WO2017207502A1 - Batterieaufnahme und verwendung einer batterieaufnahme - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterieaufnahme zur Aufnahme von Batterieelementen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem einen Innenbereich (2) bildenden Kasten (4), welcher zumindest teilweise Seitenwände (6) der Batterieaufnahme (1) bereitstellt, mit zumindest einem ersten Deckel (20) und mit zumindest einem ersten Boden (8), wobei die Batterieaufnahme (1) in ihrem Innenbereich (2) ein oder mehrere Längsversteifungselemente (10) und ein oder mehrere Querversteifungselemente (12) aufweist, und wobei das eine oder die mehreren Längsversteifungselemente (10) und das eine oder die mehreren Querversteifungselemente (12) Fächer (14) für die Batterieelemente bilden.

Description

Batterieaufnahme und Verwendung einer Batterieaufnahme

Die Erfindung betrifft eine Batterieaufnahme zur Aufnahme von Batterieelementen.

Die zunehmende Elektrifizierung von Kraftfahrzeugen, insbesondere von

Automobilen, und der gleichzeitige Kundenwunsch an eine hohe Reichweite solcher Fahrzeuge erfordern die Entwicklung leistungsfähiger Batteriekonzepte.

Für die Integration von Batterien in die Kraftfahrzeuge spielen nicht nur die primären, elektrischen Anforderungen eine entscheidende Rolle, sondern zudem auch die sekundären, mechanischen Anforderungen. Letztere müssen erfüllt werden, um auch im Crashfall eine hohe Betriebssicherheit gewährleisten zu können. Dabei kommt der Batterieaufnahme eine besondere Bedeutung zu.

Die Batterieaufnahme muss nämlich nicht unerhebliche mechanische Lasten aushalten können, welche sowohl seitlich, frontal, rückwärtig oder auch von unten einwirken können. Die auftretenden Lasten können dabei durch quasistatische Ersatzlastfälle repräsentiert werden, deren Behandlung jedoch sehr anspruchsvoll sein kann, da möglichst keine Beschädigung der Batterie oder einzelner

Batterieelemente auftreten soll.

Hinzu kommen die bereits angesprochenen elektrischen Anforderungen, welche insbesondere in einer ausreichenden elektromagnetischen Abschirmung zu sehen ist. Ferner spielen weitere Aspekte eine wichtige Rolle, welche beispielsweise in einer ausreichenden Dichtigkeit und einer Möglichkeit zu einer wirtschaftlichen

Demontierbarkeit zu sehen sind.

Insbesondere die Faktoren der möglichst hohen Dichtigkeit, der guten

Demontierbarkeit und der geforderten Crashperformance stellen einen Zielkonflikt dar. Dies ist dadurch zu begründen, dass für das Aufnehmen von Crashlasten eine strukturelle Anbindung notwendig ist, die aber bei geringem Bauraum häufig nicht prozesssicherer dicht zu gestalten ist. Dies gilt insbesondere für Deckel von

Batterieaufnahmen. So ist beispielsweise aus der Patentschrift US 9,045,030 B2 ein Batteriegehäuse bekannt, welches eine Mehrzahl von Querträgern aufweist, welche das

Batteriegehäuse queren und zumindest einen Teil der auftretenden Last verteilen, die die erste oder zweite Seite des Fahrzeugs bei einem seitlichen Aufprall erfährt. Das Batteriegehäuse weist dabei ein unteres Blech und ein oberes Blech auf. Durch die Anbindung des oberen Blechs kann jedoch die Dichtigkeit negativ beeinflusst werden.

Weiterhin offenbart die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2009 037 138 AI einen Batteriekasten für eine Batterie in einem Kraftfahrzeug, welcher aus einer Oberschale und einer Unterschale, sowie einer Schale aus einem metallischen Material, welche die Unterschale zumindest abschnittsweise umgibt, besteht. Die Unterschale kann im Bodenbereich eine Rippenstruktur aufweisen. Allerdings ist die mechanische

Stabilität insbesondere im Bereich der Oberschale weiterhin verbesserungsbedürftig.

Vor dem Hintergrund dieses Stands der Technik stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, eine verbesserte Batterieaufnahme anzugeben, welche insbesondere den mechanischen Anforderungen im Crashfall gerecht werden kann.

Gemäß einer erste Lehre der Erfindung wird die Aufgabe durch eine

Batterieaufnahme zur Aufnahme von Batterieelementen, insbesondere für ein

Kraftfahrzeug, mit einem einen Innenbereich bildenden Kasten, welcher zumindest teilweise Seitenwände der Batterieaufnahme bereitstellt, mit zumindest einem ersten Deckel und mit zumindest einem ersten Boden, gelöst, wobei die Batterieaufnahme in ihrem Innenbereich ein oder mehrere Längsversteifungselemente und ein oder mehrere Querversteifungselemente aufweist, und wobei das eine oder die mehreren Längsversteifungselemente und das eine oder die mehreren

Querversteifungselemente Fächer für die Batterieelemente bilden. Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Kasten mit dem ersten Boden und dem ersten Deckel wird einerseits die erforderliche Dichtheit gewährleistet. Es hat sich gezeigt, dass andererseits durch das jeweils mindestens eine vorgesehene

Längsversteifungselement und Querversteifungselement die erforderliche

mechanische Stabilität erreicht werden kann. Dadurch, dass das mindestens eine Längsversteifungselement und das mindestens eine Querversteifungselement zumindest teilweise die Fächer für die Batterieelemente bilden, kann die Stabilität für alle Batterieelemente erreicht werden. Unter einem Batterieelement wird dabei insbesondere ein (wiederaufladbarer)

Speicher für elektrische Energie auf elektrochemischer Basis verstanden. Dabei kann ein Batterieelement beispielsweise eine oder mehrere (zusammengeschaltete) Primärzellen oder eine oder mehrere (zusammengeschaltete) Sekundärzellen umfassen. Unter einem Batterieelemente wird also insbesondere auch ein Akkupack oder eine Akkumulatorzelle verstanden.

Die Batterieaufnahme kann beispielsweise zwei, drei, vier oder mehr (vorzugsweise mindestens zehn, weiterhin bevorzugt mindestens 20) Batterieelemente aufnehmen. Dabei ist bevorzugt für jedes aufzunehmende Batterieelement ein Fach vorgesehen. Die Anzahl der gebildeten Fächer entspricht also bevorzugt der Anzahl der aufzunehmenden Batterieelemente. Dabei sind die Batterieelemente insbesondere von oben in die entsprechenden Fächer einsetzbar.

Die Batterieaufnahme ist insbesondere zum Einbau oder Anbau in bzw. an ein Kraftfahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen vorgesehen.

Der den Innenbereich bildende Kasten, welcher jedenfalls teilweise die Seitenwände (beispielsweise vier Seitenwände) der Batterieaufnahme bereitstellt, ist dabei bevorzugt aus nicht oder wenig strukturierten Profilen hergestellt. Mit anderen Worten sind die durch den Kasten bereitgestellten Seitenwände im Wesentlichen plan, was das Abdichten des Kastens durch den Deckel und Boden vereinfacht und zudem ein Anbinden von weiteren Elementen, etwa des mindestens einen

Längsverstärkungselements und des mindestens einen Querverstärkungselements vereinfachen kann. Die Seitenwände verlaufen dabei bevorzugt im Wesentlichen vertikal (bezogen auf die Einbauposition der Batterieaufnahme im Fahrzeug). Der erste Deckel und der erste Boden sind bevorzugt im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet und verlaufen bevorzugt im Wesentlichen horizontal (bezogen auf die Einbauposition der Batterieaufnahme). Beispielsweise ist der erste Boden als Metallblech, insbesondere Stahlblech ausgebildet. Bevorzugt ist auch der Kasten aus Metallblech, insbesondere Stahlblech hergestellt. Dabei kann die Blechdicke bevorzugt so gewählt werden, dass die Blechdicke der vorderen und/oder hinteren Seitenwände (in Bezug auf die Einbauposition der Batterieaufnahme) größer ist als die Blechdicke der seitlichen Seitenwände. Die Dichtheit kann besonders einfach dadurch erreicht werden, dass der erste Boden mit dem die Seitenwände bereitstellenden Kasten stoffschlüssig verbunden, insbesondere verlötet oder geklebt ist. Der erste Deckel ist vorzugsweise ebenfalls stoffschlüssig mit dem Kasten verbunden, vorzugsweise verklebt. Unter Längs- bzw. Querversteifungselementen werden Elemente verstanden, welche zur Versteifung und damit Stabilität der Batterieaufnahme beitragen. Dabei verläuft ein Längsversteifungselement in Längsrichtung (das heißt insbesondere längs zur Fahrtrichtung) und ein Querversteifungselemente in Querrichtung (das heißt insbesondere quer zur Fahrtrichtung) in Bezug auf die Einbauposition der

Batterieaufnahme. Beispielsweise ist das mindestens eine Längsversteifungselement und/oder das mindestens eine Querversteifungselement aus Blech, insbesondere Stahlblech hergestellt.

Beispielsweise sind zumindest zwei, drei oder vier Längsversteifungselemente vorgesehen. Beispielsweise sind zumindest zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben oder acht Querversteifungselemente vorgesehen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Batterieaufnahme ist der erste Deckel ein äußerer Deckel und deckt den Kasten ab, wobei die

Batterieaufnahme weiterhin einen zweiten, inneren Deckel aufweist, welcher insbesondere zumindest teilweise das eine oder die mehreren

Längsversteifungselemente und/oder das eine oder die mehreren

Querversteifungselemente abdeckt.

Es hat sich herausgestellt, dass die Lastpfade im oberen Bereich einer

Batterieaufnahme schwach sind und der Deckel bisher praktisch keinen wesentlichen Beitrag zur Stabilität liefern konnte. Entgegen dem Ansatz, den Deckel an mehreren Stellen mit der Batterieaufnahme zu verschrauben, was die Dichtigkeit erheblich beeinträchtigen würde, führt der Ansatz der beschriebenen Ausgestaltung zu einer erhöhten Stabilität durch den zweiten Deckel bei gleichzeitig hoher Dichtigkeit durch den ersten Deckel. Mit anderen Worten wird also der Deckel der Batterieaufnahme in einen ersten und einen zweiten Deckel, welche jeweils an die entsprechenden

Funktionen angepasst sind, aufgeteilt.

Dadurch, dass der äußere Deckel den Kasten (flächig) abdeckt und dabei dicht mit diesem verbunden ist, wird eine ausreichende Dichtigkeit erreicht. Der äußere Deckel braucht dabei keine tragende Funktion zu erfüllen. Bevorzugt ist der äußere Deckel stoffschlüssig mit dem Kasten verbunden, insbesondere mit diesem verklebt. Hierzu kann der äußere Deckel beispielsweise zunächst am Kasten (beispielsweise mittels Schnapphaken) verrastet werden, etwa um eine Fixierung des Deckel bis zum

Aushärten eines Klebers zu erreichen. Zur Verrastung ist der Rand des äußeren Deckels vorzugsweise abschnittsweise aufgedickt oder verstärkt ausgebildet.

Beispielsweise ist am äußeren Deckel ein Schnapphaken ausgebildet. Der Kasten und der äußere Deckel wirken dabei zur Herstellung der Verrastung zusammen.

Beispielsweise weist der Kasten in einem Anbindungsbereich mit dem äußeren Deckel eine Klebe- oder Dichtnut auf. Zur Applikation des Klebers ist beispielsweise am äußeren Deckel bereits eine vorapplizierte (insbesondere mit einer Schutzfolie geschützte) Kleberaupe vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich zu einer Verklebung kann der äußere Deckel und der Kasten beispielsweise mit einer zwischen äußerem Deckel und Kasten angeordneten Dichtschnur abgedichtet werden. Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann im äußeren Deckel auch eine bereits eingespritzte Dichtung in einem Anbindungsbereich mit dem Kasten vorgesehen sein. Alternativ kann der äußere Deckel im Wesentlichen plan ausgebildet sein, ohne Schnapphaken. Der äußere Deckel kann aus einem Metall oder einem Kunststoff gebildet sein, insbesondere auch aus einem Werkstoffverbund, beispielsweise einem Metall- Kunststoffverbund, vorzugsweise aus einem Stahl-Kunststoff-Stahl-Sandwich.

Sofern eine Zugänglichkeit zu den Batterieelementen notwendig ist, kann der äußere Deckel beispielsweise (zerstörend) entfernt werden und durch einen neuen äußeren Deckel ersetzt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest ein Abstandshalter unterhalb des äußeren Deckels, insbesondere mittig vorgesehen (beispielsweise zwischen dem äußeren Deckel und dem inneren Deckel). Dieser kann ein Durchhängen des äußeren Deckels verhindern oder reduzieren, sodass beispielsweise ein Ansammeln von Wasser auf dem äußeren Deckel der Batterieaufnahme verhindert oder reduziert werden kann. Der zweite, innere Deckel ist somit im Innenbereich angeordnet. Der zweite Deckel weißt insbesondere Aussparungen im Bereich der Fächer für die Batterieelemente auf. Insofern kann der zweite Deckel insbesondere gitterförmig ausgebildet sein.

Abgesehen von dem einen oder den mehreren Längsversteifungselementen und/oder dem einen oder den mehreren Querversteifungselementen kann der innere Deckel auch noch anderen Bereich im Innenbereich abdecken, beispielsweise eine

mäanderförmige Verstärkung, wie im Folgenden beschrieben.

In einer alternativen Ausführung ist es jedoch ebenfalls möglich, dass nur ein wie zuvor beschriebener erster Deckel vorgesehen ist. Um in diesem Fall die notwendige Stabilität zu erreichen, kann der erste Deckel beispielsweise von unten mit einem oder mehreren Profilen verstärkt sein, beispielsweise mit umlaufenden Profilen oder mit einem Gitter aus Profilen. Die Profile können beispielsweise als (nach oben geöffnete) Hutprofile ausgebildet sein. Beispielsweise können in Längsrichtung, in Querrichtung und/oder diagonal verlaufende Profile vorgesehen werden. Beispielsweise sind diese Profile an den darüber liegenden ersten Deckel und/oder mindestens ein darunter liegendes Längsverstärkungselement und/oder Querverstärkungselement angebunden.

In einer weiteren alternativen Ausführung ist ebenfalls eine nach oben offene

Ausführung der Batterieaufnahme ohne äußeren Deckel möglich. Dabei ist nur ein erster Deckel vorgesehen, welcher in diesem Fall dann die wie zuvor beschriebenen Eigenschaften des zweiten, inneren Deckels haben kann.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen

Batterieaufnahme weist der zweite Deckel einen zumindest abschnittsweise umlaufenden Kragen auf.

Hierdurch kann die Stabilität des zweiten Deckels und damit der Batterieaufnahme weiterhin erhöht werden. Insbesondere kann im Crashfall die Gefahr eines

Ausknickens der Längsversteifungselemente bzw. Querversteifungselemente verringert werden. Der Kragen weist beispielsweise nach oben, das heißt in Richtung des ersten Deckels.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen

Batterieaufnahme ist der erste Deckel ein Kunststoffdeckel oder ein

Werkstoffverbunddeckel und/oder der zweite Deckel ein Metalldeckel oder ein Werkstoffverbunddeckel.

Während ein erster Deckel aus Kunststoff oder aus einem Werkstoffverbund eine ausreichende Dichtigkeit bereitstellen kann, ermöglicht der zweite Deckel aus Metall oder aus einem Werkstoffverbund, insbesondere aus Stahl, eine erhöhte Stabilität. Zudem kann insbesondere der Kunststoffdeckel im Wartungsfall wie bereits beschrieben vergleichsweise einfach (zerstörend) entfernt werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen

Batterieaufnahme sind das eine oder die mehreren Längsversteifungselemente in Längsrichtung jeweils durchgehend oder mehrteilig ausgebildet und/oder das eine oder die mehreren Querversteifungselemente in Querrichtung jeweils durchgehend oder mehrteilig ausgebildet.

Durch ein oder mehrere in Querrichtung durchgehende Querversteifungselemente, etwa einstückige Profile, kann eine hohe Stabilität in Querrichtung im Crashfall erreicht werden. Insbesondere wenn die Anzahl der Querversteifungselemente höher ist als die der Längsversteifungselemente, ist es in Bezug auf eine hohe Stabilität und geringe Bauteilanzahl vorteilhaft, durchgehende Querversteifungselemente

vorzusehen. Das eine oder die mehreren Längsversteifungselemente werden dann beispielsweise durch entsprechende durchgehende Querversteifungselemente unterbrochen. Beispielsweise sind hierzu in Längsrichtung mehrteilige

Längsversteifungselemente vorgesehen. Die einzelnen Teilabschnitte eines

Längsversteifungselements sind dann beispielsweise einseitig oder beidseitig an ein entsprechendes Querversteifungselement angebunden. Zur Erhöhung der Crashperformance können die in Längsrichtung weiter außen (das heißt weiter vorne bzw. hinten) liegenden Teilabschnitte eines mehrteiligen

Längsversteifungselements mit einer im Vergleich zu einem weiter innen liegenden Teilabschnitt erhöhten Materialdicke ausgebildet sein. Unabhängig von der beschriebenen Ausgestaltung kann insbesondere die Gefahr eines seitlichen Ausknickens eines Quer- bzw. Längsversteifungselements dadurch verringert werden, dass dieses eine innen liegende Verstärkung aufweist. Dies kann beispielsweise auf alle oder einen Teil der vorgesehenen Quer- und/oder

Längsversteifungselemente zutreffen. Hierzu kann beispielsweise ein innen liegendes O-Profil, Z-Profil, Hut-Profil, Wellblech oder mäanderförmiges Blech vorgesehen sein. Die innen liegende Verstärkung kann vorteilhaft die gleiche oder eine geringere Materialdicke aufweisen als das entsprechende Quer- bzw. Längsversteifungselement. Alternativ oder zusätzlich kann ein seitliches Ausknicken durch zusätzliche

Verstärkungsplatten erreicht werden, welche von oben auf zumindest einen Teil der vorgesehenen Querversteifungselemente und/oder Längsversteifungselemente befestigt (zum Beispiel angeschraubt) werden und diese miteinander verbinden.

Alternativ oder zusätzlich kann zumindest ein Teil der vorgesehenen

Querversteifungselemente und/oder Längsversteifungselemente an ihren jeweiligen Enden jeweils durch ein U-Profil eingefasst werden.

Bevorzugt sind das eine oder die mehreren Längsversteifungselemente und/oder das eine oder die mehreren Querversteifungselemente aus einem Mangan-Bor-Stahl, beispielsweise mit einer Zugfestigkeit von mindestens 1500 MPa oder 1900 MPa. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen

Batterieaufnahme sind das eine oder die mehreren Längsversteifungselemente und/oder das eine oder die mehreren Querversteifungselemente doppelwandig ausgebildet. Beispielsweise sind die entsprechenden Versteifungselemente als (oben geschlossene bzw. unten offene) Hutprofile ausgebildet. Ebenfalls wäre es jedoch möglich, die Versteifungselemente beispielsweise als geschlossene O-Profile auszubilden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen

Batterieaufnahme weist die Batterieaufnahme weiterhin einen insbesondere um den Kasten umlaufenden Anbindungsflansch auf.

Der Anbindungsflansch ermöglicht dabei nicht nur die Montage oder Anbindung der Batterieaufnahme (etwa unterhalb eines Fahrzeugs), sondern bildet zudem eine erste Barriere im Crashfalls und ermöglicht es, dass eine Last in vorhandene

Querversteifungselemente, Längsversteifungselement, den Boden und/oder weitere Crashstrukturen eingeleitet wird und dabei selbst eine möglichst geringe Intrusion hat. Bevorzugt ist der Anbindungsflansch aus einem Stahl mit einer Zugfestigkeit von mindestens 750 MPa ausgebildet. Beispielsweise weist der Anbindungsflansch eine Mehrzahl von (regelmäßig beabstandeten) Öffnungen, beispielsweise für Schrauben oder Bolzen, auf. Bevorzugt weist der Anbindungsflansch im Querschnitt eine im Wesentlichen dreieckige Geometrie auf. Gemäß einer Ausgestaltung ist der

Anbindungsflansch zumindest teilweise (bevorzugt vollständig) mit einem

Kunststoffkern versehen. Ebenfalls kann der Kunststoffkern auch eine

(belastungsoptimierte) Rippenstruktur aufweisen. Weiterhin ist denkbar, dass der Anbindungsflansch mit Polymer- und/oder Metallschaum ausgeschäumt ist. An den entsprechenden Anbindungsstellen ist der Kunststoffkern dann vorzugsweise ausgespart. Weiterhin bevorzugt ist der Kunststoffkern zumindest teilweise mit dem Anbindungsflansch verklebt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen

Batterieaufnahme stützt sich der Anbindungsflansch zumindest teilweise im Bereich des einen oder der mehreren Querversteifungselemente und/oder des einen oder der mehreren Längsversteifungselemente gegen den Kasten ab. Dies erfolgt

beispielsweise dadurch, dass der Anbindungsflansch derart geformt ist, dass dieser bereichsweise mit den Seitenwänden des Kastens in Kontakt steht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen

Batterieaufnahme ist im Innenbereich des Kastens, insbesondere umlaufend entlang der durch den Kasten bereitgestellten Seitenwände, eine wellen- oder

mäanderförmige Verstärkung angeordnet. Hierdurch kann die Crashsicherheit weiterhin erhöht werden. Die Verstärkung ist dabei vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Stahl, beispielsweise aus einem höchstfesten Stahl, insbesondere aus einem Mangan-Bor-Stahl ausgebildet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen

Batterieaufnahme wird die wellen- oder mäanderförmige Verstärkung

abschnittsweise durch einen oder mehrere innenliegende Verstärkungsstreifen verstärkt. Die Verstärkungsstreifen können ein vorzeitiges Versagen der wellen- oder mäanderförmigen Verstärkung verhindern. Die Verstärkungsstreifen sind

beispielsweise als plane Bleche aus Metall, insbesondere Stahl ausgebildet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen

Batterieaufnahme weist die Batterieaufnahme einen zweiten Boden auf, welcher zumindest abschnittsweise unterhalb des ersten Bodens angeordnet ist.

Durch einen zweiten, äußeren Boden kann zum einen ein Unterbodenschutz zur Verfügung gestellt werden. Gleichzeitig kann durch eine von dem ersten, inneren Boden beabstandete Anordnung des zweiten Bodens ein Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Boden und somit ein zusätzlicher Bauraum bereitgestellt werden. Vorzugsweise ist die Materialdicke des zweiten Bodens geringer als die des ersten Bodens. Der zweite Boden ist vorzugsweise ebenfalls als Metallblech, insbesondere Stahlblech ausgebildet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen

Batterieaufnahme ist zwischen dem ersten Boden und dem zweiten Boden eine Kühleinrichtung oder ein Teil hiervon angeordnet. Beispielsweise können Kühlrohre, vorzugsweise mit einem im Wesentlichen runden oder rund-abgeplätteten Querschnitt in dem Zwischenraum angeordnet werden. Diese können ein Kühlmedium zum Kühlen der Batterieelemente transportieren. Beispielsweise sind die Kühlrohre lösbar an den ersten und/oder zweiten Boden angebunden. Auch können die Kühlrohre mit dem ersten und/oder zweiten Boden verschweißt sein.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen

Batterieaufnahme sind der erste Boden und der zweite Boden insbesondere mittels Schweißmuttern oder Schweißbolzen verbunden.

Durch die Verbindung des ersten und des zweiten Bodens kann die Gefahr verringert werden, dass im Crashfall der zweiten Boden lediglich wegknickt und nicht oder nur wenig zur Crashperformance beiträgt. Vielmehr kann durch die zusätzliche

Verbindung ein Sandwicheffekt erzielt werden, welcher eine zusätzliche Stabilität erzeugt. Beispielsweise sind hierzu Schweißmuttern oder Schweißbolzen an den ersten, inneren Boden geschweißt. Der zweite, äußere Boden kann dann mittels Schrauben befestigt werden, was eine gute Zugänglichkeit für die Wartung, beispielsweise einer dort vorgesehenen Kühleinrichtung, erlaubt.

Die Crashperformance kann weiterhin verbessert werden, wenn gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Batterieaufnahme der erste Boden an den Kasten angebunden ist und/oder der zweite Boden an den umlaufenden Anbindungsflansch angebunden ist. Dabei ist insbesondere eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise eine Verschweißung, eine Verklebung oder ein Verlötung, vorteilhaft. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen

Batterieaufnahme weist die Batterieaufnahme weiterhin Batterieelemente, welche in den Fächern angeordnet sind, auf.

Beispielsweise können die Batterieelemente von oben in die entsprechenden Fächer eingesetzt werden und von oben an die Batterieaufnahme angebunden werden. Dies ermöglicht vor allem eine bessere Zugänglichkeit im Wartungsfall. Beispielsweise werden die Batterieelemente von oben an angrenzende Querversteifungselemente und/oder Längsversteifungselemente und/oder den zweiten Deckel angebunden. Hierzu werden beispielsweise fließlochformende Schrauben (FDS-Schrauben) verwendet. Dabei können benachbarte Batterieelemente beispielsweise separat angebunden werden oder sich zumindest teilweise eine Anbindungsstelle teilen.

Gemäß einer zweiten Lehre der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe auch durch eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Batterieaufnahme für ein

Kraftfahrzeug gelöst. Es hat sich gezeigt, dass die beschriebene Batterieaufnahme eine hohe Crashperformance bei gleichzeitig hoher Dichtigkeit bereitstellen kann und somit optimal für die Bedingungen beim Einsatz in Kraftfahrzeugen geeignet ist. Im Weiteren soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Batterieaufnahme ohne ersten Deckel;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts aus Fig. 1; Fig. 3 eine weitere vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts aus Fig. 1;

Fig. 4 eine Teilseitenansicht der Batterieaufnahme aus Fig. 1 mit erstem

Deckel; Fig. 5 eine Darstellung der Batterieaufnahme aus Fig. 4 im Längsschnitt;

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts aus Fig. 5; und

Fig. 7 eine Darstellung der Batterieaufnahme aus Fig. 4 im Querschnitt.

Fig. 1 zeigt zunächst eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Batterieaufnahme 1, wobei die Fig. 2 und 3 vergrößerte Detailansichten der Darstellung aus Fig. 1 sind. In den Fig. 1 - 3 ist die

Batterieaufnahme allerdings ohne ersten, äußeren Deckel 20 (vgl. Fig. 4 - 7) dargestellt.

Die Batterieaufnahme 1 ist zur Aufnahme von Batterieelementen (nicht dargestellt) geeignet und kann insbesondere für ein Kraftfahrzeug verwendet werden und im Bereich des Fahrzeugbodens angeordnet werden. Die Batterieaufnahme 1 weist dabei einen einen Innenbereich 2 bildenden Kasten 4 auf. Der Kasten 4 stellt die aus vorzugsweise Stahlblech gebildeten Seitenwände 6 der Batterieaufnahme 1 bereit und ist aus wenig strukturierten Profilen hergestellt. Weiterhin weist die Batterieaufnahme 1 einen ersten aus beipspielsweise Stahlblech gebildeten Boden 8 auf.

Die Batterieaufnahme 1 weist in ihrem Innenbereich 2 in diesem Fall zwei

Längsversteifungselemente 10 und acht Querversteifungselemente 12 auf.

Die zwei Längsversteifungselemente 10 sind in Längsrichtung durch die

durchgehenden Querversteifungselemente 12 unterbrochen und umfassen mehrere einzelne Teilabschnitte 10a und sind dementsprechend mehrteilig (hier neunteilig) ausgebildet. Hingegen sind die beispielsweise sechs der acht

Querversteifungselemente 12 in Querrichtung jeweils durchgehend ausgebildet. Zwei der Querversteifungselemente 12 sind jeweils aus drei Einzelelementen

zusammengesetzt, weil sie durch jeweils zwei Montagebuchsen unterbrochen sind.

Durch die die Längsversteifungselemente 10 und die Querversteifungselemente 12 werden Fächer 14 für die Batterieelemente gebildet. In diesem Fall sind drei mal neun Fächer 14 ausgebildet, welche somit insgesamt 27 Batterieelemente aufnehmen können.

Im Innenbereich 2 des Kastens 4 ist umlaufend entlang der durch den Kasten 4 bereitgestellten Seitenwände 6 eine wellen- oder mäanderförmige Verstärkung 16 angeordnet. Dabei wird die wellen- oder mäanderförmige Verstärkung 16

abschnittsweise durch mehrere innenliegende Verstärkungsstreifen 18 verstärkt. Dies kann ein Aufspreizen der Verstärkung 16 im Crashfall verhindern. In dem Fig. 1 - 3 ist der zweite, innere Deckel 22 dargestellt. Dieser kann aus

Stahlblech hergestellt sein und deckt die Längsversteifungselemente 10 und die Querversteifungselemente 12 ab. Zudem deckt der zweite Deckel 22 die umlaufende wellen- oder mäanderförmige Verstärkung 16 ab. Der zweite Deckel 22 weist an seinen Randbereichen umlaufende nach oben gestülpte Krägen 23 auf. Diese können im Crashfall ein Ausknicken der Längsversteifungselemente 10 oder der

Querversteifungselemente 12 verhindern. Der zweite Deckel 22 weist Aussparungen auf, sodass die Fächer 14 für die Batterieelemente durch den zweiten Deckel 22 hindurch zugänglich bleiben.

In der Fig. 4 ist eine Teilseitenansicht der Batterieaufnahme 1 aus Fig. 1 mit dem ersten, äußeren Deckel 20 dargestellt. Zudem zeigen die Fig. 5 und 6 eine Darstellung und eine vergrößerte Darstellung der Batterieaufnahme aus Fig. 4 im Längsschnitt.

Der erste, äußere Deckel 20 ist im Gegensatz zum zweiten inneren Deckel 22 ein Kunststoffdeckel oder ein Werkstoffverbunddeckel und deckt den Kasten 4 dicht ab. Hierzu ist der erste, äußere Deckel 20 in einem Anbindungsbereich 24 dicht mit dem Kasten 4 verbunden. Dabei sind die durch den Kasten 4 bereitgestellten Seitenwände 6 an ihrem oberen Ende nach außen gebogen sodass eine Klebe- oder Dichtnut 26 bereitgestellt wird. Der erste, äußere Deckel 20 ist zudem an seinem äußeren Umfang mit einem Schnapp- oder Rasthaken 28 versehen, welcher zur Fixierung des ersten, äußeren Deckels 20 von unten hinter den nach außen gebogenen Teil der Seitenwand 6 greift. Die Fixierung durch den Rast- oder Schnapphaken 28 kann als Vorfixierung dienen, bis die eigentliche Verklebung erfolgt ist. Der äußere Deckel kann auch plan ausgeführt sein. Durch entsprechende Mittel, wie eine Kleberaupe, eine Dichtschnur und/oder eine in den ersten, äußeren Deckel 20 integrierte Dichtung kann eine ausreichende Abdichtung des Innenbereichs 2 erzielt werden.

Ebenfalls ist möglich, die durch den Kasten 4 bereitgestellten Seitenwände 6 am oberen Ende derart nach außen umzubiegen, dass das umgebogene Ende bis zum Anbindungsflansch herunterreicht und gegebenenfalls sogar die Öffnung 32 abdeckt.

In einer weiteren Alternative ist das obere Ende der durch den Kasten 4

bereitgestellten Seitenwände 6 anstatt nach außen nach innen, also in Richtung Innenbereich 2 umzubiegen. Sowohl in den Fig. 1 und 3, als auch in den Fig. 4 und 5 ist zudem ein um den Kasten 4 umlaufender Anbindungsflansch 30 dargestellt. Dieser weist eine Mehrzahl von Öffnungen 32, 33, beispielsweise zur Verschraubung mit dem Kraftfahrzeug, auf. Wie insbesondere in Fig. 5 zu erkennen, weist der umlaufende Anbindungsflansch 30 im Querschnitt eine im Wesentlichen dreieckige Geometrie auf. In diesem Beispiel ist der Anbindungsflansch 30 hohl ausgeführt. Allerdings kann auch ein den

Anbindungsflansch 30 zumindest teilweise füllender Kunststoffkern vorgesehen sein. Zudem kann der Anbindungsflansch 30 Verprägungen aufweisen, um die

Crashperformance weiter zu erhöhen.

In den Fig. 5 und 6 ist zudem die bereits beschriebene wellen- oder mäanderförmige Versteifung 16 im Schnitt zusehen. Es ist zu erkennen, dass der zweite, innere Deckel 22 diese Versteifung 16 ebenfalls abdeckt.

Weiterhin ist in Fig. 5 der erste, innere Boden 8 im Schnitt dargestellt. Zu erkennen ist, dass der erste Boden 8 an den Kasten 4 angebunden (zum Beispiel verlötet oder verklebt) ist. Auch ist in Fig. 5 ein zweiter, äußerer Boden 34 im Schnitt zu erkennen, welcher zumindest abschnittsweise unterhalb des ersten Bodens 8 angeordnet ist. Der zweite Boden 34 kann an den umlaufenden Anbindungsflansch 30 angebunden sein oder lediglich wie in Zusammenhang mit Fig. 7 beschrieben mit dem ersten Boden 8 verbunden sein. Zwischen dem ersten Boden 8 und dem zweiten Boden 34 liegt ein Raum 36, der beispielsweise eine Kühleinrichtung (nicht dargestellt) oder einen Teil hiervon aufnehmen kann. So können beispielsweise Kühlrohre zum

Kühlmitteltransport in dem Raum 36 vorgesehen sein.

Fig. 7 zeigt schließlich eine weitere Darstellung der Batterieaufnahme 1 aus Fig. 4 im Querschnitt. In Fig. 7 ist dargestellt, dass das im Schnitt gezeigte

Querversteifungselement 12 hutförmig und damit doppelwandig ausgebildet ist. Auch die Längsversteifungselemente 10 können diese Geometrie aufweisen. Zudem ist dargestellt, dass der erste Boden 8 und der zweite Boden 34 mittels Schweißmuttern 38 oder Schweißbolzen verbunden sind. Die Schweißmutter oder der Schweißbolzen ist dabei an den ersten Boden 8 geschweißt, sodass der zweite Boden 34 lösbar mit der Batterieaufnahme 1 verbunden werden kann.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

Batterieaufnahme zur Aufnahme von Batterieelementen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug,

mit einem einen Innenbereich (2) bildenden Kasten (4), welcher zumindest teilweise Seitenwände (6) der Batterieaufnahme (1) bereitstellt,

mit zumindest einem ersten Deckel (20) und

mit zumindest einem ersten Boden (8),

wobei die Batterieaufnahme (1) in ihrem Innenbereich (2) ein oder mehrere Längsversteifungselemente (10) und ein oder mehrere

Querversteifungselemente (12) aufweist, und

wobei das eine oder die mehreren Längsversteifungselemente (10) und das eine oder die mehreren Querversteifungselemente (12) Fächer (14) für die

Batterieelemente bilden.

Batterieaufnahme nach Anspruch 1,

wobei der erste Deckel (20) ein äußerer Deckel ist und den Kasten (4) abdeckt und wobei die Batterieaufnahme (1) weiterhin einen zweiten, inneren Deckel (22) aufweist, welcher insbesondere zumindest teilweise das eine oder die mehreren Längsversteifungselemente (10) und/oder das eine oder die mehreren Querversteifungselemente (12) abdeckt.

Batterieaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei der zweite Deckel (22) einen zumindest abschnittsweise umlaufenden

Kragen aufweist.

Batterieaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei der erste Deckel (20) ein Kunststoffdeckel oder Werkstoffverbunddeckel ist und/oder der zweite Deckel (22) ein Metalldeckel oder

Werkstoffverbunddeckel ist.

5. Batterieaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei das eine oder die mehreren Längsversteifungselemente (10) in

Längsrichtung jeweils durchgehend oder mehrteilig ausgebildet sind und/oder das eine oder die mehreren Querversteifungselemente (12) in Querrichtung jeweils durchgehend oder mehrteilig ausgebildet sind.

6. Batterieaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei das eine oder die mehreren Längsversteifungselemente (10) und/oder das eine oder die mehreren Querversteifungselemente (12) doppelwandig ausgebildete sind.

7. Batterieaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei die Batterieaufnahme (1) weiterhin einen insbesondere um den Kasten (4) umlaufenden Anbindungsflansch (30) aufweist.

8. Batterieaufnahme nach Anspruch 7,

wobei sich der Anbindungsflansch (30) zumindest teilweise im Bereich des einen oder der mehreren Querversteifungselemente (12) und/oder des einen oder der mehreren Längsversteifungselemente (10) gegen den Kasten (4) abstützt.

9. Batterieaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei im Innenbereich des Kastens insbesondere umlaufend entlang der durch den Kasten (4) bereitgestellten Seitenwände (6) eine wellen- oder

mäanderförmige Verstärkung (16) angeordnet ist.

10. Batterieaufnahme nach Anspruch 9,

wobei die wellen- oder mäanderförmige Verstärkung (16) abschnittsweise durch einen oder mehrere innenliegende Verstärkungsstreifen (18) verstärkt wird.

11. Batterieaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Batterieaufnahme (1) einen zweiten Boden (34) aufweist, welcher zumindest abschnittsweise unterhalb des ersten Bodens (8) angeordnet ist.

Batterieaufnahme nach Anspruch 11,

wobei zwischen dem ersten Boden (8) und dem zweiten Boden (12) eine Kühleinrichtung oder ein Teil hiervon angeordnet ist.

Batterieaufnahme nach einem der Ansprüchen oder 12,

wobei der erste Boden (8) und der zweite Boden (34) insbesondere mittels

Schweißmuttern (38) oder Schweißbolzen verbunden sind.

Batterieaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei der erste Boden an den Kasten (4) angebunden ist und/oder der zweite

Boden (34) an den umlaufenden Anbindungsflansch (30) angebunden ist.

Batterieaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei die Batterieaufnahme (1) weiterhin Batterieelemente, welche in den

Fächern (14) angeordnet sind, aufweist. 16. Verwendung einer Batterieaufnahme (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche für ein Kraftfahrzeug.