EP4348758A1 - Batterieschalensystem, traktionsbatterie und kraftfahrzeug - Google Patents

Batterieschalensystem, traktionsbatterie und kraftfahrzeug

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EP4348758A1
EP4348758A1 EP22728060.9A EP22728060A EP4348758A1 EP 4348758 A1 EP4348758 A1 EP 4348758A1 EP 22728060 A EP22728060 A EP 22728060A EP 4348758 A1 EP4348758 A1 EP 4348758A1
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EP
European Patent Office
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battery
equal
battery shell
battery tray
deformation element
Prior art date
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Pending
Application number
EP22728060.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Weiwei Zhao
Hartmut Wolf
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Kautex Textron GmbH and Co KG
Original Assignee
Kautex Textron GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Kautex Textron GmbH and Co KG filed Critical Kautex Textron GmbH and Co KG
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Pending legal-status Critical Current

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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a battery tray system, a traction onsbatterie and a motor vehicle.
  • the invention relates to a battery shell system having a battery shell and a deformation element having the battery shell.
  • a motor vehicle In certain side collisions, a motor vehicle is thrown sideways into rigid objects such as trees or poles, making side pole impact a major requirement for battery cases.
  • a battery housing hits the side of a pole at high speed and with it high energy.
  • the battery housing To protect the battery modules inside the battery housing, the battery housing must absorb the kinetic energy and provide the necessary deformation space.
  • the object of the invention is to provide an improvement or an alternative to the prior art.
  • the task is solved by a battery tray system, in particular a battery tray system of a traction battery, the battery tray system having the following features:
  • the battery tray system has a battery tray, - wherein the battery shell has a bottom and at least four side walls, the battery shell having an inside ⁇ side and an outside, wherein the battery ⁇ shell has a maximum longitudinal extent in a longitudinal direction, a maximum transverse extent in a transverse direction and a maximum vertical extent in a vertical direction ,
  • the battery tray on the inside has a receiving space for receiving at least one battery module
  • the battery tray system has at least one deformation element which can be connected to the outside of the battery tray and is formed separately from the battery tray, the deformation element having a transverse extent of the deformation element which extends in a designed manner in the transverse direction of the battery tray, and
  • the at least one deformation element is formed from plastic.
  • a “battery shell system” refers to a system consisting of a battery shell and at least one deformation element.
  • the deformation element can be connected to the battery shell with a non-positive and/or positive connection means. It should also be considered that a deformation element of a battery shell system can be replaced.
  • a battery tray system has two deformation elements, in particular a first deformation element on a first longitudinal side of the battery tray and a second deformation element on a second longitudinal side of the battery tray.
  • a battery tray system can also have two or three or more deformation elements on each longitudinal side of the battery tray.
  • a “traction battery” means an energy store, in particular an energy store for electric power.
  • a traction battery is preferably suitable for installation in and for driving electric cars.
  • a traction battery is preferably for use in a battery-electric motor vehicle and/or a motor vehicle with a battery-electric system Drive and combustion engine suitable.
  • a “battery shell” is understood to mean a housing component of a battery, in particular a traction battery.
  • a battery tray is set up to hold components of a battery and accordingly has a “receiving space” to hold components, so that these protected by the battery tray from external influences and / o can be attached at least indirectly in the battery tray.
  • the battery shell and the "battery cover" together form the essential components of the housing of a traction battery.
  • a battery tray has a "bottom” and, preferably, a traction battery with a substantially rectangular outline, at least four "side walls”.
  • the bottom and side walls of the battery tray form the capacity of a battery tray, with the capacity of the battery tray describing the “inside” of the battery tray.
  • the “outside” of the battery tray is on the side of the floor and side walls that faces away from the capacity.
  • a battery tray can have a square base.
  • a “longitudinal direction” of the battery shell is thought of as a direction along a side wall of the battery shell.
  • the longitudinal direction is understood to mean the direction in which the at least one side wall of the battery shell extends, which has the longest extent.
  • the direction of longitudinal extent is parallel to the bottom of the battery tray.
  • the "transverse direction” means that direction which extends parallel to the bottom of the battery tray and at a right angle to the longitudinal direction of the battery tray.
  • the transverse direction of the battery tray essentially corresponds to the direction of a designated side pole impact Angles of difference of less than or equal to 10° are meant, preferably angles of difference of less than or equal to 5° and particularly preferably angles of difference of less than or equal to 2.5°.
  • a “vertical direction” is understood to mean that direction which runs in the direction of the normal of the plane spanned by the transverse direction and the longitudinal direction.
  • a “battery module” is understood to mean at least part of a battery module unit, with the battery module being able to have a plurality of battery cells .
  • a “deformation element” is understood to mean an element which is formed separately from the battery shell and which is set up to absorb the kinetic energy of the battery shell system in the event of a side impact, in particular in the case of a side pole impact, and to protect the battery shell from damage
  • the structural integrity of the battery shell, at least with regard to the receiving space of the battery shell can advantageously be maintained, so that a deformation or at least a critical deformation of a battery module can be prevented.
  • the deformation element provides a deformation space whose deformation energy essentially corresponds to the energy of the side impact.
  • the deformation element is particularly expediently designed to be rigid compared to the side wall of the battery shell, as a result of which the kinetic energy of the side impact can be advantageously distributed over a larger side surface of the battery shell.
  • a deformation element also has a “deformation element transverse extension” which preferably extends in the transverse direction of the battery shell.
  • a deformation element “molded from plastic” is understood to mean a deformation element which is at least predominantly formed from plastic.
  • a deformation element is preferably formed from plastic to an extent of more than or equal to 70% by volume, preferably to an extent of more than or equal to 80% by volume. and particularly preferably to more than or equal to 90% by volume or equal to 99% by volume.
  • a battery tray system which consists of a battery tray and at least one deformation element that can be connected directly or indirectly to the battery tray in a non-positive and/or positive manner on a side wall.
  • the battery shell system has at least one deformation element on the two longitudinal sides of the battery shell, which is designed to absorb the kinetic energy from a side impact, in particular a side pole impact, and at least largely provides the necessary deformation space.
  • the battery shell system preferably has a plurality of deformation elements, in particular two, three or more deformation elements, on both longitudinal sides of the battery shell.
  • the deformation elements proposed here are formed from plastic.
  • a low weight for a deformation element and on the other hand an advantageous deformation behavior can be achieved as a result of the comparatively low modulus of elasticity and/or the comparatively high ductility, so that the kinetic energy of a side impact can be reduced with a low additional weight can be transferred into a deformation of the Deformati onselements, whereby a battery module inside the battery shell can be advantageously protected against critical deformation.
  • a deformation element formed from plastic is comparatively inexpensive and comparatively easy to produce with a comparatively complex geometry. In the battery shell system proposed here, it is provided that a deformation element can be easily replaced, so that the repair costs resulting from a minor side impact are comparatively low.
  • the deformation element is formed from a ductile plastic, in particular from a plastic having an elongation at break greater than or equal to 0.3, preferably an elongation at break greater than or equal to 0.4 and particularly preferably an elongation at break greater than or equal to 0.5
  • the deformation element is preferably formed from a plastic, the plastic having an elongation at break of greater than or equal to 0.55, preferably an elongation at break of greater than or equal to 0.6 and particularly preferably an elongation at break of greater than or equal to 0.65.
  • a "plastic” is understood to mean a material that mainly consists of macromolecules.
  • a plastic is preferably a thermoplastic material, with a thermoplastic material being able to be deformed in a material-dependent temperature range, this process being reversible and being repeated as often as desired by cooling and reheating to the molten state.
  • the "elongation at break” refers to the elongation of a material sample in a uniaxial tensile test in which a tear of the material sample occurs compared to the original length of the material sample in a stress-free state.
  • a deformation element formed from a ductile plastic advantageously enables the kinetic energy to be converted into a deformation of the deformation element, in particular with a comparatively small penetration depth, which advantageously improves the crash performance of the battery tray system can be.
  • the deformation element is particularly expediently formed from a polymer blend.
  • a “polymer blend” is understood to mean a mixture of at least two different polymers. By using a polymer blend, the material properties of the deformation element can be optimized compared to using an individual polymer for the deformation element necessary deformation depth can be reduced.
  • the polymer blend optionally has at least one of the plastic types polycarbonate and/or polybutylene terephthalate and/or polyphenylene ether and/or polystyrene and/or a polyamide, in particular a polyamide 6.6.
  • the deformation element is expediently formed using an injection molding process or a pressing process.
  • injection molding process is understood to mean a primary form process in which the plastic to be processed is liquefied using an injection molding machine and injected under pressure into a mould, the injection molding tool.
  • the material recovers in the injection molding tool through cooling and/or a cross-linking reaction into the solid state about and can can be removed as a component after opening the injection mold.
  • a “pressing process” is understood to mean a primary shaping process in which the plastic is introduced into the cavity of an associated pressing tool in a first step, with the pressing tool being closed in a second step, in particular using a pressure piston. By closing the Pressing tool, the plastic acquires the form specified by the pressing tool.
  • the deformation element preferably has a honeycomb structure, in particular a honeycomb structure with a hexagonal cross-section, in particular a honeycomb structure having at least one honeycomb with a longitudinal axis, the longitudinal axis of the at least one honeycomb in the designated installed state of the damping element essentially corresponding to the transverse direction of the battery shell .
  • a “honeycomb” is understood to mean a cell of a “honeycomb pattern” made up of hexagonal cavities arranged over a large area, comparable to a honeycomb.
  • the hexagonal cavity is formed by six side surfaces, with adjacent side surfaces being arranged in particular at an angle of 120° to one another.
  • a "longitudinal axis” means a central axis of a honeycomb. “Substantially” means differential angles of less than or equal to 10°, preferably differential angles of less than or equal to 5° and particularly preferably differential angles of less than or equal to 2.5°.
  • Honeycomb structures offer the advantage of a comparatively high flexural rigidity, in particular a comparatively high flexural rigidity about the longitudinal axis of a honeycomb.
  • honeycomb structures offer comparatively efficient deformation behavior. Due to the geometric complexity of the deformations occurring during deformation, kinetic energy impinging on the deformation element can be converted particularly efficiently into deformation energy in a comparatively small deformation volume.
  • a deformation element with a honeycomb structure can be used to reduce the penetration depth in the event of a side pole impact, which means that a deformation element, evaluated at the design point of a side pole impact according to the Euro NCAP crash test, can be designed to be particularly small, light and inexpensive.
  • the longitudinal axis of the at least one honeycomb in the designated installed state of the damping element essentially corresponds to the longitudinal direction of the battery shell. Furthermore, as an option, it should be considered that the longitudinal axis of the at least one honeycomb in the designated installed state of the damping element essentially corresponds to the height direction of the battery shell.
  • a honeycomb has a side length in a range from 8 mm to 16 mm, preferably a side length in a range from 10 mm to 14 mm and particularly preferably a side length in a range from 11.5 mm to 12.5 mm.
  • a honeycomb particularly preferably has a side length of exactly 12 mm.
  • the "side length" of a side surface of a honeycomb is the length of a side surface transversely to the longitudinal axis of a honeycomb and parallel to the side surface.
  • the side length is determined between the intersection points with side surfaces adjoining on both sides, in particular between the intersection points of the respective symmetry surfaces.
  • a honeycomb preferably has a wall thickness of greater than or equal to 1.2 mm, preferably a wall thickness of greater than or equal to 1.4 mm and particularly preferably a wall thickness of greater than or equal to 1.6 mm.
  • a honeycomb also particularly preferably has a wall thickness of greater than or equal to 1.0 mm, preferably a wall thickness of greater than or equal to 1.8 mm and particularly preferably a wall thickness of greater than or equal to 2.0 mm.
  • the "wall thickness” is understood to mean the thickness of the wall of a honeycomb transversely to one side of the honeycomb.
  • a honeycomb preferably has the same wall thickness at every point.
  • a wall thickness of a honeycomb preferably does not deviate along the surfaces of the honeycomb forming the sides more than 5% from the mean wall thickness of the honeycomb In this case, the wall thickness means the mean wall thickness of the honeycomb.
  • the wall thickness of a honeycomb is preferably less than or equal to 2.0 mm, preferably less than or equal to 1.8 mm and particularly preferably less than or equal to 1.6 mm.
  • a wall thickness in accordance with the values specified above is particularly advantageous for the deformation behavior of the deformation element proposed here. It should be expressly pointed out that the above values for the wall thickness of a honeycomb should not be understood as sharp limits, but rather that they should be able to be exceeded or fallen below on an engineering scale without departing from the described aspect of the invention. In simple terms, the values are intended to provide an indication of the size of the honeycomb wall thickness range proposed here.
  • a honeycomb has a ratio of wall thickness to side length, in particular with a side length of 12 mm, in a range of greater than or equal to 0.08 and less than or equal to 0.18, preferably in a range of greater than or equal to 0.095 and less than or equal to 0.16 and more preferably in a range of greater than or equal to 0.11 and less than or equal to 0.14.
  • a honeycomb preferably has a honeycomb longitudinal extension of greater than or equal to 50 mm, preferably greater than or equal to 60 mm and particularly preferably greater than or equal to 70 mm.
  • a honeycomb also preferably has a honeycomb longitudinal extension of greater than or equal to 80 mm, preferably greater than or equal to 90 mm and particularly preferably greater than or equal to 100 mm.
  • the “longitudinal extent of the honeycomb” is understood to mean the extent of a honeycomb along the longitudinal axis of a honeycomb.
  • honeycomb lengthwise extension corresponding to the values specified above is particularly advantageous for the deformation behavior of the deformation element proposed here. It is expressly pointed out that the above values for the longitudinal extension of a honeycomb should not be understood as sharp limits, but rather that they should be able to be exceeded or fallen below on an engineering scale without departing from the described aspect of the invention. In simple terms, the values are intended to provide an indication of the size of the range of honeycomb longitudinal extension proposed here.
  • the battery shell expediently has an outer stiffening means, in particular an outer stiffening means formed monolithically with the battery shell, in particular an outer stiffening means arranged between the receiving space of the battery shell and the deformation element designated to be connected to the battery shell, the outer stiffening means having a stiffener transverse extension in the transverse direction of the battery tray.
  • an “external stiffening means” is understood to mean a geometric configuration of the battery shell on the outside of the battery shell and/or a material change in the battery shell, which is designed to stiffen the battery shell.
  • An outer stiffening means is preferably configured to stiffen the bottom of the battery tray and/or at least one side wall of the battery tray.
  • a profiling of at least one side wall of the battery shell is preferably considered, with the profiling of the at least one profiled side wall of the battery shell at least one area moment of inertia of the at least one profiled side wall of the battery shell, particularly preferably two area moments of inertia of the at least one profiled side wall of the Battery tray, compared to a side wall of a battery tray without profiling and with a comparable wall thickness and comparable material composition increased.
  • an I-profile, a U-profile, a T-profile, a Z-profile, an L-profile, a profile cumulatively composed of the aforementioned profiles or a different profiling is preferably thought of.
  • profiling can be understood to mean any geometric change compared to a planar extension of at least one side wall and/or the bottom of the battery shell.
  • a material change in at least one side wall of the battery shell is preferably considered, with the material change in the at least one materially changed side wall of the battery shell having at least one area moment of inertia of the at least one materially changed side wall of the battery shell, particularly preferably two area moments of inertia of the at least one materially modified side wall of the battery shell, compared to a side wall of a battery shell without profiling and with a comparable wall thickness and comparable profiling increased.
  • the addition of fiber material in at least one wall and/or the bottom of the battery shell should be considered in particular, with the fiber material being arranged in such a way that it has at least one area moment of inertia, preferably two area moments of inertia, of at least a side wall and/or the bottom of the battery tray.
  • an external stiffening means presented here is not limited to a stiffening of a side wall of the battery shell, but that two or more side walls of the battery shell, preferably all side walls of the battery shell, can have an external stiffener.
  • a side wall can represent a component part of an outer stiffening means.
  • An external stiffening means formed “monolithically” with the battery shell is understood to mean an external stiffening means which is produced in a single component in a coherent and seamless manner with the battery shell.
  • an outer stiffening means formed monolithically with the bat tery shell is not composed of several individual parts and also not joined cohesively from a plurality of individual parts by means of a welding process and/or joined to the rest of the battery shell. Rather, an outer stiffener molded together monolithically with the battery shell is seamless. It goes without saying that in this case the battery tray is also seamless.
  • a monolithically shaped battery shell is preferably understood to mean a battery shell that comes off the tool, ie a battery shell that is produced in one step using a tool.
  • a “transverse extent of the stiffener” refers to the extent of an outer stiffener in the transverse direction of the battery tray.
  • the battery shell has at least one external stiffening means.
  • a side wall of a battery tray together with the exterior is thus advantageous Allows stiffening means, which is designed to be stiff in comparison to the deformation element and provides a particularly stiff space protection for the receiving space for a battery module.
  • the deformation element which is comparatively soft for this purpose, can thus optimally provide the required deformation space and can be supported against the installation space protection by having the at least one outer stiffening means.
  • a designated distance between a battery module and the side wall of the battery shell, in particular the cover layer of the battery shell, can advantageously be minimized.
  • the outer stiffening means has a U-profile that is open in the height direction of the battery shell.
  • a "U-profile” is understood to mean a cross section of the outer stiffening means, in particular a cross section formed from the cover layers of the outer stiffening means and the connection between the cover layers on the side of the core.
  • a U-profile means a rectangle which is hollow inside or has a core and which lacks a continuous side surface, ie is at least partially open in the direction of a side surface.
  • the U-profile is preferably open downwards or upwards in relation to the height direction of the battery tray.
  • the outer stiffening means preferably has a T-profile that is open in the height direction of the battery shell.
  • T-profile is understood to mean a profile cross-section which, neglecting one or more core areas, is reminiscent of the shape of the letter T, wherein the cross-section consists of at least two side surfaces oriented with their axes of symmetry perpendicular to one another and one side surface essentially in the middle of the other side surface meets this.
  • a T-profile is preferably also understood to mean an I-profile whose cross section consists of two T-profiles oriented in opposite directions and connected to one another, so that the cross-section of an I-profile is reminiscent of the shape of the letter I.
  • a T-profile and/or an I-profile can have one or more core areas with corresponding cores.
  • an outer stiffening means is proposed here, which shell is open at least over part of the surface up and down in relation to the height direction of the battery.
  • an outer stiffening means having an I-profile, an outer stiffening means can be achieved which has a particularly low transverse extension with comparable stiffness, so that more installation space can be provided in the designated motor vehicle for a deformation element and/or for a battery module.
  • the outer stiffening means has a core, in particular a structured core, in particular a core in the middle of two cover layers delimiting the core, in particular a structured core having a cross-rib structure.
  • a “core” can be described as having a lower specific weight than the cover layers.
  • a core preferably has a particularly high stability to transverse contraction, in particular to a transverse contraction caused by bending of the stiffening means.
  • a core preferably has a geometry that differs from that of the cover layers, by means of which the specific properties of the core can be advantageously achieved.
  • a core preferably has a material composition that differs from that of the cover layers, by means of which the specific properties of the core can advantageously be achieved.
  • the core preferably comprises a porous material.
  • the core is preferably made of wood, in particular balsa wood.
  • the core is preferably made of aluminum, in particular an aluminum honeycomb or an aluminum foam.
  • a “structured core” is understood to mean both a core with a geometry that differs from that of the cover layers and/or a core with a material composition that differs from that of the cover layers, with a structured core having a structure.
  • a "cross-rib structure” is understood to mean a geometry of a core, the core having ribs whose respective ends preferably form the node points of the rib structure.
  • a cross-ribbed structure is preferably set up to divert the compressive and/or shearing forces occurring in a core into the limiting cover layers.
  • a structured core in particular a structured core having a cross-rib structure, is preferably formed from the top of the battery shell and/or from the bottom of the battery shell using a corresponding structural core tool.
  • Ribs are preferably formed flat or substantially flat.
  • adjacent ribs share only one common node with each other.
  • a cross-ribbed structure preferably has a zigzag pattern.
  • Cross ribs preferably cross like the diagonals in a rectangle.
  • a “cover layer” is understood to mean a material layer which delimits a core of a stiffening means in a sandwich construction.
  • a cover layer preferably has a material change compared to the material of the battery shell, preferably in the form of fiber material introduced into the cover layer, which is preferably set up to increase the rigidity of the cover layer in a direction of extension of the cover layer.
  • an outer stiffener is proposed here that has a sandwich construction, including a region-wise combination of different geometries and/or material properties is understood, as a result of which the different regions have different material properties, which can advantageously be combined to form a particularly light and stiff outer stiffening means.
  • a sandwich construction means a planar construction or a substantially planar construction of a stiffening means, the sandwich construction having a core which is bordered by two cover layers directly adjacent to the core.
  • the outer stiffening means proposed here in sandwich construction advantageously enables a lightweight construction of an outer stiffening means.
  • weight and material can be saved compared to an outer stiffening means without a sandwich construction.
  • the rigidity of the outer stiffener can be increased for the same weight.
  • a ratio of the transverse extension of the deformation element to the transverse extension of the stiffening means is preferably greater than or equal to 1, preferably greater than or equal to 1.3 and particularly preferably greater than or equal to 1.6.
  • a ratio of the transverse extension of the deformation element to the transverse extension of the stiffening means is greater than or equal to 1.2, preferably greater than or equal to 1.5 and particularly preferably greater than or equal to 1.8.
  • a ratio of the transverse extent of the deformation element to the transverse extent of the stiffening means is also expedient of greater than or equal to 2.1, preferably greater than or equal to 2.4 and particularly preferably greater than or equal to 2.7.
  • the outer stiffening means has one or more, in particular two, continuous fiber-reinforced layers of reinforcement. In this way, an overall intrusion in the event of a side pole impact can be advantageously reduced.
  • the battery shell particularly expediently has a holding structure for guiding and/or connecting the deformation element, in particular a holding structure formed monolithically with the battery shell, in particular a holding structure arranged on the outside of the battery shell, in particular a holding structure outside of an external stiffening means when viewed from the receiving space arranged support structure.
  • a “retaining structure” is understood to mean an area of the structure of a battery shell which is specially set up for positive and/or non-positive connection with one or more deformation elements.
  • a support structure extends on the outside of the battery tray, preferably outside of an outer stiffening means.
  • a support structure has a transverse extent that exceeds the length of its vertical extent.
  • a support structure is preferably arranged substantially halfway up the battery tray.
  • a holding structure preferably has a T-profile, in the core areas of which a deformation element can be at least partially accommodated.
  • a holding structure is preferably set up to be connected to a first deformation element on the upper side and a second deformation element on the lower side.
  • the holding structure is expediently connected monolithically to the battery shell, it being possible for the holding structure to be connected directly to the outer stiffening means.
  • a battery shell having a holding structure which is set up for a non-positive clamping connection with a deformation element.
  • a deformation element can be fitted and replaced particularly easily and inexpensively.
  • the holding structure has a through-opening and deformation elements arranged on both sides of the holding structure are braced against one another with a connecting means, so that the holding structure is clamped between the deformation elements by the connecting means.
  • the holding structure preferably has a connecting means which is set up for connecting to the at least one deformation element.
  • a “connecting means” is understood to mean any means which is set up to connect a deformation means to the battery shell.
  • a connecting means is preferably a through-opening in the holding structure which creates a non-positive and/or positive connection, in particular a screw connection, between the battery shell and the at least one deformation element and/or the shell of a designated motor vehicle.
  • a holding structure is proposed here, which essentially runs parallel to the designated subsurface of the designed motor vehicle, as a result of which a deformation element can be optimally aligned.
  • a holding structure in the form of an I-profile is proposed, among other things, which at least partially encloses the at least one deformation element on at least two sides, in particular which at least partially encloses the at least one deformation element on three sides.
  • a wall thickness of the holding structure is preferably less than or equal to 4 mm, preferably less than or equal to 3 mm and particularly preferably less than or equal to 2 mm.
  • the battery shell has at least one inner stiffening means, which also extends over the transverse extent of the deformation element on the outside of the battery shell, in particular which also extends over the transverse extent of the deformation element and the transverse extent of the stiffening means on the outside of the battery.
  • An "internal stiffening means” is understood to mean a geometric configuration of the battery shell on the inside of the battery shell, which is designed to stiffen the battery shell.
  • An inner stiffening means is preferably a frame.
  • a frame is understood to mean a geometry exhibited in the interior of the battery shell, which is set up to stiffen the battery shell.
  • One frame is preferably a transverse frame, with a transverse frame extending in the transverse direction of the battery tray and intended to increase at least one area moment of inertia, particularly preferably two area moments of inertia, of a cross section of the battery tray running normal to the transverse direction, so that the battery tray is reinforced.
  • an inner stiffening means of the battery shell extends not only in the receiving space of the battery shell, but also over the extent of the holding structure or over the extent of the outer stiffening means and the holding structure.
  • a connecting means for connecting the battery tray and deformation element and/or the body shell of a designated motor vehicle is arranged in the immediate vicinity of the inner stiffening means, so that the loads introduced into the deformation element and therewith into the connecting means in the event of a side impact are most rigid point of the battery shell structure can be accommodated.
  • an extension of an inner stiffening means can additionally stiffen a designated horizontally extending region of the holding structure.
  • the battery tray is preferably formed from plastic.
  • a battery shell "molded from plastic” is understood to mean a battery shell which is at least predominantly formed from plastic.
  • a battery shell is preferably formed from plastic to an extent of more than or equal to 70% by volume, preferably to an extent of more than or equal to 80% by volume. and particularly preferably more than or equal to 90% by volume
  • a battery shell is preferably formed from plastic to the extent of more than or equal to 95% by volume, preferably to more than or equal to 97.5% by volume and particularly preferably to more or equal to 99% by volume.
  • the battery shell is preferably formed by means of an injection molding process or a pressing process.
  • battery shells molded from plastic often have a plastic as the material, which is enriched with long-cut fibers in order to improve the rigidity of the battery shell.
  • the long-cut fibers preferably have a length of greater than or equal to 15 mm.
  • the long-cut fibers preferably have a length of greater than or equal to 20 mm, preferably a length of greater than or equal to 25 mm and particularly preferably a length of greater than or equal to 30 mm.
  • a combination of the deformation element proposed here with a battery shell molded from plastic to form a battery shell system proposed here is particularly advantageous.
  • the at least one outer stiffening means and/or the holding structure has a fiber-reinforced reinforcement layer, in particular a continuous fiber-reinforced reinforcement layer.
  • a “continuous fiber-reinforced reinforcement layer” is understood to mean a layer comprising fibers, in particular glass fibers, carbon fibers, aramid fibers or the like, and a plastic matrix.
  • the fibers are preferably arranged oriented to one another and/or have a length of greater than or equal to 15 mm.
  • the fibers preferably have a length of greater than or equal to 20 mm, preferably a length of greater than or equal to 25 mm and particularly preferably a length of greater than or equal to 30 mm.
  • the rigidity of the battery shell can be increased by the continuous fiber-reinforced reinforcement layer, in particular in the area of the continuous fiber-reinforced reinforcement layer, and/or the weight of the battery shell can be reduced with comparable rigidity.
  • the battery shell has a continuous fiber-reinforced reinforcement layer in the area of the side wall. If there is a side impact and deformation via the deformation element reaches the side wall of the battery shell, the deformation can penetrate through the side wall reinforced with the continuous fiber-reinforced reinforcement layer to the designated Battery module can be prevented or at least reduced in the receiving space of the battery tray.
  • a traction battery in particular a traction battery for a motor vehicle, having a battery tray according to the first aspect of the invention solves the problem.
  • a “motor vehicle” is understood to mean a vehicle driven by a motor.
  • a motor vehicle is preferably not tied to a rail or at least not permanently track-bound.
  • the task is solved by a motor vehicle having a battery tray according to the first aspect of the invention and/or a traction battery according to the second aspect of the invention.
  • FIG. 1 schematically shows a detail of a first embodiment of a battery tray system in a sectional view
  • FIG. 2 schematically shows a detail of a second embodiment of a battery tray system in a sectional view
  • FIG. 3 schematically a honeycomb structure of a deformation element
  • FIG. 4 schematically shows a detail of a third embodiment of a battery tray system in a sectional representation
  • FIG. 5 schematically shows a section of a fourth embodiment of a battery tray system in a top view
  • FIG. 6 schematically shows a detail of a fifth embodiment of a battery tray system in a sectional view.
  • the battery shell system 10 in FIG. 1 consists essentially of a battery shell 100 and two deformation elements 120, which are arranged on a first side of the battery shell.
  • the battery tray 100 can preferably be closed with a battery cover 170.
  • battery shells 100 can also be understood as mirror-symmetrical, so that one or more deformation elements can likewise be arranged on the other side of the battery shell 100 .
  • the section of an embodiment of a monolithically formed battery tray 100 in Figure 1 has a battery tray 100 consisting of a base 102, at least one side wall 104 and an outer stiffening element 130, with the battery tray 100 having an inside 108, an outside 106, a longitudinal direction 114 , a transverse direction 116 and a vertical direction 118 .
  • the outer stiffening means 130 has a U-profile and extends in the longitudinal direction 114 of the battery shell 100 and essentially consists of two cover layers 134, one of the cover layers 13 collapsing with the side wall 104 of the battery shell 100, a core 132, which the two Cover layers 134 are kept at a distance from each other even under load and the associated deformation, so that they make a significant contribution to at least one area moment of inertia of the battery shell 100.
  • the core 132 of the outer stiffening means has a cross-rib structure 136 which stiffens the rigidity of the outer stiffening means optimally, while at the same time being lightweight.
  • the battery shell 100 also has a receiving space 110 for receiving at least one battery module (not shown).
  • the monolithically shaped battery shell 100 has a holding structure 140 with an I-profile and a wall thickness 142 for partially accommodating two deformation elements 120 and is intended for connection to the deformation elements 120 .
  • Each deformation element 120 molded from plastic has a honeycomb structure with honeycombs 121 , the honeycombs 121 having a wall thickness 125 and a honeycomb longitudinal extension 126 .
  • the honeycomb longitudinal extent 126 of the honeycombs 121 is oriented in the designated position of the deformation element 120 in such a way that the honeycomb longitudinal extent 126 essentially corresponds to the transverse direction 116 of the battery shell 100 .
  • “Essentially” means difference angles of less than or equal to 10°, preferably difference angles of less than or equal to 5° and particularly preferably difference angles of less than or equal to 2.5° a stiffening central transverse extent 137, which is expediently greater than or equal to 1, preferably greater than or equal to 1.3.
  • the battery tray system 10 has continuous fiber-reinforced layers 160 in the area of the outer stiffening means 130, which increase the rigidity and puncture resistance of the outer stiffening means 130.
  • the battery tray system in FIG. 2 has an outer reinforcement 130 which has an I-profile.
  • the wall thickness 138 of the web (not designated of the outer stiffening means 130) is thicker than the wall thickness 142 of the retaining structure.
  • the honeycomb structure 122 for a deformation element (not shown) in FIG. 3 has a plurality of honeycombs 121 connected to one another.
  • the honeycombs have a longitudinal axis 123, a side length 124 and a wall thickness 125.
  • the battery shell system 10 in Figure 4 has deformation elements with a greater honeycomb longitudinal extension 126 compared to the embodiment from Figure 1.
  • the battery tray system 10 in FIG. 5 is shown in a plan view, which clearly shows the cross-rib structure 136 of the outer stiffening means 130, which is open at the top. Furthermore, the battery tray system 10 has an inner stiffening means 150 which extends through the receiving space 110, the outer stiffening means 130 and the Hal 140 structure. The inner stiffener 150 additionally extends between two adjacent battery modules 112. The inner stiffener 150 is preferably formed monolithically with the battery shell.
  • the holding structure 140 has two connecting means 128 by means of which the deformation elements 120 with the holding structure 140 of the battery shell 100 and/or the shell of the designated Motor vehicle (not shown) can be connected. It should also be considered that the holding structure 140 of the battery shell 100 can be connected to the body shell of the designated motor vehicle (not shown) using the connecting means 128 .
  • the battery shell system 10 in FIG. 6 has layers 160 reinforced with continuous fibers in the area of the outer stiffening means 130, which increase the rigidity and the puncture resistance of the outer stiffening means 130.
  • this has exactly one continuous fiber-reinforced layer 160, in particular within the cover layer 134 oriented towards the inside 108 of the battery shell 100 or within the to the outside 106 of the battery shell 100 oriented cover layer 134, which increases the rigidity and impact resistance of the outer stiffening means 130.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batterieschalensystem, insbesondere ein Batterieschalensystem einer Traktionsbatterie, wobei das Batterieschalensystem die nachfolgenden Merkmale aufweist: das Batterieschalensystem weist eine Batterieschale auf, wobei die Batterieschale einen Boden und zumindest vier Seitenwände aufweist, wobei die Batterieschale eine Innenseite und eine Außenseite aufweist, wobei die Batterieschale in einer Längsrichtung eine maximale Längserstreckung, in einer Querrichtung eine maximale Quererstreckung und in einer Höhenrichtung eine maximale Höhenerstreckung aufweist, wobei die Batterieschale auf der Innenseite einen Aufnahmeraum zur Aufnahme von zumindest einem Batteriemodul aufweist, wobei das Batterieschalensystem zumindest ein mit der Außenseite der Batterieschale verbindbares Deformationselement aufweist, welches separat von der Batterieschale ausgebildet ist, wobei das Deformationselement eine Deformationselementquererstreckung in der Querrichtung der Batterieschale aufweist, und wobei das zumindest eine Deformationselement aus Kunststoff ausgeformt ist.

Description

Batterieschalensystem, Traktionsbatterie und Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Batterieschalensystem, eine Trakti onsbatterie und ein Kraftfahrzeug.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Batterieschalensystem aufweisend eine Batterieschale und ein mit der Batterieschale aufweisendes Deformationselement. Bei gewissen Seitenkollisionen wird ein Kraftfahrzeug seitlich in starre Objekte wie Bäume oder Pfähle geschleudert, wodurch ein Seitenpfahlaufprall eine wesentliche Anforderung an Batte riegehäuse darstellt. Beim Seitenpfahlaufprall trifft ein Bat teriegehäuse mit hoher Geschwindigkeit und damit hoher Energie seitlich auf einen Pfahl. Zum Schutz der Batteriemodule im In neren des Batteriegehäuses muss das Batteriegehäuse die Bewe gungsenergie aufnehmen und den notwendigen Deformationsraum bereitstellen . Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stel len.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Batterieschalensystem, insbesondere ein Batterieschalensystem einer Traktionsbatterie, wobei das Batterieschalensystem die nachfolgenden Merkmale aufweist:
- das Batterieschalensystem weist eine Batterieschale auf, - wobei die Batterieschale einen Boden und zumindest vier Seitenwände aufweist, wobei die Batterieschale eine Innen¬ seite und eine Außenseite aufweist, wobei die Batterie¬ schale in einer Längsrichtung eine maximale Längserstreckung, in einer Querrichtung eine maximale Quererstreckung und in einer Höhenrichtung eine maximale Höhenerstreckung aufweist,
- wobei die Batterieschale auf der Innenseite einen Aufnah¬ meraum zur Aufnahme von zumindest einem Batteriemodul auf¬ weist,
- wobei das Batterieschalensystem zumindest ein mit der Au ßenseite der Batterieschale verbindbares Deformationsele¬ ment aufweist, welches separat von der Batterieschale ausgebildet ist, wobei das Deformationselement eine Defor¬ mationselementquererstreckung aufweist, welche sich desig niert in der Querrichtung der Batterieschale erstreckt, und
- wobei das zumindest eine Deformationselement aus Kunststoff ausgeformt ist.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Zunächst sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zah lenangaben wie „ein", „zwei" usw. im Regelfall als „mindestens"- Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...", „mindestens zwei ..." usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann offensicht lich oder technisch zwingend ist, dass dort nur „genau ein ...", „genau zwei ..." usw. gemeint sein können.
Im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung sei der Ausdruck „insbesondere" immer so zu verstehen, dass mit diesem Ausdruck ein optionales, bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird. Der Aus¬ druck ist nicht als „und zwar" und nicht als „nämlich" zu ver¬ stehen. Ein „Batterieschalensystem" bezeichnet ein System bestehend aus einer Batterieschale und zumindest einem Deformationselement. Dabei kann das Deformationselement mit einem kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindungsmittel mit der Batterie schale verbunden werden. Weiterhin sei daran gedacht, dass ein Deformationselement eines Batterieschalensystems ausgetauscht werden kann. Vorzugsweise weist ein Batterieschalensystem zwei Deformations elemente auf, insbesondere ein erstes Deformationselement an ei ner ersten Längsseite der Batterieschale und ein zweites Deformationselement an einer zweiten Längsseite der Batterie schale.
Alternativ kann ein Batterieschalensystem auch zwei oder drei oder mehr Deformationselemente an jeder Längsseite der Batte rieschale aufweisen. Unter einer „Traktionsbatterie" wird ein Energiespeicher ver standen, insbesondere ein Energiespeicher für elektrischen Strom. Vorzugsweise ist eine Traktionsbatterie zum Einbau in sowie zum Antrieb von Elektroautos geeignet. Vorzugsweise ist eine Traktionsbatterie zur Nutzung in einem batterieelektrischen Kraftfahrzeug und/oder einem Kraftfahrzeug mit batterieelektri schem Antrieb und Verbrennungsmotor geeignet.
Unter einer „Batterieschale" wird ein Gehäusebestandteil einer Batterie, insbesondere einer Traktionsbatterie, verstanden.
Insbesondere ist eine Batterieschale zur Aufnahme von Komponen ten einer Batterie eingerichtet und weist dementsprechend einen „Aufnahmeraum" zur Aufnahme von Komponenten auf, sodass diese durch die Batterieschale vor äußeren Einflüssen geschützt und/o der zumindest mittelbar in der Batterieschale befestigt werden können.
Die Batterieschale und der „Batteriedeckel" bilden insbesondere gemeinsam die wesentlichen Komponenten des Gehäuses einer Trak- tionsbatterie.
Insbesondere weist eine Batterieschale einen „Boden" und im vor zugsweisen Fall einer Traktionsbatterie mit einem im Wesentli chen rechteckigen Grundriss zumindest vier „Seitenwände" auf.
Boden und Seitenwände der Batterieschale formen das Aufnahmevo lumen einer Batterieschale aus, wobei das Aufnahmevolumen der Batterieschale die „Innenseite" der Batterieschale beschreibt.
Ausgehend von dem Aufnahmevolumen der Batterieschale befindet sich die „Außenseite" der Batterieschale auf der von dem Auf nahmevolumen abgewendeten Seite des Bodens sowie der Seiten wände.
Eine Batterieschale kann eine quadratische Grundfläche aufwei sen. In diesem Fall sei bei einer „Längsrichtung" der Batterie schale an eine Richtung entlang einer Seitenwand der Batterieschale gedacht.
Sofern die Batterieschale eine rechteckige oder anderweitig von einer quadratischen Grundfläche abweichende Grundfläche auf weist, so wird unter der Längsrichtung die Erstreckungsrichtung der zumindest einen Seitenwand der Batterieschale verstanden, die die längste Erstreckung aufweist.
Insbesondere ist die Längserstreckungsrichtung parallel zu dem Boden der Batterieschale. Unter der „Querrichtung" wird diejenige Richtung verstanden, welche sich parallel zum Boden der Batterieschale und in einem rechten Winkel zur Längsrichtung der Batterieschale erstreckt. Vorzugsweise entspricht die Querrichtung der Batterieschale im Wesentlichen der Richtung eines designierten Seitenpfahlauf pralls. Unter „im Wesentlichen" sind dabei Differenzwinkel von kleiner oder gleich 10° gemeint, bevorzugt Differenzwinkel von kleiner oder gleich 5° und besonders bevorzugt Differenzwinkel von kleiner oder gleich 2,5°.
Unter einer „Höhenrichtung" wird diejenige Richtung verstanden, welche in Richtung der Normale der von der Querrichtung und der Längsrichtung aufgespannten Ebene verläuft. Unter einem „Batteriemodul" wird zumindest ein Teil einer Bat teriemoduleinheit verstanden, wobei das Batteriemodul eine Mehr zahl von Batteriezellen aufweisen kann.
Unter einem „Deformationselement" wird ein Element verstanden, welches separat von der Batterieschale ausgebildet ist, und wel ches dazu eingerichtet ist, im Falle eines Seitenaufpralls, ins besondere im Fall eines Seitenpfahlaufpralls, auf das Batterieschalensystem die kinetische Energie aufzunehmen und die Batterieschale vor einer Beschädigung zu schützen. Hierdurch kann die strukturelle Integrität der Batterieschale, zumindest hinsichtlich des Aufnahmeraums der Batterieschale, vorteilhaft aufrechterhalten bleiben, sodass eine Verformung oder zumindest eine kritische Verformung eines Batteriemoduls verhindert werden kann.
Das Deformationselement stellt insbesondere einen Deformations raum bereit, dessen Verformungsenergie im Wesentlichen der Ener gie des Seitenaufpralls entspricht. Besonders zweckmäßig ist das Deformationselement im Vergleich zur Seitenwand der Batterieschale biegesteif ausgebildet, wodurch die kinetische Energie des Seitenaufpralls vorteilhaft auf eine größere Seitenfläche der Batterieschale verteilt werden kann.
Ein Deformationselement weist ferner eine „Deformationselement quererstreckung" auf, welche sich in vorzugsweise in Querrich tung der Batterieschale erstreckt.
Unter einem „aus Kunststoff ausgeformten" Deformationselement wird ein Deformationselement verstanden, welches zumindest über wiegend aus Kunststoff ausgeformt ist. Vorzugsweise ist ein De formationselement zu mehr oder gleich 70 Vol.-% aus Kunststoff ausgeformt, bevorzugt zu mehr oder gleich 80 Vol.-% und beson ders bevorzugt zu mehr oder gleich 90 Vol.-%. Weiterhin vorzugs weise ist ein Deformationselement zu mehr oder gleich 95 Vol.-% aus Kunststoff ausgeformt, bevorzugt zu mehr oder gleich 97,5 Vol.-% und besonders bevorzugt zu mehr oder gleich 99 Vol.- %.
Hier wird ein Batterieschalensystem vorgeschlagen, welches aus einer Batterieschale und zumindest einem an einer Seitenwand unmittelbar oder mittelbar mit der Batterieschale kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbindbaren Deformationselement be steht. Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform weist das Bat terieschalensystem zumindest an den beiden Längsseiten der Batterieschale zumindest ein Deformationselement auf, welches zur Aufnahme der kinetischen Energie aus einem Seitenaufprall, insbesondere einem Seitenpfahlaufprall eingerichtet ist und den hierfür notwendigen Verformungsraum zumindest überwiegend be- reitstellt. Bevorzugt weist das Batterieschalensystem an beiden Längsseiten der Batterieschale mehrere Deformationselemente auf, insbeson dere zwei, drei oder mehr Deformationselemente. Die hier vorgeschlagenen Deformationselemente sind aus Kunst stoff ausgeformt. Hierdurch kann im Vergleich zu anderen Mate rialien einerseits ein geringes Gewicht für ein Deformationselement und andererseits in Folge des vergleichs weise geringen E-Moduls und/oder der vergleichsweise hohen Duk- tilität ein vorteilhaftes Deformationsverhalten erreicht werden, sodass die kinetische Energie eines Seitenaufpralls mit einem geringen zusätzlichen Gewicht in eine Verformung des Deformati onselements überführt werden kann, wodurch ein Batteriemodul im Inneren der Batterieschale vorteilhaft vor einer kritischen Ver- formung geschützt werden kann. Zusätzlich ist ein aus Kunststoff ausgeformtes Deformationselement vergleichsweise kostengünstig und mit einer vergleichsweise komplexen Geometrie vergleichs weise einfach herstellbar. Bei dem hier vorgeschlagenen Batterieschalensystem ist vorgese hen, dass ein Deformationselement einfach ausgetauscht werden kann, sodass die durch einen geringfügigen Seitenaufprall ent stehenden Instandsetzungskosten vergleichsweise günstig sind. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das De formationselement aus einem duktilen Kunststoff ausgeformt, ins besondere aus einem Kunststoff aufweisend eine Reißdehnung von größer oder gleich 0,3, bevorzugt eine Reißdehnung von größer oder gleich 0,4 und besonders bevorzugt eine Reißdehnung von größer oder gleich 0,5.
Weiterhin vorzugsweise ist das Deformationselement aus einem Kunststoff ausgeformt, wobei der Kunststoff eine Reißdehnung von größer oder gleich 0,55 aufweist, bevorzugt eine Reißdehnung von größer oder gleich 0,6 und besonders bevorzugt eine Reißdehnung von größer oder gleich 0,65.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter einem „Kunststoff" wird ein Werkstoff verstanden, der hauptsächlich aus Makromolekülen besteht.
Vorzugsweise ist ein Kunststoff ein thermoplastischer Kunst stoff, wobei sich ein thermoplastischer Kunststoff in einem stoffabhängigen Temperaturbereich verformen lässt, wobei dieser Prozess reversibel ist und durch Abkühlung und Wiedererwärmung bis in den schmelzflüssigen Zustand beliebig oft wiederholt wer den kann.
Die „Reißdehnung" bezeichnet die Dehnung einer Materialprobe in einem einachsigen Zugversuch bei dem ein Riss der Materialprobe auftritt gegenüber der ursprünglichen Länge der Materialprobe in einem spannungsfreien Zustand.
Ein aus einem duktilen Kunststoff ausgeformtes Deformationsele ment ermöglicht vorteilhaft, dass die kinetische Energie beson ders vorteilhaft in eine Deformation des Deformationselements umgewandelt werden kann, insbesondere mit einer vergleichsweise kleinen Eindringtiefe in das Deformationselement umgewandelt werden kann, wodurch die Crash-Performance des Batterieschalen systems vorteilhaft verbessert werden kann.
Besonders zweckmäßig ist das Deformationselement aus einem Po lymerblend ausgeformt.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter einem „Polymerblend" wird ein Gemisch aus zumindest zwei unterschiedlichen Polymeren verstanden. Durch Verwendung eines Polymerblends können die Stoffeigenschaf- ten des Deformationselements gegenüber der Verwendung eines ein zelnen Polymers für das Deformationselement optimiert werden, so kann insbesondere vorteilhaft eine Verbesserung des Deformati onsverhaltens erreicht werden, sodass die Deformationsenergie auf einen größeren Bereich des Deformationselements verteilt werden und dadurch die notwendige Deformationstiefe reduziert werden kann.
Optional weist der Polymerblend zumindest eine der Kunststoffs orten Polycarbonat und/oder Polybutylenterephthalat und/oder Po- lyphenylenether und/oder Polystyrol und/oder ein Polyamid, insbesondere ein Polyamid6.6, auf.
In Laborversuchen konnte herausgefunden werden, dass insbeson dere Polymerblends basierend auf einer Kombination aus Polycar bonat und Polybutylenterephthalat oder basierend aus einer Kombination von Polyphenylenether und Polystyrol oder basierend auf einem Polyamid, insbesondere einem Polyamid6.6, zu besonders vorteilhaftem Materialverhalten des hier vorgeschlagenen Defor mationselements führen.
Zweckmäßig ist das Deformationselement mit einem Spritzgießver- fahren oder einem Pressverfahren ausgeformt.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter einem „Spritzgießverfahren" wird ein Urformverfahren ver- standen, wobei der zu verarbeitende Kunststoff mittels einer Spritzgießmaschine verflüssigt und in eine Form, dem Spritzguss werkzeug, unter Druck eingespritzt wird. In dem Spritzgusswerk zeug geht der Werkstoff durch Abkühlung und/oder eine Vernetzungsreaktion wieder in den festen Zustand über und kann nach dem Öffnen des Spritzgießwerkzeugs als Bauteil entnommen werden.
Unter einem „Pressverfahren" wird ein Urformverfahren verstan- den, bei welchem der Kunststoff in einem ersten Schritt in die Kavität eines zugehörigen Presswerkzeugs eingebracht wird, wobei das Presswerkzeug in einem zweiten Schritt geschlossen wird, insbesondere unter Einsatz eines Druckkolbens. Durch das Schlie ßen des Presswerkzeugs erlangt der Kunststoff die von dem Press- Werkzeug vorgegebene Form. Vorzugsweise wird das Presswerkzeug temperiert .
Vorteilhaft kann so erreicht werden, dass ein etabliertes Her stellverfahren für das hier vorgeschlagene Deformationselement eingesetzt werden kann, wodurch Kosten eingespart und das Pro zessrisiko des Herstellprozesses minimiert werden können.
Bevorzugt weist das Deformationselement eine Wabenstruktur auf, insbesondere eine Wabenstruktur mit einem sechseckigen Quer- schnitt, insbesondere eine Wabenstruktur aufweisend zumindest eine Wabe mit einer Längsachse, wobei die Längsachse der zumin dest einen Wabe im designierten Einbauzustand des Dämpfungsele ments im Wesentlichen der Querrichtung der Batterieschale entspricht .
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter einer „Wabe" wird eine Zelle eines „Wabenmusters" aus flä chig angeordneten sechseckigen Hohlräumen vergleichbar einer Ho- nigwabe verstanden. Der sechseckige Hohlraum wird durch sechs Seitenflächen gebildet, wobei benachbarte Seitenflächen insbe sondere in einem Winkel von 120° zueinander angeordnet sind. Eine „Längsachse" meint dabei eine Mittelachse einer Wabe. Unter „im Wesentlichen sind dabei Differenzwinkel von kleiner oder gleich 10° gemeint, bevorzugt Differenzwinkel von kleiner oder gleich 5° und besonders bevorzugt Differenzwinkel von klei ner oder gleich 2,5°.
Vorzugsweise kann hierdurch erreicht werden, dass die Längsachse der zumindest einen Wabe im designierten Einbauzustand des Dämp fungselements im Fall eines designierten Seitenpfahlaufpralls im Wesentlichen der Hauptverformungsrichtung entspricht.
Wabenstrukturen bieten den Vorteil einer vergleichsweise hohen Biegesteifigkeit, insbesondere einer vergleichsweise hohen Bie gesteifigkeit um die Längsachse einer Wabe. Zusätzlich bieten Wabenstrukturen ein vergleichsweise effizien tes Verformungsverhalten. Durch die geometrische Komplexität der bei Verformung entstehenden Verformungen kann eine auf das De formationselement auftreffende kinetische Energie besonders ef fizient auf einem vergleichsweise kleinen Deformationsvolumen in Verformungsenergie umgewandelt werden.
Insgesamt kann so mittels einem eine Wabenstruktur aufweisenden Deformationselement erreicht werden, dass die Eindringtiefe im Fall eines Seitenpfahlaufpralls reduziert werden kann, wodurch ein Deformationselement bewertet am Auslegungspunkt eines Sei tenpfahlaufpralls gemäß dem Euro-NCAP Crashtest besonders klein, leicht und kostengünstig ausgelegt werden kann.
Optional sei daran gedacht, dass die Längsachse der zumindest einen Wabe im designierten Einbauzustand des Dämpfungselements im Wesentlichen der Längsrichtung der Batterieschale entspricht. Weiterhin optional sei daran gedacht, dass die Längsachse der zumindest einen Wabe im designierten Einbauzustand des Dämp fungselements im Wesentlichen der Höhenrichtung der Batterie schale entspricht.
Hierdurch kann eine besonders gute Verteilung einer punktuell auf das Deformationselement wirkenden kinetischen Energie auf eine möglichst große Fläche am gegenüberliegenden Ende des De formationselements erreicht werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist eine Wabe eine Seitenlänge in einem Bereich von 8 mm bis 16 mm auf, bevorzugt eine Seitenlänge in einem Bereich von 10 mm bis 14 mm und be sonders bevorzugt eine Seitenlänge in einem Bereich von 11,5 mm bis 12,5 mm. Besonders bevorzugt weist eine Wabe eine Seiten länge von genau 12 mm auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Die „Seitenlänge" einer Seitenfläche einer Wabe ist die Länge einer Seitenfläche querab zur Längsachse einer Wabe und parallel zu der Seitenfläche. Die Seitenlänge wird dabei zwischen den Schnittpunkten mit beidseitig angrenzenden Seitenflächen be stimmt, insbesondere zwischen den Schnittpunkten der jeweiligen Symmetrieflächen .
In einer Serie von numerischen und experimentellen Laborversu chen wurde völlig unerwartet herausgefunden, dass eine Seiten länge in den vorstehend spezifizierten Bereichen besonders vorteilhaft für das Verformungsverhalten des hier vorgeschlage nen Deformationselements ist. Dabei sei ausdrücklich darauf hin gewiesen, dass die vorstehenden Werte der Bereichsgrenzen auch in anderen Kombinationen miteinander kombiniert werden können, ohne den hier verlassenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Seitenlange einer Wabe nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maß stab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Bereichs der Seitenlange einer Wabe liefern.
Bevorzugt weist eine Wabe eine Wanddicke von größer oder gleich 1,2 mm auf, bevorzugt eine Wanddicke von größer oder gleich 1,4 mm und besonders bevorzugt eine Wanddicke von größer oder gleich 1,6 mm. Weiterhin besonders bevorzugt weist eine Wabe eine Wanddicke von größer oder gleich 1,0 mm auf, bevorzugt eine Wanddicke von größer oder gleich 1,8 mm und besonders bevorzugt eine Wanddicke von größer oder gleich 2,0 mm.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter der „Wanddicke" wird die Dicke der Wand einer Wabe querab zu einer Seite der Wabe verstanden. Vorzugsweise weist eine Wabe an jeder Stelle die gleiche Wanddicke auf. Weiterhin vorzugs weise weicht eine Wanddicke einer Wabe entlang der die Seiten bildenden Flächen der Wabe um nicht mehr als 5% von der mittleren Wanddicke der Wabe ab. In diesem Fall meint die Wanddicke die mittlere Wanddicke der Wabe.
Vorzugsweise ist die Wanddicke einer Wabe kleiner oder gleich 2,0 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 1,8 mm und besonders be vorzugt kleiner oder gleich 1,6 mm.
In einer Serie von numerischen und experimentellen Laborversu chen wurde völlig unerwartet herausgefunden, dass eine Wanddicke gemäß den vorstehend angegebenen Werten besonders vorteilhaft für das Verformungsverhalten des hier vorgeschlagenen Deforma tionselements ist. Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Wanddicke einer Wabe nicht als scharfe Grenzen zu ver stehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den be schriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Bereichs der Wanddicke einer Wabe liefern.
Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform weist eine Wabe ein Verhältnis von Wanddicke zu Seitenlänge, insbesondere bei einer Seitenlänge von 12 mm, in einem Bereich von größer oder gleich 0,08 und kleiner oder gleich 0,18 auf, bevorzugt in einem Bereich von größer oder gleich 0,095 und kleiner oder gleich 0,16 und besonders bevorzugt in einem Bereich von größer oder gleich 0,11 und kleiner oder gleich 0,14.
In einer Serie von numerischen und experimentellen Laborversu chen wurde völlig unerwartet herausgefunden, dass Verhältnis von Wanddicke zu Seitenlänge einer Wabe in den vorstehend spezifi zierten Bereichen besonders vorteilhaft für das Verformungsver halten des hier vorgeschlagenen Deformationselements ist. Dabei sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte der Bereichsgrenzen auch in anderen Kombinationen miteinander kombiniert werden können, ohne den hier verlassenen Aspekt der Erfindung zu verlassen.
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für das Verhältnis von Wanddicke zu Seitenlänge einer Wabe nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Bereichs des Verhältnis ses von Wanddicke zu Seitenlänge einer Wabe liefern. Bevorzugt weist eine Wabe eine Wabenlängserstreckung von größer oder gleich 50 mm auf, bevorzugt von größer oder gleich 60 mm und besonders bevorzugt von größer oder gleich 70 mm. Weiterhin bevorzugt weist eine Wabe eine Wabenlängserstreckung von größer oder gleich 80 mm auf, bevorzugt von größer oder gleich 90 mm und besonders bevorzugt von größer oder gleich 100 mm.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter der „Wabenlängserstreckung" wird die Erstreckung einer Wabe entlang der Längsachse einer Wabe verstanden.
In einer Serie von numerischen und experimentellen Laborversu- chen wurde völlig unerwartet herausgefunden, dass eine Waben längserstreckung gemäß den vorstehend angegebenen Werten besonders vorteilhaft für das Verformungsverhalten des hier vor geschlagenen Deformationselements ist. Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Wabenlängserstreckung einer Wabe nicht als scharfe Gren zen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmä ßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Bereichs der Wabenlängserstreckung einer Wabe liefern.
Zweckmäßig weist die Batterieschale ein äußeres Versteifungs- mittel auf, insbesondere ein monolithisch mit der Batterieschale ausgeformtes äußeres Versteifungsmittel, insbesondere ein zwi schen dem Aufnahmeraum der Batterieschale und dem designiert mit der Batterieschale verbundenen Deformationselement angeordnetes äußeres Versteifungsmittel, wobei das äußere Versteifungsmittel eine Versteifungsmittelquererstreckung in der Querrichtung der Batterieschale aufweist.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter einem „äußeren Versteifungsmittel" wird eine geometrische Ausgestaltung der Batterieschale auf der Außenseite der Batte rieschale und/oder eine stoffliche Veränderung der Batterie schale verstanden, welche dazu eingerichtet ist, die Batterieschale zu versteifen.
Vorzugsweise ist ein äußeres Versteifungsmittel dazu eingerich tet, den Boden der Batterieschale und/oder zumindest eine Sei tenwand der Batterieschale zu versteifen.
Vorzugsweise sei bei einem äußeren Versteifungsmittel an eine Profilierung zumindest einer Seitenwand der Batterieschale ge dacht, wobei die Profilierung der zumindest einen profilierten Seitenwand der Batterieschale zumindest ein Flächenträgheitsmo ment der zumindest einen profilierten Seitenwand der Batterie schale, besonders bevorzugt zwei Flächenträgheitsmomente der zumindest einen profilierten Seitenwand der Batterieschale, ge genüber einer Seitenwand einer Batterieschale ohne Profilierung und mit vergleichbarer Wandstärke sowie vergleichbarer stoffli cher Zusammensetzung erhöht.
Bei einer Profilierung sei vorzugsweise an ein I-Profil, ein U- Profil, ein T-Profil, ein Z-Profil, ein L-Profil, ein aus den vorherig genannten Profilen kumulativ zusammengesetztes Profil oder eine abweichende Profilierung gedacht.
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass unter einer Profilie rung jede geometrische Änderung gegenüber einer ebenen Erstre ckung zumindest einer Seitenwand und/oder des Bodens der Batterieschale verstanden werden kann. Vorzugsweise sei bei einem äußeren Versteifungsmittel an eine stoffliche Veränderung zumindest einer Seitenwand der Batterie schale gedacht, wobei die stoffliche Veränderung der zumindest einen stofflich veränderten Seitenwand der Batterieschale zu mindest ein Flächenträgheitsmoment der zumindest einen stofflich veränderten Seitenwand der Batterieschale, besonders bevorzugt zwei Flächenträgheitsmomente der zumindest einen stofflich ver änderten Seitenwand der Batterieschale, gegenüber einer Seiten wand einer Batterieschale ohne Profilierung und mit vergleichbarer Wandstärke sowie vergleichbarer Profilierung er höht.
Bei einer stofflichen Veränderung zur Erreichung eines äußeren Versteifungsmittels sei insbesondere an einen Zusatz von Faser material in zumindest einer Wand und/oder dem Boden der Batte rieschale gedacht, wobei das Fasermaterial derart angeordnet ist, dass es zumindest ein Flächenträgheitsmoment, bevorzugt zwei Flächenträgheitsmomente, der zumindest einen Seitenwand und/oder des Bodens der Batterieschale erhöhen kann.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sich der hier vor gestellte Aspekt eines äußeren Versteifungsmittels nicht auf eine Versteifung einer Seitenwand der Batterieschale beschränkt ist, sondern auch zwei oder mehr Seitenwände der Batterieschale, vorzugsweise alle Seitenwände der Batterieschale, eine äußere Versteifung aufweisen können.
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass eine Seitenwand ein Bestandteil eines äußeren Versteifungsmittels darstellen kann.
Unter einem „monolithisch" mit der Batterieschale ausgeformten äußeren Versteifungsmittel wird ein äußeres Versteifungsmittel verstanden, welches in einem einzigen Bauteil zusammenhängend und fugenlos mit der Batterieschale hergestellt ist. Mit anderen Worten ist eine gemeinsam monolithisch mit der Bat terieschale ausgeformtes äußeres Versteifungsmittel nicht aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt und auch nicht aus einer Mehrzahl von Einzelteilen etwa mittels eines Schweißverfahrens stoffschlüssig gefügt und/oder an die restliche Batterieschale gefügt. Vielmehr ist eine gemeinsam monolithisch mit der Batte rieschale ausgeformtes äußeres Versteifungsmittel fugenlos. Es versteht sich, dass in diesem Fall auch die Batterieschale fu genlos ist.
Vorzugsweise wird unter einer monolithisch ausgeformten Batte rieschale eine werkzeugfallende Batterieschale verstanden, also eine Batterieschale, die in einem Schritt mithilfe eines Werk zeugs hergestellt wird.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Batterie schale mitsamt dem äußeren Versteifungsmittel in einem Ferti gungsschritt kostengünstig hergestellt werden kann, wobei der Übergang von einem Versteifungsmittel in eine Seitenwand und/o der den Boden der Batterieschale kein zusätzliches Versagensri siko durch eine Schweißnaht oder eine abweichende Verbindung aufweist .
So kann auch vorteilhaft eine inhärente Dichtigkeit einer Bat terieschale erreicht werden.
Eine „Versteifungsmittelquererstreckung" bezeichnet die Erstre ckung eines äußeren Versteifungsmittels in Querrichtung der Bat terieschale .
Hier wird unter anderem vorgeschlagen, dass die Batterieschale zumindest ein äußeres Versteifungsmittel aufweist. In Kombina tion mit dem Deformationselement wird so vorteilhaft eine Sei tenwand einer Batterieschale mitsamt dem äußeren Versteifungsmittel ermöglicht, welche vergleichsweise zu dem De formationselement steif ausgeführt ist und einen besonders stei fen Bauraumschutz für den Aufnahmeraum für ein Batteriemodul bereitstellt . Das hierzu vergleichsweise weiche Deformations element kann so optimal den benötigten Deformationsraum bereit stellen und sich gegenüber dem Bauraumschutz aufweisend das zumindest eine äußere Versteifungsmittel abstützen.
Mit dem hier vorgeschlagenen äußeren Versteifungsmittel kann ein designierter Abstand zwischen einem Batteriemodul und der Sei tenwand der Batterieschale, insbesondere der Deckschicht der Batterieschale, vorteilhaft minimiert werden.
Optional weist das äußere Versteifungsmittel ein in Höhenrich tung der Batterieschale geöffnetes U-Profil auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter einem „U-Profil" wird ein Querschnitt des äußeren Verstei fungsmittels verstanden, insbesondere ein Querschnitt gebildet aus den Decklagen des äußeren Versteifungsmittels und der ab seits des Kerns bestehenden Verbindung zwischen den Decklagen. Mit anderen Worten meint ein U-Profil ein Rechteck, welches innen hohl ist oder einen Kern aufweist und welchem eine durchgängige Seitenfläche fehlt, also in Richtung einer Seitenfläche zumin dest teilflächig geöffnet ist.
Vorzugsweise ist das U-Profil im Bezug auf die Höhenrichtung der Batterieschale nach unten oder nach oben geöffnet.
Bevorzugt weist das äußere Versteifungsmittel ein in Höhenrich tung der Batterieschale geöffnetes T-Profil auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Unter einem „T-Profil" wird ein Profilquerschnitt verstanden, welcher unter Vernachlässigung eines oder mehrerer Kernbereiche an die Form des Buchstabens T erinnert, wobei der Querschnitt aus zumindest zwei mit ihren Symmetrieachsen senkrecht zueinan der orientierten Seitenflächen besteht und wobei eine Seiten fläche im Wesentlichen in der Mitte der anderen Seitenfläche auf diese trifft.
Vorzugsweise wird unter einem T-Profil auch ein I-Profil ver standen, dessen Querschnitt aus zwei gegensinnig orientierten miteinander verbundenen T-Profilen besteht, sodass der Quer schnitt eines I-Profils an die Form des Buchstabens I erinnert.
Ein T-Profil und/oder ein I-Profil können einen oder mehrere Kernbereiche mit entsprechenden Kernen aufweisen.
Unter anderem wird hier ein äußeres Versteifungsmittel vorge schlagen, welches bezogen auf die Höhenrichtung der Batterie schale nach oben und nach untern zumindest teilflächig geöffnet ist.
Mit einem äußeren Versteifungsmittel aufweisend ein I-Profil kann ein äußeres Versteifungsmittel erreicht werden, welches bei einer vergleichbaren Steifigkeit eine besonders geringe Querer streckung aufweist, sodass mehr Bauraum in dem dessignierten Kraftfahrzeug für ein Deformationselement und/oder für ein Bat teriemodul vorgesehen werden kann.
Besonders zweckmäßig weist das äußere Versteifungsmittel einen Kern auf, insbesondere einen strukturierten Kern, insbesondere einen Kern in der Mitte von zwei den Kern begrenzenden Decklagen, insbesondere einen strukturierten Kern aufweisend eine Kreuz rippenstruktur .
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Ein „Kern" kann dadurch beschrieben werden, dass er ein im Ver gleich zu den Decklagen geringeres spezifisches Gewicht auf weist. Vorzugsweise weist ein Kern eine besonders hohe Stabilität gegenüber Querkontraktion auf, insbesondere gegenüber einer Querkontraktion hervorgerufen von einer Biegung des Ver steifungsmittels .
Vorzugsweise weist ein Kern eine gegenüber den Decklagen abwei chende Geometrie auf, mittels welcher die spezifischen Eigen schaften des Kerns vorteilhaft erreicht werden können.
Vorzugsweise weist ein Kern eine gegenüber den Decklagen abwei chende stoffliche Beschaffenheit auf, mittels welcher die spe zifischen Eigenschaften des Kerns vorteilhaft erreicht werden können.
Vorzugsweise weist der Kern ein poröses Material auf.
Vorzugsweise besteht der Kern aus Holz, insbesondere aus Balsa holz.
Vorzugsweise besteht der Kern aus Aluminium, insbesondere aus einer Aluminiumwabe oder einem Aluminiumschaum.
Unter einem „strukturierten Kern" wird sowohl ein Kern mit ge genüber den Decklagen abweichender Geometrie und/oder ein Kern mit gegenüber den Decklagen abweichender stofflicher Beschaf fenheit verstanden, wobei ein strukturierter Kern eine Struktur aufweist.
Unter einer „Kreuzrippenstruktur" wird eine Geometrie eines Kerns verstanden, wobei der Kern Rippen aufweist, deren jewei lige Enden vorzugsweise die Knotenpunkte der Rippenstruktur bil den. Vorzugsweise ist eine Kreuzrippenstruktur dazu eingerichtet, die in einem Kern auftretenden Druckkräfte und/oder Schubkräfte in die begrenzenden Decklagen abzuleiten.
Vorzugsweise wird ein strukturierter Kern, insbesondere ein strukturierter Kern aufweisend eine Kreuzrippenstruktur, mit ei nem entsprechenden Strukturkernwerkzeug von der Oberseite der Batterieschale und/oder von der Unterseite der Batterieschale ausgeformt .
Vorzugsweise sind Rippen eben oder im Wesentlichen eben ausge formt.
Vorzugsweise teilen einander angrenzende Rippen jeweils nur ei nen gemeinsamen Knotenpunkt miteinander.
Vorzugsweise weist eine Kreuzrippenstruktur ein Zickzack-Muster auf.
Vorzugsweise kreuzen sich Kreuzrippen wie die Diagonalen in ei nem Rechteck.
Unter einer „Decklage" wird eine Materiallage verstanden, welche einen Kern eines Versteifungsmittels in Sandwichbauweise be schränkt .
Vorzugsweise weist eine Decklage eine stoffliche Veränderung ge genüber dem Material der Batterieschale auf, vorzugsweise in Form von in die Decklage eingebrachtem Fasermaterial, welches dazu vorzugsweise dazu eingerichtet ist, die Steifigkeit der Decklage in einer Erstreckungsrichtung der Decklage zu erhöhen.
Mit anderen Worten wird hier ein äußeres Versteifungsmittel vor geschlagen, welches eine Sandwichbauweise aufweist, worunter eine bereichsweise Kombination unterschiedlicher Geometrien und/oder stofflicher Beschaffenheit verstanden wird, wodurch die verschiedenen Bereiche unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen, welche vorteilhaft zu einem besonders leichten und steifen äußeren Versteifungsmittel kombiniert werden können.
Insbesondere wird unter einer Sandwichbauweise eine ebene Bau weise oder eine im Wesentlichen ebene Bauweise eines Verstei fungsmittels verstanden, wobei die Sandwichbauweise einen Kern aufweist, der von zwei unmittelbar an den Kern angrenzenden Deckschichten gesäumt wird.
Das hier vorgeschlagene äußere Versteifungsmittel in Sandwich bauweise ermöglicht vorteilhaft einen Leichtbau eines äußeren Versteifungsmittels. Somit kann bei gleicher Steifigkeit Gewicht und Material gegenüber einem äußeren Versteifungsmittel ohne Sandwichbauweise eingespart werden. Alternativ kann bei gleichem Gewicht die Steifigkeit des äußeren Versteifungsmittels erhöht werden.
Bevorzugt ist ein Verhältnis aus der Deformationselementquerer streckung zu der Versteifungsmittelquererstreckung größer oder gleich 1, bevorzugt größer oder gleich 1,3 und besonders bevor zugt größer oder gleich 1,6.
In einer Serie von numerischen und experimentellen Laborversu chen wurde völlig unerwartet herausgefunden, dass Verhältnis aus der Deformationselementquererstreckung zu der Versteifungsmit telquererstreckung gemäß den vorstehenden Werten besonders vor teilhaft für das Verformungsverhalten des hier vorgeschlagenen Batterieschalensystems ist.
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für das Verhältnis aus der Deformationselementquererstreckung zu der Versteifungsmittelquererstreckung nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Bereichs des Verhältnisses aus der Deformati onselementquererstreckung zu der Versteifungsmittelquererstre ckung liefern.
Besonders bevorzugt ist ein Verhältnis aus der Deformationsele- mentquererstreckung zu der Versteifungsmittelquererstreckung in einem Bereich von größer oder gleich 1,2 und kleiner oder gleich 1,45, insbesondere von 4/3, insbesondere im Fall eines äußeren Versteifungsmittels aufweisend ein U-Profil. Weiterhin besonders bevorzugt ist ein Verhältnis aus der Defor mationselementquererstreckung zu der Versteifungsmittelquerer streckung in einem Bereich von größer oder gleich 2,3 und kleiner oder gleich 2,7, insbesondere von 2,5, insbesondere im Fall eines äußeren Versteifungsmittels aufweisend ein T-Profil.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform ist ein Verhältnis aus der Deformationselementquererstreckung zu der Versteifungsmit telquererstreckung größer oder gleich 1,2, bevorzugt größer oder gleich 1,5 und besonders bevorzugt größer oder gleich 1,8. Wei- terhin zweckmäßig ist ein Verhältnis aus der Deformationsele mentquererstreckung zu der Versteifungsmittelquererstreckung größer oder gleich 2,1, bevorzugt größer oder gleich 2,4 und besonders bevorzugt größer oder gleich 2,7. Besonders zweckmäßig weist das äußere Versteifungsmittel eine oder mehrere, insbesondere zwei, endlosfaserverstärkte Verstär kungsschichten auf. Hierdurch kann eine Gesamtintrusion bei ei nem Seitenpfahlaufprall vorteilhaft reduziert werden. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass bei gleicher designierter Gesamtin- trusion mit einem äußeren Versteifungsmittel aufweisend eine o- der mehrere, insbesondere zwei, endlosfaserverstärkte Verstär kungsschichten ein hinsichtlich seiner Dicke in Querrichtung der Batterieschale dünnerer Kern erreicht werden kann, wodurch die Batterieschale insgesamt und insbesondere das äußere Verstei fungsmittel leichter ausgeführt werden kann.
Besonders zweckmäßig weist die Batterieschale eine Haltestruktur zum Führen und/oder Verbinden des Deformationselements auf, ins- besondere eine monolithisch mit der Batterieschale ausgeformte Haltestruktur, insbesondere eine auf der Außenseite der Batte rieschale angeordnete Haltestruktur, insbesondere eine von dem Aufnahmeraum betrachtet außerhalb eines äußeren Versteifungs mittels angeordnete Haltestruktur.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter einer „Haltestruktur" wird ein Bereich der Struktur einer Batterieschale verstanden, welcher speziell zum formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbinden mit einem oder mehreren De formationselementen eingerichtet ist.
Vorzugsweise erstreckt sich eine Haltestruktur auf der Außen seite der Batterieschale, vorzugsweise außerhalb eines äußeren Versteifungsmittels.
Vorzugsweise weist eine Haltestruktur eine Quererstreckung auf, welche die Länge ihrer Höhenerstreckung übersteigt. Vorzugsweise ist eine Haltestruktur im Wesentlichen auf halber Höhe der Batterieschale angeordnet. Vorzugsweise weist eine Hal testruktur ein T-Profil auf, in dessen Kernbereichen ein Defor mationselement zumindest teilweise aufgenommen werden kann. Vorzugsweise ist eine Haltestruktur dazu eingerichtet, mit einem ersten Deformationselement auf der Oberseite und einem zweiten Deformationselement auf der Unterseite verbunden zu werden.
Zweckmäßig ist die Haltestruktur monolithisch mit der Batterie schale verbunden, wobei die Haltestruktur unmittelbar mit dem äußeren Versteifungsmittel verbunden sein kann.
Hier wird unter anderem eine Batterieschale aufweisend eine Hal testruktur vorgeschlagen, welche zu einer kraftschlüssigen Klemmverbindung mit einem Deformationselement eingerichtet ist. Auf diese Weise kann ein Deformationselement besonders einfach und günstig montiert und ausgetauscht werden.
Weiterhin sei daran gedacht, dass die Haltestruktur eine Durch gangsöffnung aufweist und beidseitig der Haltestruktur angeord nete Deformationselemente mit einem Verbindungsmittel gegeneinander verspannt werden, sodass die Haltestruktur zwi schen durch das Verbindungsmittel zwischen die Deformationsele mente geklemmt ist.
Bevorzugt weist die Haltestruktur ein Verbindungsmittel auf, welches zum Verbinden mit dem zumindest einen Deformationsele ment eingerichtet ist.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter einem „Verbindungsmittel" wird jegliches Mittel verstan den, welches zum Verbinden eines Deformationsmittels an der Bat terieschale eingerichtet ist. Vorzugsweise ist ein Verbindungsmittel eine Durchgangsöffnung in der Haltestruktur, welche eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung, insbesondere eine Schraubverbindung, zwischen der Batterieschale und dem zumindest einen Deformationselement und/oder dem Rohbau eines designierten Kraftfahrzeugs ermöglicht. Unter anderem wird hier eine Haltestruktur vorgeschlagen, welche im Wesentlichen parallel zum designierten Untergrund des desig nierten Kraftfahrzeugs verläuft, wodurch ein Deformationselement optimal ausgerichtet werden kann.
Weiterhin wird unter anderem eine Haltestruktur in Form eines I- Profils vorgeschlagen, welche das zumindest eine Deformations element an zumindest zwei Seiten zumindest teilweise umschließt, insbesondere welche das zumindest eine Deformationselement an drei Seiten zumindest teilweise umschließt.
Bevorzugt ist eine Wandstärke der Haltestruktur kleiner oder gleich 4 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 3 mm und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 2 mm.
Insbesondere angrenzend an ein äußeres Versteifungsmittel auf weisend ein U-Profil kann mit der hier vorgeschlagenen ver gleichsweise kleinen Wandstärke der Haltestruktur erreicht werden, dass vor dem äußeren Versteifungsmittel die Haltestruk tur kollabiert. Hierdurch kann bei besonders energiereichen Sei tenaufprallsituationen der Bereich der erwarteten Verformung möglichst weit von einem designierten Batteriemodul ferngehalten werden.
Optional weist die Batterieschale zumindest ein inneres Verstei fungsmittel auf, welches sich auf der Außenseite der Batterie schale auch über die Deformationselementquererstreckung erstreckt, insbesondere welches sich auf der Außenseite der Bat- terieschale auch über die Deformationselementquererstreckung und die Versteifungsmittelquererstreckung erstreckt.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Unter einem „inneren Versteifungsmittel" wird eine geometrische Ausgestaltung der Batterieschale auf der Innenseite der Batte rieschale verstanden, welche dazu eingerichtet ist, die Batte rieschale zu versteifen.
Vorzugsweise handelt es sich bei einem inneren Versteifungsmit tel um einen Spant. Unter einem Spant wird eine im Innenraum der Batterieschale aufgewiesene Geometrie verstanden, die zur Ver steifung der Batterieschale eingerichtet ist.
Vorzugsweise ist ein Spant ein Querspant, wobei ein Querspant sich in Querrichtung der Batterieschale erstreckt und dazu ein gerichtet ist zumindest ein Flächenträgheitsmoment, besonders bevorzugt zwei Flächenträgheitsmomente, eines normal zur Quer richtung verlaufenden Querschnitts der Batterieschale zu erhö hen, sodass die Batterieschale versteift wird.
Hier wird vorgeschlagen, dass sich ein inneres Versteifungsmit tel der Batterieschale nicht nur im Aufnahmeraum der Batterie schale erstreckt, sondern auch über die Erstreckung der Haltestruktur oder auch über die Erstreckung des äußeren Ver steifungsmittels und der Haltestruktur.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass ein Verbindungsmittel zur Verbindung von Batterieschale und Deformationselement und/oder dem Rohbau eines designierten Kraftfahrzeugs in unmittelbarer Nähe zu dem inneren Versteifungsmittel angeordnet ist, sodass die bei einem Seitenaufprall in das Deformationselement und da mit in das Verbindungsmittel eingeleiteten Lasten an einem mög lichst steifen Punkt der Batterieschalenstruktur aufgenommen werden können.
Zusätzlich kann eine Erstreckung eines inneren Versteifungsmit tels einen sich designiert horizontal erstreckenden Bereich der Haltestruktur zusätzlich versteifen. Bevorzugt ist die Batterieschale aus Kunststoff ausgeformt.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter einer „aus Kunststoff ausgeformten" Batterieschale wird eine Batterieschale verstanden, welche zumindest überwiegend aus Kunststoff ausgeformt ist. Vorzugsweise ist eine Batterieschale zu mehr oder gleich 70 Vol.-% aus Kunststoff ausgeformt, bevor- zugt zu mehr oder gleich 80 Vol.-% und besonders bevorzugt zu mehr oder gleich 90 Vol.-%. Weiterhin vorzugsweise ist eine Bat terieschale zu mehr oder gleich 95 Vol.-% aus Kunststoff ausge formt, bevorzugt zu mehr oder gleich 97,5 Vol.-% und besonders bevorzugt zu mehr oder gleich 99 Vol.-%.
Vorzugsweise ist die Batterieschale mittels einem Spritzgieß verfahren oder einem Pressverfahren ausgeformt.
Insbesondere aus Kunststoff ausgeformte Batterieschalen weisen vielfach als Material einen Kunststoff auf, welcher mittels Langschnittfasern angereichert ist, um so die Steifigkeit der Batterieschale zu verbessern. Hinsichtlich eines Seitenaufpralls können derartige Batterieschalen jedoch bis zum Erreichen einer kritischen Verformung nur eine vergleichsweise kleine kinetische Energie aufnehmen, da die Reißdehnung des Materials, insbeson dere in Folge des Einflusses der Langschnittfasern, vergleichs weise gering ist. Vorzugsweise weisen die Langschnittfasern eine Länge von größer oder gleich 15 mm auf. Weiterhin vorzugsweise weisen die Langschnittfasern eine Länge von größer oder gleich 20 mm auf, bevorzugt eine Länge von größer oder gleich 25 mm und besonders bevorzugt eine Länge von größer oder gleich 30 mm. Insofern ist eine Kombination des hier vorgeschlagenen Deforma tionselements mit einer aus Kunststoff ausgeformten Batterie schale zu einem hier vorgeschlagenen Batterieschalensystem besonders vorteilhaft.
Optional weist das zumindest eine äußere Versteifungsmittel und/oder die Haltestruktur eine faserverstärkte Verstärkungs schicht, insbesondere eine endlosfaserverstärkte Verstärkungs schicht, auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter einer „endlosfaserverstärkten Verstärkungsschicht" wird eine Schicht aufweisend Fasern, insbesondere Glasfasern, Koh lenstofffasern, Aramidfasern oder dergleichen, und eine Kunst stoffmatrix verstanden. Vorzugsweise sind die Fasern orientiert zueinander angeordnet, und/oder weisen eine Länge von größer oder gleich 15 mm auf. Weiterhin vorzugsweise weisen die Fasern eine Länge von größer oder gleich 20 mm auf, bevorzugt eine Länge von größer oder gleich 25 mm und besonders bevorzugt eine Länge von größer oder gleich 30 mm.
Vorteilhaft kann durch die endlosfaserverstärkte Verstärkungs schicht die Steifigkeit der Batterieschale erhöht werden, ins besondere im Bereich der endlosfaserverstärkten Verstärkungsschicht, und/oder das Gewicht der Batterieschale bei vergleichbarer Steifigkeit reduziert werden.
Unter anderem sei konkret daran gedacht, dass die Batterieschale im Bereich der Seitenwand eine endlosfaserverstärkte Verstär kungsschicht aufweist. Sofern es zu einem Seitenaufprall kommt und eine Verformung über das Deformationselement die Seitenwand der Batterieschale erreicht, kann so ein Durchschlagen der Ver formung durch die mittels der endlosfaserverstärkten Verstär kungsschicht verstärkte Seitenwand auf das designierte Batteriemodul im Aufnahmeraum der Batterieschale verhindert oder zumindest verringert werden.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Traktionsbatterie, insbesondere eine Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter einem „Kraftfahrzeug" wird ein durch einen Motor angetrie benes Fahrzeug verstanden. Vorzugsweise ist ein Kraftfahrzeug nicht an eine Schiene gebunden oder zumindest nicht dauerhaft spurgebunden .
Es versteht sich, dass sich die Vorteile einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrie ben, unmittelbar auf eine Traktionsbatterie aufweisend eine Bat terieschale gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erstrecken.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Batterieschale nach dem ersten As pekt der Erfindung und/oder eine Traktionsbatterie nach dem zweiten Aspekt der Erfindung.
Es versteht sich, dass sich die Vorteile einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrie ben, und/oder einer Traktionsbatterie nach dem zweiten Aspekt der Erfindung unmittelbar auf ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Batterieschale gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder eine Traktionsbatterie nach dem zweiten Aspekt der Erfindung erstrecken . Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung erge ben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:
Figur 1: schematisch einen Ausschnitt einer ersten Ausführungs form eines Batterieschalensystems in einer Schnittdar stellung;
Figur 2: schematisch einen Ausschnitt einer zweiten Ausfüh rungsform eines Batterieschalensystems in einer Schnittdarstellung;
Figur 3: schematisch eine Wabenstruktur eines Deformationsele ments;
Figur 4: schematisch einen Ausschnitt einer dritten Ausfüh rungsform eines Batterieschalensystems in einer Schnittdarstellung;
Figur 5: schematisch einen Ausschnitt einer vierten Ausfüh rungsform eines Batterieschalensystems in einer Drauf sicht; und
Figur 6: schematisch einen Ausschnitt einer fünften Ausfüh rungsform eines Batterieschalensystems in einer Schnittdarstellung .
In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszei chen gleiche Bauteile bzw. gleiche Merkmale, sodass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bau teils auch für die anderen Figuren gilt, sodass eine wiederho lende Beschreibung vermieden wird. Ferner sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform be schrieben wurden, auch separat in anderen Ausführungsformen ver wendbar . Das Batterieschalensystem 10 in Figur 1 besteht im Wesentlichen aus einer Batterieschale 100 und zwei Deformationselementen 120, welche auf einer ersten Seite der Batterieschale angeordnet sind. Die Batterieschale 100 kann vorzugsweise mit einem Batte riedeckel 170 verschlossen werden.
Es versteht sich, dass alle Ausführungsformen von Batteriescha len 100 auch spiegelsymmetrisch verstanden werden können, sodass auf der anderen Seite der Batterieschale 100 ebenfalls ein oder mehrere Deformationselemente angeordnet sein können.
Der Ausschnitt einer Ausführungsform einer monolithisch ausge formten Batterieschale 100 in Figur 1 weist eine Batterieschale 100 bestehend aus einem Boden 102, zumindest einer Seitenwand 104 und einem äußeren Versteifungsmittel 130 auf, wobei die Bat terieschale 100 eine Innenseite 108, eine Außenseite 106, eine Längsrichtung 114, eine Querrichtung 116 und eine Höhenrichtung 118 aufweist.
Das äußere Versteifungsmittel 130 weist ein U-Profil auf und erstreckt sich in der Längsrichtung 114 der Batterieschale 100 und besteht im Wesentlichen aus zwei Decklagen 134, wobei eine der Decklagen 13 mit der Seitenwand 104 der Batterieschale 100 zusammenfällt, einem Kern 132, welcher die beiden Decklagen 134 auch unter Belastung und damit einhergehender Verformung auf Distanz zueinander hält, sodass diese einen signifikanten Bei trag zu mindestens einem Flächenträgheitsmoment der Batterie schale 100 bereitstellen.
Der Kern 132 des äußeren Versteifungsmittels weist eine Kreuz rippenstruktur 136 auf, welche die Steifigkeit des äußeren Ver steifungsmittels bei gleichzeitig geringem Gewicht optimal versteift. Die Batterieschale 100 weist ferner einen Aufnahmeraum 110 zur Aufnahme von zumindest einem Batteriemodul (nicht dargestellt) auf. Weiterhin weist die monolithisch ausgeformte Batterieschale 100 eine Haltestruktur 140 mit einem I-Profil und einer Wandstärke 142 zur teilweisen Aufnahme von zwei Deformationselementen 120 auf und ist zum Verbinden mit den Deformationselementen 120 ein gerichtet .
Jedes aus Kunststoff ausgeformte Deformationselement 120 weist eine Wabenstruktur mit Waben 121 auf, wobei die Waben 121 eine Wanddicke 125 und eine Wabenlängserstreckung 126 aufweisen. Die Wabenlängserstreckung 126 der Waben 121 ist in designierter Lage des Deformationselements 120 derart orientiert, dass die Wabenlängserstreckung 126 im Wesentlichen der Querrichtung 116 der Batterieschale 100 entspricht. Unter „im Wesentlichen" sind dabei Differenzwinkel von kleiner oder gleich 10° gemeint, bevorzugt Differenzwinkel von kleiner oder gleich 5° und besonders bevorzugt Differenzwinkel von klei ner oder gleich 2,5°. Ferner weist die Batterieschale 100 ein Verhältnis aus einer Deformationselementquererstreckung 127 zu einer Versteifungs mittelquererstreckung 137 auf, welches zweckmäßig größer oder gleich 1 ist, bevorzugt größer oder gleich 1,3 ist. Ein Deformationselement weist eine Deformationselementhöhener streckung 129 auf.
Das Batterieschalensystem 10 weist im Bereich des äußeren Ver steifungsmittels 130 endlosfaserverstärkte Schichten 160 auf, welche die Steifigkeit und die Durchschlagsicherheit des äußeren Versteifungsmittels 130 erhöhen.
Das Batterieschalensystem in Figur 2 weist ein äußeres Verstei- fungsmittel 130 auf, welches ein I-Profil aufweist. Dabei ist die Wandstärke 138 des Stegs (nicht bezeichnet des äußeren Ver- steifungsmittels 130 dicker als die Wandstärke 142 der Hal testruktur . Die Wabenstruktur 122 für ein Deformationselement (nicht darge stellt) in Figur 3 weist eine Mehrzahl von miteinander verbun denen Waben 121 auf. Die Waben weisen eine Längsachse 123, eine Seitenlänge 124 und eine Wanddicke 125 auf. Das Batterieschalensystem 10 in Figur 4 weist im Vergleich zu der Ausführungsform aus Figur 1 Deformationselemente mit einer größeren Wabenlängserstreckung 126 auf. Zusätzlich ist in Figur 4 auch ein Batteriemodul 112 im Aufnahmeraum 110 der Batterie schale angeordnet.
Das Batterieschalensystem 10 in Figur 5 ist in einer Draufsicht dargestellt, wodurch insbesondere die Kreuzrippenstruktur 136 des nach oben geöffneten äußeren Versteifungsmittels 130 gut ersichtlich ist. Weiterhin weist das Batterieschalensystem 10 ein inneres Versteifungsmittel 150 auf, welches sich durch den Aufnahmeraum 110, das äußere Versteifungsmittel 130 und die Hal testruktur 140 erstreckt. Das innere Versteifungsmittel 150 er streckt sich zusätzlich zwischen zwei benachbarten Batteriemodulen 112. Vorzugsweise ist das innere Versteifungs- mittel 150 monolithisch mit der Batterieschale ausgeformt.
Die Haltestruktur 140 weist zwei Verbindungsmittel 128 auf mit tels derer die Deformationselemente 120 mit der Haltestruktur 140 der Batterieschale 100 und/oder dem Rohbau des designierten Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt) verbunden werden können. Wei terhin sei daran gedacht, dass die Haltestruktur 140 der Batte rieschale 100 unter Verwendung der Verbindungsmittel 128 mit dem Rohbau des designierten Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt) ver- bunden werden kann.
Das Batterieschalensystem 10 in Figur 6 weist im Bereich des äußeren Versteifungsmittels 130 endlosfaserverstärkte Schichten 160 auf, welche die Steifigkeit und die Durchschlagsicherheit des äußeren Versteifungsmittels 130 erhöhen.
Gemäß einer Variante (nicht dargestellt) des in den Figuren 1, 2 und 6 in einer Schnittdarstellung dargestellten äußeren Ver steifungsmittels 130 weist dieses genau eine endlosfaserver- stärkte Schicht 160 auf, insbesondere innerhalb der zur Innenseite 108 der Batterieschale 100 orientierten Decklage 134 oder innerhalb der zur Außenseite 106 der Batterieschale 100 orientierten Decklage 134, welche die Steifigkeit und die Durch schlagsicherheit des äußeren Versteifungsmittels 130 erhöht.
Bezugszeichenliste
10 Batterieschalensystem
100 Batterieschale
102 Boden
104 Seitenwand
106 Außenseite
108 Innenseite
110 Aufnahmeraum
112 Batteriemodul
114 Längsrichtung
116 Querrichtung
118 Höhenrichtung
120 Deformationselement
121 Wabe
122 Wabenstruktur
123 Längsachse
124 Seitenlänge
125 Wanddicke
126 Wabenlängserstreckung
127 DeformationselementquererStreckung
128 Verbindungsmittel
129 Deformationselementhöhenerstreckung
130 äußeres Versteifungsmittel 132 Kern
134 Decklage
136 Kreuzrippenstruktur
137 Versteifungsmittelquererstreckung
138 Wandstärke 140 Haltestruktur 142 Wandstärke
150 inneres Versteifungsmittel
160 endlosfaserverstärkte Verstärkungsschicht
170 Batteriedeckel

Claims

Patentansprüche
1. Batterieschalensystem (10), insbesondere ein Batteriescha- lensystem (10) einer Traktionsbatterie, wobei das Batteriescha- lensystem (10) die nachfolgenden Merkmale aufweist:
- das Batterieschalensystem (10) weist eine Batterieschale (100) auf,
- wobei die Batterieschale (100) einen Boden (102) und zumin dest vier Seitenwände (104) aufweist, wobei die Batterie schale (100) eine Innenseite (108) und eine Außenseite (106) aufweist, wobei die Batterieschale (100) in einer Längsrichtung (114) eine maximale Längserstreckung, in ei ner Querrichtung (116) eine maximale Quererstreckung und in einer Höhenrichtung (118) eine maximale Höhenerstreckung aufweist,
- wobei die Batterieschale (100) auf der Innenseite (108) einen Aufnahmeraum (110) zur Aufnahme von zumindest einem Batteriemodul (112) aufweist, wobei das Batterieschalensystem (10) dadurch gekennzeichnet ist,
- dass das Batterieschalensystem (10) zumindest ein mit der Außenseite (106) der Batterieschale (100) verbindbares De formationselement (120) aufweist, welches separat von der Batterieschale (100) ausgebildet ist, wobei das Deformati onselement (120) eine Deformationselementquererstreckung (127) aufweist, welche sich designiert in der Querrichtung (116) der Batterieschale (100) erstreckt, und
- dass das zumindest eine Deformationselement (120) aus Kunststoff ausgeformt ist.
2. Batterieschalensystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass das Deformationselement (120) aus einem duktilen Kunststoff ausgeformt ist, insbesondere aus einem Kunststoff aufweisend eine Reißdehnung von größer oder gleich 0,3, bevor zugt eine Reißdehnung von größer oder gleich 0,4 und besonders bevorzugt eine Reißdehnung von größer oder gleich 0,5.
3. Batterieschalensystem (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (120) aus einem Polymerblend ausgeformt ist.
4. Batterieschalensystem (10) nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Polymerblend zumindest eine der Kunststoffs orten Polycarbonat und/oder Polybutylenterephthalat und/oder Polyphenylenether und/oder Polystyrol und/oder ein Polyamid, insbesondere ein Polyamid 6.6, aufweist.
5. Batterieschalensystem (10) nach einem der vorstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (120) mit einem Spritzgießverfahren oder einem Pressverfahren ausgeformt ist.
6. Batterieschalensystem (10) nach einem der vorstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement
(120) eine Wabenstruktur (122) aufweist, insbesondere eine Wa benstruktur (122) mit einem sechseckigen Querschnitt, insbeson dere eine Wabenstruktur (122) aufweisend zumindest eine Wabe
(121) mit einer Längsachse (123), wobei die Längsachse (123) der zumindest einen Wabe (121) im designierten Einbauzustand des Dämpfungselements (120) im Wesentlichen der Querrichtung der Batterieschale entspricht.
7. Batterieschalensystem (10) nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Wabe (121) eine Seitenlänge (124) in einem Bereich von 8 mm bis 16 mm aufweist, bevorzugt eine Seitenlänge (121) in einem Bereich von 10 mm bis 14 mm und besonders bevor zugt eine Seitenlänge (121) in einem Bereich von 11,5 mm bis 12,5 mm.
8. Batterieschalensystem (10) nach einem der Ansprüche 6 oder
7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wabe (121) eine Wanddicke (125) von größer oder gleich 1,2 mm aufweist, bevorzugt eine Wanddicke (125) von größer oder gleich 1,4 mm und besonders be vorzugt eine Wanddicke (125) von größer oder gleich 1,6 mm.
9. Batterieschalensystem (10) nach einem der Ansprüche 6 bis
8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wabe (121) ein Verhältnis von Wanddicke (125) zu Seitenlange (124) in einem Bereich von größer oder gleich 0,08 und kleiner oder gleich 0,18 aufweist, bevorzugt in einem Bereich von größer oder gleich 0,095 und kleiner oder gleich 0,16 und besonders bevorzugt in einem Bereich von größer oder gleich 0,11 und kleiner oder gleich 0,14.
10. Batterieschalensystem (10) nach einem der Ansprüche 6 bis
9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wabe (121) eine Deformati onselementhöhenerstreckung (129) von größer oder gleich 50 mm aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 60 mm und besonders bevorzugt von größer oder gleich 70 mm.
11. Batterieschalensystem (10) nach einem der vorstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieschale (100) ein äußeres Versteifungsmittel (130) aufweist, insbesondere ein monolithisch mit der Batterieschale (100) ausgeformtes äußeres Versteifungsmittel (130), insbesondere ein zwischen dem Aufnah meraum (110) der Batterieschale (100) und dem designiert mit der Batterieschale (100) verbundenen Deformationselement (120) an geordnetes äußeres Versteifungsmittel (130), wobei das äußere Versteifungsmittel (130) eine Versteifungsmittelquererstreckung
(137) in der Querrichtung (116) der Batterieschale (100) auf weist.
12. Batterieschalensystem (10) nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, dass das äußere Versteifungsmittel (130) ein in Höhenrichtung (118) der Batterieschale (100) geöffnetes U-Profil aufweist.
13. Batterieschalensystem (10) nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, dass das äußere Versteifungsmittel (130) ein in Höhenrichtung (118) der Batterieschale (100) geöffnetes T-Profil aufweist .
14. Batterieschalensystem (10) nach einem der Ansprüche 11 bis
13, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Versteifungsmittel (130) einen Kern (132) aufweist, insbesondere einen strukturier ten Kern (132), insbesondere einen Kern (132) in der Mitte von zwei den Kern (132) begrenzenden Decklagen (134), insbesondere einen strukturierten Kern (132) aufweisend eine Kreuzrippen struktur (136).
15. Batterieschalensystem (10) nach einem der Ansprüche 11 bis
14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis aus der Defor mationselementquererstreckung (127) zu der Versteifungsmittel quererstreckung (137) größer oder gleich 1 ist, bevorzugt größer oder gleich 1,3 und besonders bevorzugt größer oder gleich 1,6.
16. Batterieschalensystem (10) nach einem der vorstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Batterieschale (100) eine Haltestruktur (140) zum Führen und/oder Verbinden des Deformationselements (120) aufweist, insbesondere eine monoli thisch mit der Batterieschale (100) ausgeformte Haltestruktur (140), insbesondere eine auf der Außenseite der Batterieschale (100) angeordnete Haltestruktur (140), insbesondere eine von dem
Aufnahmeraum (110) betrachtet außerhalb eines äußeren Verstei fungsmittels (130) angeordnete Haltestruktur (140).
17. Batterieschalensystem (10) nach Anspruch 16, dadurch ge kennzeichnet, dass die Haltestruktur (140) ein Verbindungsmittel (128) aufweist, welches zum Verbinden mit dem zumindest einen Deformationselement (120) eingerichtet ist.
18. Batterieschalensystem (10) nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandstärke (142) der Hal testruktur (140) kleiner oder gleich 4 mm ist, bevorzugt kleiner oder gleich 3 mm und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 2 mm.
19. Batterieschalensystem (10) nach einem der vorstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieschale (100) zumindest ein inneres Versteifungsmittel (150) aufweist, welches sich auf der Außenseite (106) der Batterieschale (100) auch über die Deformationselementquererstreckung (127) erstreckt, insbe sondere welches sich auf der Außenseite (106) der Batterieschale (100) auch über die Deformationselementquererstreckung (127) und die Versteifungsmittelquererstreckung (137) erstreckt.
20. Batterieschalensystem (10) nach einem der vorstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieschale (100) aus Kunststoff ausgeformt ist.
21. Batterieschalensystem (10) nach einem der vorstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine äußere Versteifungsmittel (130) und/oder die Haltestruktur (140) eine faserverstärkte Verstärkungsschicht (160) aufweist.
22. Traktionsbatterie, insbesondere eine Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug, aufweisend ein Batterieschalensystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 21.
23. Kraftfahrzeug aufweisend ein Batterieschalensystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 und/oder eine Traktionsbatterie nach Anspruch 22.
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