WO2016020193A1

WO2016020193A1 - Batteriehalterungsvorrichtung für die befestigung einer fahrzeugbatterie an einer fahrzeugkarosserie eines fahrzeugs

Info

Publication number: WO2016020193A1
Application number: PCT/EP2015/066714
Authority: WO
Inventors: Stephan Loosen; Armin Schuelke; Anton Paweletz; Niluefer Baba; Gian Antonio D'addetta; Remigius Has; Steffen Derhardt
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2014-08-06
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2016-02-11
Also published as: US20170229691A1; US10103369B2; CN106663763B; DE102014215513A1; CN106663763A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batteriehalterungsvorrichtung, mit einer Führungsvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Fahrzeugbatterie aufzunehmen, mindestens einem Halteelement, welches dazu ausgebildet ist, in einem ersten Betriebszustand eine in der Führungsvorrichtung aufgenommene Fahrzeugbatterie bis zu einem ersten maximalen Rückhaltekraftwert mechanisch fest zu halten und in einem zweiten Betriebszustand die in der Führungsvorrichtung aufgenommenen Fahrzeugbatterie bis zu einem zweiten maximalen Rückhaltekraftwert mechanisch fest zu halten, und einem Aktuatorsystem mit mindestens einem Aktor, welcher dazu ausgelegt ist, das mindestens eine Halteelement von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand zu bringen.

Description

Beschreibung

Titel

Batteriehalterungsvorrichtung für die Befestigung einer Fahrzeugbatterie an einer Fahrzeugkarosserie eines Fahrzeugs

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Batteriehalterungsvorrichtung für die Befestigung einer Fahrzeugbatterie an einer Fahrzeugkarosserie eines Fahrzeugs, insbesondere einer Traktionsbatterie in einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug wie einem

Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug.

Stand der Technik Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge weisen Traktionsbatterien auf, die die notwendige elektrische Energie zum Antrieb des Fahrzeugs speichern. Derartige Traktionsbatterien haben eine hohe Speicherkapazität zur Gewährleistung einer hohen Reichweite für die Fahrzeuge, so dass die Masse der Traktionsbatterien mehrere hundert Kilogramm aufweisen kann. Insbesondere im Falle einer Fahrzeugkollision oder eines Aufpralls des Fahrzeugs kann es aufgrund der hohen Masse der Traktionsbatterien zu einer starken Schubkraft auf die

Fahrzeugkarosserie kommen.

Die Art der Befestigung der Traktionsbatterie an der Fahrzeugkarosserie spielt daher eine entscheidende Rolle beim Stabilitätsverhalten des Fahrzeugs im Falle einer Kollision. Während einer Kollision - oder im allgemeinen während eines ungewöhnlichen Verzögerungsvorgangs wie etwa einer Notbremsung - werden alle massebehafteten Objekte des Fahrzeugs bzw. im Inneren des Fahrzeugs wie etwa Insassen oder Gepäck einer impulsartigen Beschleunigung ausgesetzt, die eine umso größere Beschleunigungskraft bedingt, je höher die Masse des verzögerten Objekts ist. Entscheidend für den zeitlichen Verlauf der

Beschleunigung des Gesamtsystems Fahrzeug sind daher die Zeitverläufe der Beschleunigung der einzelnen Objekte, ihr jeweiliger Massebeitrag, ihre

Kinematik und der energetische Anteil an der Gesamtbilanz der kinetischen Energie.

Um bei einer Fahrzeugkollision den zeitlichen Verlauf der Beschleunigung des Gesamtsystems günstig zu beeinflussen, sind Verbindungssysteme zwischen Fahrzeugbatterie und Fahrzeugkarosserie bekannt, die die Batterie inklusive ihrer Trägerkonstruktion temporär und kontrolliert von der Fahrzeugkarosserie mechanisch abkoppeln. Durch die Abkopplung wird erreicht, dass die

Batteriemasse während der Fahrzeugkollision eine eigene Bewegungstrajektorie durchläuft, und dadurch die Beschleunigungskräfte auf die Batterie und die Insassen des Fahrzeugs günstiger gestaltet werden.

Die Druckschrift EP 0 559 176 AI offenbart ein System mit einem Batterieträger, welcher bei einem Frontalaufprall in Fahrzeuglängsachse verschoben wird und gleichzeitig Energieaufnahmemittel kinetische Energie der Batterie auf die Fahrzeugkarosserie übertragen.

Die Druckschrift DE 197 38 620 Cl offenbart ein Batterierückhaltesystem für Fahrzeugbatterien, bei dem seitliche Führungselemente eine Bewegung der Fahrzeugbatterie bei einem Aufprall zumindest teilweise zulassen. Die Druckschrift DE 10 2004 023 754 AI offenbart ein

Batteriebefestigungssystem für die Batterie eines Kraftfahrzeugs, mit einem Batterieträger, der innerhalb einer Kabine des Kraftfahrzeugs am Boden befestigt ist, und einem Bewegungskonverter zum Verlagern des Batterieträgers als Reaktion auf einen durch eine Kollision hervorgerufenen Aufprall auf die Kabine und eine anschließende axiale Deformation des Bodens der Kabine.

Die Druckschrift DE 10 2013 220 139 AI offenbart eine Vorrichtung zum Sichern einer Batterie in einem Elektrofahrzeug, welche einen Batterierahmen bzw. - gehäuse zum Unterbringen einer Fahrzeugbatterie umfasst. Dabei kann eine ausgesparte Schale bzw. ein ausgespartes Fach vorgesehen werden, das zum Aufnehmen des Batteriegehäuses, das die Fahrzeugbatterie unterbringt, ausgelegt ist.

Die Druckschrift DE 10 2008 059 680 AI offenbart eine Vorrichtung zur

Halterung einer Batterie in einem Kraftfahrzeug mit einem Aufnahmeelement zur Aufnahme einer Batterie, einem Bügelelement, welches das Aufnahmeelement und/oder die zu haltende Batterie zumindest teilweise umschließt, und einem Fixierelement, welches an dem Bügelelement befestigbar ist, wobei die Batterie mittels des Fixierelementes innerhalb des Aufnahmeelementes fixiert wird.

Die Druckschrift DE 10 2012 012 060 AI offenbart beispielsweise ein

Deformationselement zur Absorption der bei einem Crash zweier

Kollisionspartner auftretenden kinetischen Schadenergie durch Verformung infolge Krafteinwirkung, wobei das Deformationselement einen

Verformungswiderstand besitzt, der an die Intensität des Crashs anpassbar ist, und das Deformationselement mit mindestens einem Aktuator mechanisch gekoppelt ist, durch dessen Aktivierung eine Vorverformung auf das

Deformationselement aufbringbar ist.

Die Druckschrift DE 10 2012 204 856 AI offenbart eine

Massekopplungsanordnung für eine Fahrzeug mit einem

Masseaufnahmeelement zur Aufnahme eines Masseobjekts, einer

Führungsanordnung, mittels der das Masseaufnahmeelement relativ zu dem Fahrzeug beweglich gelagert ist, und mit einem Aktuator, welcher eine Kopplung des Masseaufnahmeelements mit dem Fahrzeug in Grad und zeitlichem Verlauf variieren kann.

Die Druckschrift DE 10 2011 016 081 AI offenbart eine Vorrichtung zur

Aufnahme mindestens einer Batterie mittels einer Haltevorrichtung in oder an einem Fahrzeug, wobei die Haltevorrichtung eine Anzahl von deformierbaren Befestigungselementen umfasst.

Die Druckschrift DE 25 22 844 AI offenbart ein Fahrzeug mit einem Akkumulator, welcher über Halterung am Fahrzeugboden befestigt ist. Die Halterungen weisen Einrichtungen auf, die bei einem Aufprall des Fahrzeuges ab einer bestimmten Aufprallstärke ein Lösen des Akkumulators vom Fahrzeugboden bewirken.

Die Druckschrift DE 10 2010 012 109 AI offenbart ein Fahrzeug mit einer Energiespeichereinheit, die an einer Karosseriestruktur des Fahrzeuges angeordnet. Dabei weist die Karosseriestruktur Aufnahmeelemente auf, an denen die Energiespeichereinheit angeordnet ist, wobei die

Energiespeichereinheit bei einer Kollision des Fahrzeuges verschwenkbar und/oder verschiebbar ist.

Es besteht allerdings ein Bedarf an flexiblen Lösungen für die Sicherung einer Fahrzeugbatterie gegenüber der Fahrzeugkarossierie im Falle eines Aufpralls, die es erlauben, während einer Fahrzeugkollision auf den zeitlichen

Verzögerungsverlauf der Fahrzeugbatterie Einfluss zu nehmen.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft daher gemäß einem ersten Aspekt eine Batteriehalterungsvorrichtung, mit einer Führungsvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Fahrzeugbatterie aufzunehmen, mindestens einem Halteelement, welches dazu ausgebildet ist, in einem ersten Betriebszustand eine in der Führungsvorrichtung aufgenommene Fahrzeugbatterie bis zu einem ersten maximalen Rückhaltekraftwert mechanisch fest zu halten und in einem zweiten Betriebszustand die in der Führungsvorrichtung aufgenommenen Fahrzeugbatterie bis zu einem zweiten maximalen Rückhaltekraftwert mechanisch fest zu halten, und einem Aktuatorsystem mit mindestens einem Aktor, welcher dazu ausgelegt ist, das mindestens eine Halteelement von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand zu bringen.

Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein

Befestigungssystem für die Befestigung einer Fahrzeugbatterie an einer Fahrzeugkarosserie eines Fahrzeugs, mit einer Batteriehalterungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, und einer Fahrzeugbatterie, welche in der Batteriehalterungsvorrichtung gehaltert wird. Gemäß einem dritten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, mit einer Fahrzeugkarosserie, und einem Befestigungssystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, wobei die Batteriehalterungsvorrichtung mechanisch fest mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist.

Vorteile der Erfindung

Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, den zeitlichen Verlauf der

Beschleunigung einer Fahrzeugbatterie gegenüber der Fahrzeugkarosserie des die Fahrzeugbatterie beinhaltenden Fahrzeugs aktiv durch ein gegebenenfalls elektrisch oder pyrotechnisch betriebenes Aktuatorsystem zu beeinflussen. Durch das Aktuatorsystem können Rückhalteelemente für die Fahrzeugbatterie gegenüber der Fahrzeugkarosserie während eines Aufpralls des Fahrzeugs gezielt in einen strukturell geschwächten Zustand versetzt werden. Dies erfolgt mittels einer aktiv gesteuerten Veränderung von struktureller Integrität oder geometrischer Position von Halteelementen, durch deren irreversible strukturelle Beschädigung eine Rückhaltekraft auf die Fahrzeugbatterie gegenüber ihrem Führungs- bzw. Befestigungssystem vermindert oder aufgehoben wird. Das ermöglicht es der Fahrzeugbatterie sich entlang der batterieseitigen

Führungsvorrichtung frei zu bewegen und zumindest temporär nicht zur effektiven Gesamtmasse des Fahrzeugs während eines Vorgangs starker Verzögerung beizutragen.

Durch das erfindungsgemäße Befestigungssystem kann die Sicherheit der Insassen des Fahrzeugs sowie der Schutz der Traktionsbatterie in günstigem Maße erhöht werden. Durch das schnell reagierende, einstellbare und regelbare Aktuatorsystem kann die Beschleunigung der Traktionsbatterie während einer Fahrzeugkollision optimal geregelt werden.

Dazu werden für das Aktuatorsystem Aktoren verwendet, die je nach

Ansteuerung die Beweglichkeit, Position oder mechanische Steifigkeit der zugeordneten Haltelelemente variieren können. Dauer und Ausmaß der

Ansteuerung der Aktoren können über eine zentrale Steuereinrichtung berechnet werden, die hierfür beispielsweise von Beschleunigungssensoren oder anderen geeigneten Sensoren des Fahrzeugs und/oder der Fahrzeugbatterie ermittelte Momentanwerte der Beschleunigung heranziehen kann.

Dadurch dass die Aktoren in geeigneter Weise mit Halteelementen der

Batteriehalterungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie gekoppelt sind, führt die gezielte temporäre Ansteuerung der Aktoren zu einer temporär steuerbaren Änderung des mechanischen Kopplungsgrades der Fahrzeugbatterie an die Fahrzeugkarosserie. Die Batteriemasse kann dabei während der

Fahrzeugkollision (oder allgemein während einer Phase hoher

Fahrzeugverzögerung) von einem an die Fahrzeugstruktur angekoppelten

Zustand in einen von der Fahrzeugstruktur entkoppelten oder zumindest teilweise entkoppelten Zustand versetzt werden. Diese Zustandsänderung ist je nach verwendeten Halteelementen im allgemeinen irreversibel. In vorteilhafter Weise beeinflusst die Batteriehalterungsvorrichtung die auf das gesamte Fahrzeug wirkende Verzögerung derart, dass die Belastung und damit die Verletzungsgefahr für die Insassen gegenüber einem Fahrzeug ohne

Batteriehalterungsvorrichtung deutlich verringert werden. Darüber hinaus werden auch die Belastungen, die auf die Batterie während einer Fahrzeugkollision wirken, deutlich vermindert, wodurch die Gefahr einer Beschädigung der Batterie selbst entsprechend verringert wird.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Batteriehalterungsvorrichtung kann die Batteriehalterungsvorrichtung weiterhin eine Steuervorrichtung umfassen, welche dazu ausgelegt ist, das Aktuatorsystem zur Änderung der Betriebsposition des mindestens einen Halteelements in Abhängigkeit von Sensorsignalen anzusteuern, die angeben, in welchem

Verzögerungszustand sich die Batteriehalterungsvorrichtung befindet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Batteriehalterungsvorrichtung kann das mindestens eine Halteelement einen drehbaren Riegel mit einer Verjüngung in einer Breitenrichtung aufweisen, wobei die in der Führungsvorrichtung aufgenommene Fahrzeugbatterie in dem ersten Betriebszustand senkrecht zu der Breitenrichtung gegen den drehbaren Riegel drückt und in dem zweiten Betriebszustand entlang der Breitenrichtung gegen den drehbaren Riegel drückt, und wobei das Aktuatorsystem dazu ausgelegt ist, den drehbaren Riegel senkrecht zu der Breitenrichtung zu drehen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Batteriehalterungsvorrichtung kann das mindestens eine Halteelement einen Riegel aufweisen, welcher eine in der Führungsvorrichtung aufgenommene Fahrzeugbatterie zurückhält und welcher eine Sollbruchstelle aufweist, die in dem zweiten Betriebszustand auf der Höhe einer Keilspitze eines an der Führungsvorrichtung fest montierten Keils gelagert ist, und das Aktuatorsystem kann dazu ausgelegt sein, den Riegel senkrecht zur Keilspitze des Keils zu verschieben.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Batteriehalterungsvorrichtung kann das mindestens eine Halteelement mindestens eine Membran aufweisen, die eine Rückhaltekraft auf eine in der Führungsvorrichtung aufgenommene Fahrzeugbatterie ausübt, und das

Aktuatorsystem kann dazu ausgelegt sein, in dem zweiten Betriebszustand einen Riss oder eine strukturelle Beschädigung in die Membran einzubringen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Batteriehalterungsvorrichtung kann die mindestens eine Membran eine

Perforierung aufweisen, an der das Aktuatorsystem den Riss oder die strukturelle Beschädigung in die Membran einbringt.

Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Befestigungssystems für die mechanische Befestigung einer Fahrzeugbatterie mit einer Fahrzeugkarosserie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Befestigungssystems für die mechanische Befestigung einer Fahrzeugbatterie mit einer Fahrzeugkarosserie gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Befestigungssystems für die mechanische Befestigung einer Fahrzeugbatterie mit einer Fahrzeugkarosserie gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Befestigungssystems für die mechanische Befestigung einer Fahrzeugbatterie mit einer Fahrzeugkarosserie gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Befestigungssystems für die mechanische Befestigung einer Fahrzeugbatterie mit einer Fahrzeugkarosserie gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Befestigungssystems für die mechanische Befestigung einer Fahrzeugbatterie mit einer Fahrzeugkarosserie gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Gleiche Bezugszeichen bezeichnen im Allgemeinen gleichartige oder gleich wirkende Komponenten. Die in den Figuren gezeigten schematischen

Darstellungen sind nur beispielhafter Natur, die aus Gründen der

Übersichtlichkeit idealisiert abgebildet sind. Es versteht sich, dass die

dargestellten Komponenten lediglich zur Veranschaulichung von Prinzipien und funktionellen Aspekten der vorliegenden Erfindung dienen.

Ausführliche Beschreibung von Ausführungsformen

Fig. 1 zeigt eine allgemeine Darstellung eines Befestigungssystems für die mechanische Befestigung einer Fahrzeugbatterie 1 an einer Fahrzeugkarosserie. Dabei zeigen die Fig. 2 bis 6 zeigen jeweils schematische Darstellungen von speziellen Ausführungsvarianten von Befestigungssystemen 100 bis 500 für die mechanische Befestigung einer Fahrzeugbatterie 1 an einer Fahrzeugkarosserie. Im Folgenden wird zunächst das allgemeine Konzept des Befestigungssystems der Fig. 1 dargestellt, das als Grundlage für die Weiterbildungen der Fig. 2 bis 6 dient. In den Fig. 2 bis 6 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit die

Steuereinrichtung 5 sowie das Aktuatorsystem 6 nicht immer explizit dargestellt.

Die Fahrzeugbatterie 1 ist jeweils mit einem quaderförmigen Gehäuse dargestellt, wobei die äußere Form des Batteriegehäuses jedoch auch jede andere Gestalt annehmen kann. Die Fahrzeugbatterie 1 kann (nicht explizit dargestellte) Polanschlüsse aufweisen, über welche Batteriekabel

unterschiedlicher Polarität zur Entnahme und Einspeisung von elektrischer

Energie angebracht werden können. Die Fahrzeugbatterie 1 kann beispielsweise einen wiederaufladbaren elektrischen Energiespeicher aufweisen, zum Beispiel einen Bleiakkumulator, einen Lithium-Ionen-Akkumulator oder eine

Sekundärzelle anderen Typs.

Die Befestigungssysteme 100 bis 500 weisen dabei allgemein eine

Batteriehalterungsvorrichtung 2 auf, die über eine batterieseitige

Führungsvorrichtung verfügt. Die batterieseitige Führungsvorrichtung dient zur Aufnahme der Fahrzeugbatterie 1, in der die Fahrzeugbatterie 1 je nach

Verriegelungsszustand bzw. Betriebszustand der Batteriehalterungsvorrichtung 2 gegenüber der Batteriehalterungsvorrichtung 2 im allgemeinen in einer

Dimension verschiebbar bzw. verlagerbar ist. Die Batteriehalterungsvorrichtung 2 kann dabei insbesondere so im Fahrzeug angeordnet sein, dass der

Bewegungsfreiheitsgrad der Fahrzeugbatterie 1 entlang der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs gerichtet ist, das heißt, dass die Fahrzeugbatterie 1 lediglich eine translatorische Bewegung in Richtung der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs durchführen kann.

Die Batteriehalterungsvorrichtung 2 kann jeweils über geeignete

Kopplungseinrichtungen mechanisch mit der (nur schematisch angedeuteten)

Fahrzeugkarosserie 3 des Fahrzeugs verbunden werden. Die

Batteriehalterungsvorrichtung 2 ist somit gegenüber der Fahrzeugkarosserie 3 des Fahrzeugs in ihrer relativen Position fixiert. In verriegeltem Zustand vermittelt die Batteriehalterungsvorrichtung 2 daher eine feste mechanische Kopplung der Fahrzeugbatterie 1 mit der Fahrzeugkarosserie 3 des Fahrzeugs, wohingegen in entriegeltem Zustand der Batteriehalterungsvorrichtung 2 die Fahrzeugbatterie 1 zumindest in der Richtung des Bewegungsfreiheitsgrads der Fahrzeugbatterie 1 gegenüber der Batteriehalterungsvorrichtung 2 temporär von der

Fahrzeugkarosserie 3 des Fahrzeugs entkoppelt ist.

In jeder der Fig. 1 bis 6 kann eine Steuereinrichtung 5 vorgesehen sein, mit der ein Aktuatorsystem 6 eingestellt und gesteuert werden kann. Das Aktuatorsystem 6 kann beispielweise elektrisch betrieben werden und Aktoren aufweisen, die auf jeweils in ihrer Position, Lage und/oder äußeren Form veränderbare

Halteelemente 8 Verstell kräfte ausüben können, um die

Batteriehalterungsvorrichtung 2 von einem verriegelten Zustand in einen entriegelten Zustand und gegebenenfalls wieder zurück zu überführen. Alternativ oder zusätzlich kann das Aktuatorsystem 6 auch pyrotechnisch betrieben oder unterstützt werden.

Die Steuereinrichtung 5 kann dabei das Aktuatorsystem 6 in Abhängigkeit von äußeren Sensorsignalen 7 betreiben, die angeben, in welchem Beschleunigungsbzw. Verzögerungszustand sich das Gesamtsystem des Fahrzeugs gerade befindet. Damit können beispielweise bei drohenden Kollisionen oder bei Notbremsungen die Halteelemente 8 durch das Aktuatorsystem 6 freigegeben werden, um die Fahrzeugbatterie 1 während der kritischen Fahrbetriebssituation temporär von der Fahrzeugkarosserie 3 zu entkoppeln.

Fig. 2 zeigt ein Befestigungssystem 100 mit einer Batteriehalterungsvorrichtung 2, die eine Führungsvorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, eine

Fahrzeugbatterie 1 aufzunehmen. An der Batteriehalterungsvorrichtung 2 sind zwei Halteelemente 10 als Riegel mit Sollbruchstellen 11 angebracht. Die Sollbruchstellen 11 können dabei konstruktionsbedingte strukturelle

Schwächungsstellen sein, die durch mechanische oder physikalische

Maßnahmen oder Auslegungen bei einem Überschreiten einer Kraft auf den

Riegel 10 gezielt und vorhersagbar versagen, um ein Brechen oder Abknicken der Riegel 10 an der Sollbruchstelle 11 zu lokalisieren. Die Sollbruchstellen 11 können beispielsweise durch Kerben, Einritzungen oder Verjüngungen gebildet werden. Eine in der Führungsvorrichtung aufgenommene Fahrzeugbatterie 1 wird durch die Riegel 10 mechanisch fest gehalten, solange eine auf die Riegel 10 wirkende Rückhaltekraft einen ersten vorbestimmten Wert für die

Rückhaltekraft nicht überschreitet. Bei einem Überschreiten dieses

vorbestimmten Wertes, beispielsweise bei einer Verzögerung der

Fahrzeugbatterie 1 und einer daraus resultierenden Trägheitskraft, brechen die Riegel 10 an den Sollbruchstellen 11 und geben eine translatorische Bewegung der in der Führungsvorrichtung aufgenommenen Fahrzeugbatterie 1 frei.

Fig. 3 zeigt ein Befestigungssystem 200 mit einer Batteriehalterungsvorrichtung 2, welches sich von dem Befestigungssystem 100 der Fig. 2 im Wesentlichen darin unterscheidet, dass Halteelemente 20 vorgesehen sind, die dazu ausgebildet sind, in einem ersten Betriebszustand eine in der

Führungsvorrichtung aufgenommene Fahrzeugbatterie 1 bis zu einem ersten maximalen Rückhaltekraftwert mechanisch fest zu halten und in einem zweiten Betriebszustand die in der Führungsvorrichtung aufgenommenen

Fahrzeugbatterie 1 bis zu einem zweiten maximalen Rückhaltekraftwert mechanisch fest zu halten. Der erste maximale Rückhaltekraftwert ist dabei größer als der zweite maximalen Rückhaltekraftwert. Die Halteelemente 20 können hierbei drehbare Riegel 20 mit einer Verjüngung 21 in einer

Breitenrichtung aufweisen. Die Riegel 20 können - wie in der

Querschnittsdarstellung A-A' in Fig. 3 angedeutet - eine zylinderförmige Gestalt aufweisen und in einem zentralen Bereich eine Verjüngung 21 aufweisen. Die Verjüngung 21 ist dabei durch Einkerbungen oder Materialabtrag von der Mantelfläche des Zylinders entlang einer Breitenrichtung des Riegels 20 gebildet. In einem ersten Betriebszustand (links im Bild) ist die Verjüngung 21 derart gegenüber der Fahrzeugbatterie 1 ausgerichtet, dass eine Trägheitskraft der Fahrzeugbatterie 1 während einer Verzögerung längs auf die Verjüngung 21 wirkt, das heißt, dass entlang der Wirkungsrichtung der Trägheitskraft der Fahrzeugbatterie 1 der Riegel 20 volle Materialstärke aufweist. In einem zweiten Betriebszustand (rechts im Bild), in dem der Riegel 20 entlang der Zylinderachse um 90° gedreht ist, drückt die in der Führungsvorrichtung aufgenommene Fahrzeugbatterie 1 entlang der Breitenrichtung gegen den drehbaren Riegel 20, so dass entlang der Wirkungsrichtung der Trägheitskraft der Fahrzeugbatterie 1 der Riegel 20 eine verringerte Materialstärke aufweist. Das bedeutet, dass in dem zweiten Betriebszustand die strukturelle Widerstandskraft des Riegels 20 gegenüber einer Trägheitskraft der Fahrzeugbatterie 1 erheblich vermindert ist, und der Riegel 20 an der verjüngten Stelle 20 abbrechen oder abknicken kann, um so die Fahrzeugbatterie gegenüber einer translatorischen Bewegung freizugeben.

Fig. 4 zeigt ein Befestigungssystem 300 mit einer Batteriehalterungsvorrichtung 2. Die Batteriehalterungsvorrichtung 2 weist einen Riegel 30 auf, welcher eine in der Führungsvorrichtung aufgenommene Fahrzeugbatterie 1 zurückhält. Der Riegel 30 weist eine Sollbruchstelle 31 auf, die in dem zweiten Betriebszustand auf der Höhe einer Keilspitze eines an der Führungsvorrichtung fest montierten

Keils 32 gelagert ist. Die Sollbruchstelle 31 kann beispielsweise eine Einkerbung sein, die in ihrer Ausformung der äußeren Gestalt der Keilspitze des Keils 20 entspricht. Dadurch stößt der Keil 32, der beispielsweise federnd gelagert sein kann, in die Einkerbung und übt eine hohe Punktkraft auf die Sollbruchtstelle 31 aus.

Gegenüber dem links im Bild gezeigten ersten Betriebszustand genügt im rechts im Bild gezeigten zweiten Betriebszustand eine erheblich geringere maximale Rückhaltekraft aus, um den Keil 32 in die Sollbruchstelle 31 zu treiben und so den unteren Teil des Riegels 30 abzubrechen. Dadurch kann der untere Teil des

Riegels die Fahrzeugbatterie 1 nicht mehr zurückhalten, wodurch der

Fahrzeugbatterie 1 eine translatorische Bewegung in der Führungsvorrichtung ermöglicht wird. Das Aktuatorsystem 6 dient dazu, den Riegel 30 senkrecht zur Keilspitze des Keils 32 zu verschieben, beispielsweise über eine federnde Lagerung oder einen Schneckenantrieb.

Fig. 5 zeigt ein Befestigungssystem 400 mit einer Batteriehalterungsvorrichtung 2. Die Batteriehalterungsvorrichtung 2 weist dabei eine Membran 40 auf, die eine Rückhaltekraft auf eine in der Führungsvorrichtung aufgenommene

Fahrzeugbatterie 1 ausübt. Nach einer Beschädigung bzw. Zerstörung der

Membran 40 ist diese Rückhaltekraft vermindert bzw. vollständig verschwunden, so dass die Fahrzeugbatterie 1 für eine translatorische Bewegung gegenüber der Führungsvorrichtung freigegeben ist. Die Membran 40 verfügt über mindestens eine strukturelle Schwachstelle wie etwa eine Perforierung 41 oder eine

Sollbruchstelle 41, die über eine Aktuierung des Aktuatorsystems 6, beispielsweise pyrotechnisch unterstützt, eingerissen bzw. strukturell beschädigt werden kann. Es kann auch vorgesehen sein, statt der Membran 40 selbst eine Aufhängung der Membran zu beschädigen bzw. zu zerstören. Die Membran 40 kann beispielsweise eine Kunststoffplatte, ein Blech oder eine Gummifläche aufweisen.

Fig. 6 zeigt ein Befestigungssystem 500 mit einer Batteriehalterungsvorrichtung 2, welches sich von dem Befestigungssystem 400 in Fig. 5 im Wesentlichen nur darin unterscheidet, dass an beiden Seiten der Führungsvorrichtung Membranen 50 als Halteelemente vorgesehen sind. Beide Membranen 50 können ebenfalls über strukturelle Schwachstellen wie etwa Perforierungen 51 verfügen, die über eine Aktuierung des Aktuatorsystems 6, beispielsweise pyrotechnisch unterstützt, eingerissen bzw. strukturell beschädigt werden können.

Claims

Ansprüche

1. Batteriehalterungsvorrichtung (2), mit:

einer Führungsvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Fahrzeugbatterie (1) aufzunehmen;

mindestens einem Halteelement (8; 20; 30; 40; 50), welches dazu ausgebildet, in einem ersten Betriebszustand eine in der Führungsvorrichtung aufgenommene Fahrzeugbatterie (1) bis zu einem ersten maximalen Rückhaltekraftwert mechanisch fest zu halten und in einem zweiten Betriebszustand die in der Führungsvorrichtung aufgenommenen Fahrzeugbatterie (1) bis zu einem zweiten maximalen Rückhaltekraftwert mechanisch fest zu halten; und

einem Aktuatorsystem (6) mit mindestens einem Aktor, welcher dazu ausgelegt ist, das mindestens eine Halteelement (8; 20; 30; 40; 50) von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand zu bringen.

2. Batteriehalterungsvorrichtung (2) nach Anspruch 1, weiterhin mit:

einer Steuervorrichtung (6), welche dazu ausgelegt ist, das Aktuatorsystem (6) zur Änderung der Betriebsposition des mindestens einen Halteelements (8; 20; 30; 40; 50) in Abhängigkeit von Sensorsignalen (7) anzusteuern, die angeben, in welchem Verzögerungszustand sich die Batteriehalterungsvorrichtung (2) befindet.

3. Batteriehalterungsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei das mindestens eine Halteelement (20) einen drehbaren Riegel mit einer Verjüngung (21) in einer Breitenrichtung aufweist,

wobei die in der Führungsvorrichtung aufgenommene Fahrzeugbatterie (1) in dem ersten Betriebszustand senkrecht zu der Breitenrichtung gegen den drehbaren Riegel drückt und in dem zweiten Betriebszustand entlang der Breitenrichtung gegen den drehbaren Riegel drückt, und

wobei das Aktuatorsystem (6) dazu ausgelegt ist, den drehbaren Riegel (20) senkrecht zu der Breitenrichtung zu drehen.

4. Batteriehalterungsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei das mindestens eine Halteelement (30) einen Riegel aufweist, welcher eine in der Führungsvorrichtung aufgenommene Fahrzeugbatterie (1) zurückhält und welcher eine Sollbruchstelle (31) aufweist, die in dem zweiten

Betriebszustand auf der Höhe einer Keilspitze eines an der Führungsvorrichtung fest montierten Keils (32) gelagert ist, und

wobei das Aktuatorsystem (6) dazu ausgelegt ist, den Riegel (30) senkrecht zur Keilspitze des Keils (32) zu verschieben.

5. Batteriehalterungsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei das mindestens eine Halteelement (40; 50) mindestens eine Membran aufweist, die eine Rückhaltekraft auf eine in der Führungsvorrichtung

aufgenommene Fahrzeugbatterie (1) ausübt, und

wobei das Aktuatorsystem (6) dazu ausgelegt ist, in dem zweiten

Betriebszustand einen Riss oder eine strukturelle Beschädigung in die Membran (40; 50) einzubringen.

6. Batteriehalterungsvorrichtung (2) nach Anspruch 5, wobei die mindestens eine Membran (40; 50) eine Perforierung aufweist, an der das Aktuatorsystem (6) den Riss oder die strukturelle Beschädigung in die Membran (40; 50) einbringt.

7. Befestigungssystem (100; 200; 300; 400; 500) für die Befestigung einer Fahrzeugbatterie (1) an einer Fahrzeugkarosserie (3) eines Fahrzeugs, mit: einer Batteriehalterungsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6; und einer Fahrzeugbatterie (1), welche in der Batteriehalterungsvorrichtung (2) gehaltert wird.

8. Fahrzeug, mit:

einer Fahrzeugkarosserie (3); und

einem Befestigungssystem (100; 200; 300; 400; 500) nach Anspruch 7, wobei die Batteriehalterungsvorrichtung (2) mechanisch fest mit der

Fahrzeugkarosserie (3) verbunden ist.