestigungsöffnung (des Batteriemoduls)

4 Batteriekomponente, Kühlmodul

5 Befestigungsöffnung (des Kühlmoduls)

10 Batteriegehäuse

11 Batteriegehäusevolumen

20 Batteriegehäuseschale

21 Seitenwand (der Batteriegehäuseschale)

22 Mittelsteg, Doppelsteg, Verstärkungsstruktur

22_1 erster Steg (des Doppelstegs)

22_2 zweiter Steg (des Doppelstegs)

23 Verbindungseinrichtung (der Verstärkungsstruktur)

25 Randsteg, Verstärkungsstruktur

26 Boden (des Batteriegehäuseschale)

27 Wand / Seitenwand (der Batteriegehäuseschale)

27_1 Wandvorsprung, Verstärkungsstruktur

28 Befestigungsdom

29 Wand / Stirnwand (der Batteriegehäuseschale)

30 Befestigungseinrichtung / Befestigungsschiene

31 Aufnahmevertiefung / Aufnahmenut (der Befestigungseinrichtung)

32 (erste) Befestigungsleiste (der Befestigungseinrichtung)

33 (zweite) Befestigungsleiste (der Befestigungseinrichtung)

34 Befestigungselement / Gewindehülse

40 Befestigungseinrichtung / Befestigungsschiene

42 Befestigungsleiste (der Befestigungseinrichtung)

44 Befestigungselement / Gewindehülse

45 Durchgangsöffnung (der Befestigungseinrichtung)

50 Niederhalteeinrichtung / Querträger

60 Schraube

61 Schraube

70 Prallschutzeinrichtung 100 Deckel (des Batteriegehäuses)

L Längserstreckung (der Batteriegehäuseschale)

Claims

Patentansprüche

1. Batteriegehäuse (10) zur Aufnahme von zumindest einer Batteriekomponente (2, 4) in einem Batteriegehäusevolumen (11) , wobei das Batteriegehäuse (10) zumindest eine das Batteriegehäusevolumen (11) zumindest teilweise begrenzende Batteriegehäuseschale (20) aus Kunststoff und zumindest eine Befestigungseinrichtung (30, 40) zum Befestigen der Batteriekomponente (2, 4) an der Batteriegehäuseschale (20) aufweist, wobei das Batteriegehäuse (10) durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist: die Batteriegehäuseschale (20) weist zumindest eine Verstärkungsstruktur (22, 25, 27_1) auf, die mit einem Boden (26) und/oder einer Wand (27, 29) der Batteriegehäuseschale (20) verbunden ist; und die Befestigungseinrichtung (30, 40) stützt sich an der Verstärkungsstruktur (22, 25, 27_1) ab.

2. Batteriegehäuse (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (30, 40) zumindest ein Befestigungselement (34, 44) , vorzugsweise eine Mehrzahl von Befestigungselementen (34, 44) zum Befestigen der zumindest einen Batteriekomponente (2, 4) an der Befestigungseinrichtung (30, 40) aufweist.

3. Batteriegehäuse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (30, 40) formschlüssig mit der Batteriegehäuseschale (20) verbunden ist.

4. Batteriegehäuse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (30, 40) als Befestigungsschiene (30, 40) ausgebildet ist.

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5. Batteriegehäuse (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsschiene (30, 40) zumindest eine Befestigungsleiste (32, 33, 42) aufweist, in der zumindest ein Befestigungselement (34, 44) angeordnet ist.

6. Batteriegehäuse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (30, 40) eine Aufnahmevertiefung (31) , insbesondere eine Aufnahmenut (31) aufweist, in der die Verstärkungsstruktur (22) auf genommen ist.

7. Batteriegehäuse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Verstärkungsstruktur (22) als Mittelsteg (22) ausgebildet ist, der sich entlang einer Längserstreckung (L) der Batteriegehäuseschale (20) erstreckt.

8. Batteriegehäuse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Verstärkungsstruktur (22, 25) als Doppelsteg (22) ausgebildet ist, der sich entlang einer Längserstreckung (L) der Batteriegehäuseschale (20) erstreckt.

9. Batteriegehäuse (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Stegen (22_1, 22_2) des Doppelstegs (22) zumindest eine Verbindungseinrichtung (23) ausgebildet ist, mittels der die Befestigungseinrichtung (30, 40) mit dem Doppelsteg (22) verbunden ist.

10. Batteriegehäuse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Verstärkungsstruktur (25) als Randsteg (25) ausgebildet ist, der sich entlang einer Längserstreckung (L) und/oder entlang einer Quererstreckung der Batteriegehäuseschale (20) erstreckt und benachbart zu einer Seitenwand (27) der Batteriegehäuseschale (20) ist .

11. Batteriegehäuse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Verstärkungsstruktur (27_1) als Wandvorsprung (27_1) der Wand (27, 29) ausgebildet ist.

12. Batteriegehäuse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: das Batteriegehäuse (10) weist zumindest eine Niederhalteeinrichtung (50) auf; die Niederhalteeinrichtung (50) ist mit der Batteriegehäuseschale (20) verbunden; und die Befestigungseinrichtung (30, 40) ist zwischen der zumindest einen Niederhalteeinrichtung (50) und der Batteriegehäuseschale (20) angeordnet und mittels der Niederhalteeinrichtung (50) in Richtung der Verstärkungsstruktur (22, 25, 27_1) kraftbeaufschlagt.

13. Traktionsbatterie (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Traktionsbatterie (1) ein Batteriegehäuse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und zumindest eine Batteriekomponente (2, 4) aufweist, die mittels der Befestigungseinrichtung (30, 40) mit der Batteriegehäuseschale (20) verbunden ist.

14. Traktionsbatterie (1) nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: die Traktionsbatterie (1) weist zumindest zwei Batteriekomponenten (2, 4) in Form von zumindest einem Batteriemodul (2) und zumindest einem Kühlmodul (4) auf; und das Kühlmodul (4) ist zwischen der Befestigungseinrichtung (30, 40) und dem Batteriemodul (2) angeordnet.

15. Kraftfahrzeug aufweisend eine Traktionsbatterie (1) nach einem der Ansprüche 13 oder 14.

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