WO2018153880A1 - Batteriegehäuse für eine fahrzeugbatterie und fahrgestell für ein elektrofahrzeug - Google Patents

Batteriegehäuse für eine fahrzeugbatterie und fahrgestell für ein elektrofahrzeug Download PDF

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WO2018153880A1
WO2018153880A1 PCT/EP2018/054195 EP2018054195W WO2018153880A1 WO 2018153880 A1 WO2018153880 A1 WO 2018153880A1 EP 2018054195 W EP2018054195 W EP 2018054195W WO 2018153880 A1 WO2018153880 A1 WO 2018153880A1
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reinforcing
mounting frame
chassis
cavity
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PCT/EP2018/054195
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Erik Hilfrich
Daniel Nierhoff
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Thyssenkrupp Steel Europe Ag
Thyssenkrupp Ag
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Definitions

  • the present invention relates to a battery housing for a vehicle battery having side walls, which laterally delimit an interior of the battery housing, with an outer peripheral around the side walls mounting frame for mounting the battery case to a chassis of an electric vehicle, and with a bottom structural element which the interior of the battery case limited to the bottom. Furthermore, the invention relates to a chassis for an electric vehicle with a particular horizontally extending chassis floor structure element and with a battery housing for a vehicle battery, which is arranged above or below the chassis floor structure element.
  • Electric vehicles typically have a vehicle battery for storing electrical energy, which can be used to supply an electric drive and other electrical units of the electric vehicle.
  • vehicle batteries have a battery housing with an interior for accommodating one or more battery modules.
  • the interior space is typically bounded to the sides by a plurality of side walls and downwardly by a floor structure element.
  • a mounting frame is provided which rotates on the outside of the side walls to the battery case.
  • Such battery cases must be resistant to crash loads in order to effectively protect the battery modules from damage.
  • To protect against crash loads from the sides it is known in the art to form the mounting frame of an ultra-high-strength material.
  • a battery housing for a vehicle battery having side walls, which laterally delimit an interior of the battery housing, with an outer frame surrounding the side walls mounting frame for mounting the battery housing to a chassis of an electric vehicle, and with a bottom structural element which the interior of the Battery housing limited down, wherein at least one first reinforcing profile for reinforcing the floor structure element and / or on the mounting frame at least a second reinforcing profile for reinforcing the mounting frame is arranged on the floor structure element.
  • the resistance of the battery case is increased against acting from one side of the battery case crash loads.
  • the vehicle battery arranged in the interior of the battery housing can be better protected against lateral crash loads.
  • the floor structure element is part of a double bottom of the battery housing, which has a floor cavity, and at least the first reinforcement profile is arranged within the floor cavity.
  • the bottom cavity preferably extends in the horizontal direction, ie. it runs parallel to a connecting line of two opposite side walls of the battery case. It is preferred if the reinforcing profile extends from a first inner wall of the bottom cavity along the horizontal direction at least 20 mm into the bottom cavity. Preferably, the reinforcing profile abuts an upper inner wall of the floor cavity and a lower inner wall of the floor cavity.
  • the mounting frame has a mounting frame-hollow structural element with a mounting frame cavity and at least the second reinforcing profile is disposed within the mounting frame cavity. Due to the reinforcing profile within the mounting frame hollow structural element, the rigidity of the mounting frame can be increased, so that a collapse of the reinforcing profile is avoided at lateral acting crash loads.
  • the mounting frame hollow structural element is, for example, a profile support with an open or closed support profile, for. As a C-profile, a U-profile or a rectangular profile.
  • the mounting frame cavity preferably extends in the horizontal direction, ie it runs parallel to a connecting line of two opposing gender side walls of the battery case.
  • chassis in the context of the invention is to understand a floor structure of an electric vehicle.
  • the mounting frame comprises a mounting frame hollow structural element with a mounting frame cavity, to which connect two floor structure elements, in particular between which a bottom cavity is arranged, and the mounting frame cavity directly into the floor Cavity passes, wherein at least the second reinforcing profile is disposed within the mounting frame cavity and within the bottom cavity.
  • the reinforcing profile transitions from the mounting frame cavity into the floor cavity, thereby stiffening not only the mounting frame and the floor structure element but also the transition area between the mounting frame and the floor structure element.
  • the reinforcing profile abuts an upper inner wall of the floor cavity, an upper inner wall of the mounting frame cavity, a lower inner wall of the floor cavity, and a lower inner wall of the mounting frame cavity.
  • the mounting frame hollow structural element is, for example, a profile carrier with an open carrier profile, for. B. a C-profile, a U-profile.
  • the bottom cavity may be open to a side adjacent to the mounting frame hollow structure member.
  • the mounting frame-hollow structure element is connected to a side wall and at least the first reinforcing profile has a profile cross-section which is arranged parallel to the side wall.
  • Such an arrangement of the reinforcing profile of the bending and / or intrusion resistance of the mounting frame against such crash loads can be increased, which attack from a direction which is perpendicular to the surface of the side wall.
  • the first reinforcing profile has a flange, via which the first reinforcing profile is connected, in particular joined, to the side wall.
  • At least the first and / or second reinforcing profile has a profile cross-section which is meander-profile, wave-profile-shaped, hat-profile-shaped, C-profile-shaped or rectangular-profile-shaped.
  • the first and / or second reinforcing profile may be formed in one piece or composed of a plurality of partial reinforcing profiles.
  • a meander-profile reinforcing profile can be formed from a plurality of hat-shaped partial reinforcing profiles.
  • a preferred embodiment provides that at least the first and / or second reinforcing profile has a first profile cross-section along a first cross-sectional plane and a second profile cross-section along a second cross-sectional plane parallel to the first cross-sectional plane, wherein the first and second profile cross-sections are different.
  • the profile cross section changes along a direction perpendicular to the first and second cross-sectional plane longitudinal direction.
  • the first and / or second reinforcing profile has a first material thickness in a first region of the reinforcing profile and a second material thickness in a second region of the reinforcing profile, wherein the first and the second material thickness are different.
  • the reinforcing profile can be produced from a semifinished product with regions of different material thickness, for example a tailored blank / strip, a tailor welded blank / strip or a tailor rolled blank / strip.
  • the ratio of the first material thickness to the second material thickness may be at least 1.2.
  • partial reinforcing profiles can be used with different material thickness.
  • the reinforcing profile preferably has a higher density of recesses in a third area than in a fourth area. In less heavily loaded areas, a higher density of recesses may be provided than in heavily loaded areas of the reinforcement profile.
  • first reinforcing profile is joined with an inner wall delimiting the bottom cavity and / or the second reinforcing profile is joined with an inner wall delimiting the mounting frame cavity and / or the second reinforcing profile is joined to a base structural element.
  • first reinforcing profile is joined with two opposite inner walls of the floor cavity.
  • the second reinforcing profile is preferably joined to two opposite inner walls of the mounting frame cavity, wherein an inner wall of the mounting frame cavity is particularly preferably a side wall of the battery housing.
  • the first reinforcing profile has a first flange, via which the first reinforcing profile is connected to the side wall and / or a second flange, via which the first reinforcing profile is connected to the mounting frame.
  • the reinforcement profile is preferably joined to two opposed inner walls of the floor cavity and two opposed inner walls of the mounting frame cavity.
  • a further advantageous embodiment provides that between one of the side walls and the bottom structural element of the battery housing, an edge reinforcing element is arranged, which is connected to a side wall and the bottom structural element, in particular joined.
  • the edge reinforcement element preferably has a plate-shaped profile cross section. Particularly preferably, beads are provided in the edge reinforcement element.
  • chassis floor structure element is part of a double floor of the chassis, which has a chassis cavity, and at least the third reinforcement profile is disposed within the chassis cavity.
  • the reinforcing profile within the chassis cavity may increase the rigidity of the chassis floor structure element.
  • the chassis floor structure element may be formed as a one-piece hollow structural element, wherein the chassis cavity is provided within the chassis floor structure element, for example as a hollow box or box girder.
  • the floor structure element it is possible for the floor structure element to be provided with further floor structure elements in such a way. connected together that these together form the chassis cavity.
  • the chassis cavity preferably extends in the horizontal direction, ie. it runs parallel to a connecting line of two opposite sills of the chassis.
  • the reinforcing profile extends along the horizontal direction from a first inner wall of the chassis cavity to an opposite, second inner wall of the chassis cavity.
  • the reinforcing profile abuts an upper inner wall of the chassis cavity and a lower inner wall of the chassis cavity.
  • At least the third reinforcing profile has a profile cross-section which is meander-profile, wave-profile-shaped, hat-profile-shaped, C-profile-shaped or rectangular-profile-shaped.
  • the at least first and / or second reinforcing profile may be formed in one piece or composed of a plurality of partial reinforcing profiles.
  • a meander profile reinforcing profile may be formed from a plurality of hat-shaped partial reinforcing profiles.
  • at least the third reinforcement profile has a first profile cross-section along a first cross-sectional plane and a second profile cross-section along a second cross-sectional plane parallel to the first cross-sectional plane, wherein the first and the second profile cross-section are different.
  • the profile cross section changes along a direction perpendicular to the first and second cross-sectional plane longitudinal direction.
  • Such a configuration is particularly advantageous for applications in which the reinforcing profile is disposed within a cavity having a varying cross-section along the longitudinal direction.
  • the third reinforcing profile has a first material thickness in a first region of the reinforcing profile and a second material thickness in a second region of the reinforcing profile, wherein the first and the second material thickness are different. In this way, a stress-oriented design of the reinforcing profile can be made possible, in which areas with a higher load have a greater material thickness and less heavily loaded areas have a lower material thickness.
  • An embodiment has proven to be advantageous in which the third reinforcement profile has one or more recesses, as a result of which the weight of the reinforcement profile can be reduced.
  • FIG. 1 shows a battery case according to a first embodiment of the invention in a perspective view.
  • FIG. 2 shows the battery housing according to FIG. 1 in a schematic sectional illustration along the section line II-II shown in FIG.
  • Figure 3 shows a battery case according to a second embodiment of the invention in a perspective view.
  • FIG. 4 shows the battery housing according to FIG. 2 in a schematic sectional representation along the section line IV - IV shown in FIG.
  • Figure 5 shows a battery case according to a third embodiment of the invention in a perspective view.
  • FIG. 6 shows the battery housing according to FIG. 5 in a schematic sectional view along the section line VI-VI shown in FIG.
  • Figure 7 shows a battery case according to a fourth embodiment of the invention in a schematic sectional view.
  • Figure 8 shows a portion of a chassis according to a first embodiment of the invention in a schematic sectional view.
  • Figure 9 shows a portion of a chassis according to a second embodiment of the invention in a schematic sectional view.
  • Figure 10 shows a reinforcing profile according to a first embodiment of the invention in a schematic sectional view.
  • Figure 11 shows a reinforcing profile according to a second embodiment of
  • FIGS 1 and 2 show a battery case 1 for a vehicle battery according to a first embodiment of the present invention.
  • the battery housing 1 can be a vehicle battery ange- be ordered, which supplies a Elektrof ahrzeug with electrical energy, for example, to operate an electric drive and / or electrical units of the electric vehicle.
  • the battery housing 1 has an interior 3, which may have one or more module receptacles for receiving battery modules of the vehicle battery. At the top, the interior is bounded by a housing cover 6. On the sides of the interior 3 side walls 2 are arranged, which limit the interior of the side. Downward, the interior space 3 is bounded by a first floor structure element 5.
  • the first floor structure element 5 seals the interior 3 from the bottom, in particular against splash water.
  • a second floor structure element 5 ' is arranged, which serves as underrun protection.
  • the first and second floor structure elements 5, 5 ' together form a floor structure in the manner of a double floor.
  • Another component of the battery case 1 is a mounting frame 4, via which the battery case 1 can be mounted on a chassis of an electric vehicle.
  • the mounting frame 4 is disposed on the outer sides of the side walls 2 and revolves around the battery case 1. On the mounting frame 4 flanges are provided, via which the connection can be made to the chassis. In this respect, it is possible to connect the battery case 1 via the mounting frame 4 on each side with the chassis.
  • the mounting frame has a plurality of interconnected mounting frame hollow structural elements 8.
  • mounting frame hollow structure elements 8 are formed as open support profiles having a mounting frame cavity 9. Below the mounting frame hollow structure elements 8 carriers 7 are arranged.
  • the mounting frame 4 is hidden on the left side to show the reinforcing profile 12 located therein ( Figure 1).
  • a reinforcing profile 12 is arranged on the mounting frame hollow structural element 8, which reinforces the mounting frame hollow structural element 8.
  • the reinforcing profile 12 is disposed within the mounting frame cavity 9 of the mounting frame hollow structural element 8.
  • the reinforcing profile 12 completely fills the height of the mounting frame cavity 9. It is joined both to the upper inner side of the mounting frame hollow structural element 8 and to the lower inner side of the mounting frame hollow structural element 8 with the mounting frame hollow structural element 8. Further, the reinforcing profile 12 abuts against the side wall 2, which limits the mounting frame cavity 9. Also with this side wall 2, the reinforcing profile 12 is joined.
  • the reinforcing profile 12 is oriented within the mounting frame cavity such that its meander-shaped profile cross-section is arranged parallel to the side wall 2.
  • the reinforcing profile 12 may have a different profile cross section, for example, a wave profile-shaped, hat profile-shaped, C-shaped profile or rectangular profile.
  • FIGs 3 and 4 a second embodiment of a battery case 1 according to the invention is shown.
  • This battery case 1 has a substantially similar structure as the battery case of the first embodiment.
  • a reinforcing profile 11 is arranged on the floor structure elements 5, 5 'in order to reinforce the floor structure elements 5, 5'. In this way, the resistance of the battery case 1 is increased against acting from one side of the battery case 1 crash loads.
  • the floor structure elements 5, 5 ' form a double bottom of the battery housing 1, which has a bottom cavity 10, and the reinforcing profile 11 is disposed within the bottom cavity 10.
  • the bottom cavity 10 extends in the horizontal direction, i. it extends parallel to a line connecting two opposing side walls 2 of the battery case 1.
  • the reinforcing profile 11 extends along the horizontal direction from a first inner wall of the bottom cavity 10 to an opposite, second inner wall of the bottom cavity.
  • the reinforcing profile 11 abuts an upper inner wall of the floor cavity 10 and a lower inner wall of the floor cavity 10. It is joined at the top with the first floor structure element 5 and at the bottom with the second floor structure element 5 '.
  • FIG. 5 and 6 a third embodiment of a battery case 1 according to the invention is shown.
  • the mounting frame 4 is disposed at the level of the double bottom of the battery case 1.
  • the mounting frame 4 has at least one mounting frame hollow structural element 8 with a mounting frame cavity 9.
  • the first floor structure element 5 and the second floor structure element 5 ' form a double bottom of the battery housing 1, which has a bottom cavity 10.
  • a reinforcing profile 12 is provided, which is arranged within the mounting frame cavity 9 and within the bottom cavity 10.
  • the reinforcing profile 12 passes from the mounting frame cavity 9 in the bottom cavity 10 and thereby stiffened not only the mounting frame 4 and the floor structure elements 5, 5 ', but also the transition region between the mounting frame 4 and the floor structure elements 5, 5'.
  • the reinforcing profile 12 abuts an upper inner wall of the floor cavity 10, an upper inner wall of the mounting frame cavity 9, a lower inner wall of the floor cavity 10, and a lower inner wall of the mounting frame cavity 9. It is joined at all these places with the corresponding inner walls.
  • FIG. 7 shows a fourth exemplary embodiment of a battery housing 1 according to the invention.
  • the mounting frame 4 is arranged vertically offset from the double bottom of the battery case 1.
  • a first reinforcing profile 11 for reinforcing the soil structure elements 5, 5' and / or on the mounting frame 4
  • a second reinforcing profile 12 for reinforcing the mounting frame 4 is arranged.
  • the first reinforcing profile 11 is arranged in a floor cavity 10 and joined to the first floor structure element 5 and the second floor structure element 5 '.
  • the second reinforcing profile 12 is arranged in a mounting frame cavity 9 and joined to the mounting frame hollow structural element 8, in particular on the lower and upper inside of the mounting frame cavity 9.
  • the second reinforcing profile 12 is further joined to the side wall 2, which the mounting frame- Cavity 9 limited.
  • an edge reinforcing member 13 is disposed between one of the side walls 2 and the first floor structural member 5 of the battery case 1, which is connected, in particular joined, to a side wall 2 and the first floor structural member 5.
  • the edge reinforcing element 13 is designed as a plate-shaped profile.
  • the edge reinforcing element 13 has a plurality of beads.
  • FIG. 8 shows a section through a lateral region of a chassis 100 according to a first exemplary embodiment of the invention.
  • the chassis 100 has a sill 106.
  • a chassis floor structure element 105 is connected, which extends horizontally to a further sill on the opposite side of the chassis 100.
  • the chassis 100 further comprises a battery housing 1 for a vehicle battery, which is arranged in the region below the chassis floor structure element 105.
  • the battery case 1 is connected via the mounting frame 4 with the sill 106.
  • a reinforcing profile 113 for reinforcing the chassis floor structure element 105 is arranged on the chassis floor structure element 105.
  • the reinforcing profile 113 increases the resistance of the chassis 100 against side impact loads. As a result, the vehicle battery arranged in the interior of the battery case 1 arranged on the sill 106 of the chassis 100 can be better protected against lateral crash loads.
  • FIG. 9 shows a second embodiment of a chassis 100 according to the invention.
  • the chassis 100 of the second embodiment has a sill 106. Attached to the sill 106 are a first chassis floor structure element 105 and a second chassis floor structure element 105 ', both of which are horizontal.
  • the first and second driving modes Stell soil structure element 105, 105 ' together form a chassis floor structure in the manner of a double bottom.
  • the chassis floor structure elements 105, 105 ' may extend from the illustrated sill 106 to another sill on the opposite side of the chassis 100.
  • a battery housing 1 is arranged with an interior 3 for receiving a vehicle battery.
  • the battery housing 1 is formed by at least a vehicle floor 104, the sill 106 and the first chassis floor structure element 105.
  • the vehicle floor 104, the sill 106 and the first chassis floor structure element 105 delimit the interior 3 of the battery housing 1.
  • a reinforcement profile 113 is disposed in a chassis cavity 110 bounded by the first chassis floor structure element 105 and the second chassis floor structure element 105 '.
  • the reinforcing profile 113 is arranged on the first chassis floor structure element 105 and the second chassis floor structure element 105 '.
  • FIG. 10 shows a reinforcing profile 11, 12, 113, as may be used in one of the above-described exemplary embodiments of battery housings 1 and / or chassis 100 according to the invention.
  • the reinforcing profile 11, 12, 113 is shown arranged on a floor structure element 5, 105.
  • the reinforcing profile 11, 12, 113 may be arranged on a mounting frame structural element.
  • the reinforcing profile 11, 12, 113 is made of a steel which has a minimum tensile strength of 780 MPa, in particular at least 980 MPa.
  • the reinforcing profile 11, 12, 113 has a meander profile profile cross-section. In a direction that runs parallel to the floor structure element 5, 105 within the cross-sectional planes, first areas 201, which are connected, in particular joined, to the floor structure element 5, 105 alternate with second areas 202, which are connected to a second floor structure element 5 ', 105'. connected, in particular joined, which is arranged parallel to the first floor structure element 5, 105.
  • the reinforcing profile 11, 12, 113 is formed as a one-piece reinforcing profile.
  • webs 205 are provided which connect the first and second region re 201, 202.
  • the distance between adjacent webs 205 may be in the range between 20 and 200 mm.
  • the spacing of the adjacent lands 205 may be constant or vary along a direction that is parallel to the soil structure element 5, 105 within the cross-sectional planes.
  • Figure 11 shows an alternative embodiment of a reinforcing profile 11, 12, 113, which can also be found in one of the above-described embodiments of battery housings 1 and / or chassis 100 according to the invention use.
  • the reinforcing profile 11, 12, 113 is shown arranged on a floor structure element 5, 105.
  • the reinforcing profile 11, 12, 113 may be arranged on a mounting frame structural element.
  • the reinforcing profile 11, 12, 113 is also made of a steel which has a minimum tensile strength of 780 MPa, in particular at least 980 M Pa.
  • the reinforcing profile 11, 12, 113 has a meander profile profile cross-section. In a direction that runs parallel to the floor structure element 5, 105 within the cross-sectional planes, first areas 201, which are connected, in particular joined, to the floor structure element 5, 105 alternate with second areas 202, which are connected to a second floor structure element 5 ', 105'. connected, in particular joined, which is arranged parallel to the first floor structure element 5, 105.
  • the reinforcing profile 11, 12, 113 according to FIG.
  • the 11 is designed as a multi-part reinforcing profile, which is formed from a plurality of partial reinforcing profiles 203.
  • the partial reinforcing profiles 203 are arranged parallel to one another and can be spaced apart as shown in FIG. Alternatively, it is possible that the partial reinforcing profiles 203 abut each other, in particular are joined. In the present example, the partial reinforcing profiles 203 are designed as hat profiles. Between the first regions 201 and the second regions 202, webs 205 are provided which connect the first and second regions 201, 202. The distance between adjacent webs 205 may be in the range between 20 and 200 mm.
  • the spacing of adjacent webs 205 may be constant, which means that the sub-reinforcing profiles 203 are arranged at a constant distance from one another.
  • the spacing of the webs 205 or the partial reinforcing profiles 203 along a direction that runs parallel to the ground structural element 5, 105 within the cross-sectional planes may vary.
  • the reinforcing profile 11, 12, 113 used may have a first profile cross section along a first cross sectional plane and a second profile cross section along a second cross sectional plane parallel to the first cross sectional plane, the first and second cross sections Profile cross section are different.
  • the reinforcing profile 11, 12, 113 may have one or more recesses.
  • the battery case 1 for a vehicle battery described above have side walls 2, which laterally delimit an inner space 3 of the battery case 1.
  • a mounting frame 4 for mounting the battery case 1 is circumferentially arranged on a chassis 100 of an electric vehicle.
  • the battery housing 1 on a bottom structure element 5, which limits the interior 3 of the battery case 1 down.
  • a first reinforcing profile 11 for reinforcing the floor structure element 5 and / or on the mounting frame 4 a second reinforcing profile 12 for reinforcing the mounting frame 4 is arranged.
  • chassis 100 for electric vehicles have been described, in particular horizontally extending chassis floor structure element 105 and a battery case 1 for a vehicle battery, which is disposed above or below the chassis floor structure element 105.
  • a third reinforcement profile 113 for reinforcing the chassis floor structure element 105 is arranged on the chassis floor structure element 105.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie mit Seitenwänden, die einen Innenraum des Batteriegehäuses seitlich begrenzen, mit einem außen um die Seitenwände umlaufenden Montagerahmen zur Montage des Batteriegehäuses an einem Fahrgestell eines Elektrofahrzeugs, und mit einem Bodenstrukturelement, welches den Innenraum des Batteriegehäuses nach unten begrenzt, wobei an dem Bodenstrukturelement ein erstes Verstärkungsprofil zur Verstärkung des Bodenstrukturelements und/oder an dem Montagerahmen ein zweites Verstärkungsprofil zur Verstärkung des Montagerahmens angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrgestell für ein Elektrofahrzeug mit einem insbesondere horizontal verlaufenden Fahrgestell-Bodenstrukturelement und mit einem Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie, welches über oder unter dem Fahrgestell-Bodenstrukturelement angeordnet ist, an dem Fahrgestell-Bodenstrukturelement ein drittes Verstärkungsprofil zur Verstärkung des Fahrgestell-Bodenstrukturelements angeordnet ist.

Description

BESCHREIBUNG
Titel
Battenegehäuse für eine Fahrzeuqbatterie und Fahrgestell für ein Elektrofahrzeuq Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie mit Seitenwänden, die einen Innenraum des Batteriegehäuses seitlich begrenzen, mit einem außen um die Seitenwände umlaufenden Montagerahmen zur Montage des Batteriegehäuses an einem Fahrgestell eines Elektrofahr- zeugs, und mit einem Bodenstrukturelement, welches den Innenraum des Batteriegehäuses nach unten begrenzt. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrgestell für ein Elektrof ahrzeug mit einem insbesondere horizontal verlaufenden Fahrgestell-Bodenstrukturelement und mit einem Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie, welches über oder unter dem Fahrgestell-Bodenstrukturelement angeordnet ist.
Elektrofahrzeuge weisen typischerweise eine Fahrzeugbatterie zur Speicherung von elektrischer Energie auf, die zur Versorgung eines elektrischen Antriebs sowie weiterer elektrischer Aggregate des Elek- trofahrzeugs genutzt werden kann . Üblicherweise weisen solche Fahrzeugbatterien ein Batteriegehäuse mit einem Innenraum zur Aufnahme eines oder mehrerer Batteriemodule auf. Der Innenraum ist zu den Seiten typischerweise durch mehrere Seitenwände und nach unten durch ein Bodenstrukturelement begrenzt. Um das Batteriegehäuse mit einem Fahrgestell eines Elektrofahrzeugs verbinden zu können, ist üblicherweise ein Montagerahmen vorgesehen, der an der Außenseite der Seitenwände um das Batteriegehäuse umläuft.
Derartige Batteriegehäuse müssen widerstandsfähig gegen Crashbelastungen sein, um die die Batteriemodule möglichst wirksam vor Beschädigungen zu schützen . Zum Schutz gegen Crashbelastungen von den Seiten ist es im Stand der Technik bekannt, den Montagerahmen aus einem ultrahochfesten Werkstoff auszubilden.
Als nachteilig hat sich allerdings herausgestellt, dass der Montagerahmen derartiger Batteriegehäuse trotz ultrahochfester Werkstoffe im Crashfall kollabieren kann und das Batteriegehäuse somit keine ausreichende Crashperformance bietet. Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Schutz der Fahrzeugbatterie gegen Crashbelastungen zu verbessern, die von den Seiten des Batteriegehäuses auf das Batteriegehäuse einwirken.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie mit Seitenwänden, die einen Innenraum des Batteriegehäuses seitlich begrenzen, mit einem außen um die Seitenwände umlaufenden Montagerahmen zur Montage des Batteriegehäuses an einem Fahrgestell eines Elektrofahr- zeugs, und mit einem Bodenstrukturelement, welches den Innenraum des Batteriegehäuses nach unten begrenzt, wobei an dem Bodenstrukturelement mindestens ein erstes Verstärkungsprofil zur Verstärkung des Bodenstrukturelements und/oder an dem Montagerahmen mindestens ein zweites Verstärkungsprofil zur Verstärkung des Montagerahmens angeordnet ist.
Durch das an dem Montagerahmen und/oder an dem Bodenstrukturelement angeordnete Verstärkungsprofil wird die Widerstandsfähigkeit des Batteriegehäuses gegen von einer Seite des Batteriegehäuses einwirkende Crashbelastungen erhöht. Hierdurch kann die im Innenraum des Batteriegehäuses angeordnete Fahrzeugbatterie besser gegen seitliche Crashbelastungen geschützt werden .
Erfindungsgemäß ist das Bodenstrukturelement Teil eines doppelten Bodens des Batteriegehäuses, welcher einen Boden-Hohlraum aufweist, und mindestens das erste Verstärkungsprofil ist innerhalb des Boden-Hohlraums angeordnet. Durch das Verstärkungsprofil innerhalb des Boden-Hohlraums kann die Steifigkeit des Bodenstrukturelements erhöht werden. Der Boden-Hohlraum erstreckt sich bevorzugt in horizontaler Richtung, d .h. er verläuft parallel zu einer Verbindungslinie zweier gegenüberliegender Seitenwände des Batteriegehäuses. Bevorzugt ist es, wenn das Verstärkungsprofil sich von einer ersten Innenwand des Boden-Hohlraums entlang der horizontalen Richtung mindestens 20 mm in den Boden-Hohlraum erstreckt. Bevorzugt liegt das Verstärkungsprofil an einer oberen Innenwand des Boden-Hohlraums und an einer unteren Innenwand des Boden-Hohlraums an .
Eine alternative oder zusätzliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Montagerahmen ein Montagerahmen-Hohlstrukturelement mit einem Montagerahmen-Hohlraum aufweist und mindestens das zweite Verstärkungsprofil innerhalb des Montagerahmen-Hohlraums angeordnet ist. Durch das Verstärkungsprofil innerhalb des Montagerahmen-Hohlstrukturelements kann die Steifigkeit des Montagerahmens erhöht werden, so dass ein Kollabieren des Verstärkungsprofils bei seitlichen einwirkenden Crashbelastungen vermieden wird . Bei dem Montagerahmen-Hohlstrukturelement handelt es sich beispielsweise um einen Profilträger mit einem offenen oder geschlossenen Trägerprofil, z. B. einem C-Profil, einem U-Profil oder einem Rechteck-Profil . Der Montagerahmen-Hohlraum erstreckt sich bevorzugt in horizontaler Richtung, d.h. er verläuft parallel zu einer Verbindungslinie zweier gegenüberlie- gender Seitenwände des Batteriegehäuses. Bevorzugt ist es, wenn das Verstärkungsprofil sich entlang der horizontalen Richtung von einer ersten Innenwand des Montagerahmen-Hohlraums bis zu einer gegenüberliegenden, zweiten Innenwand des Montagerahmen-Hohlraums erstreckt. Bevorzugt liegt das Verstärkungsprofil an einer oberen Innenwand des Montagerahmen-Hohlraums und an einer unteren Innenwand des Montagerahmen-Hohlraums an. Als besonders bevorzugt hat es sich erwiesen, wenn der Montagerahmen mehrere Montagerahmen-Hohlstrukturelemente aufweist, welche derart miteinander verbunden sind, dass sie einen um die Außenkontur des Batteriegehäuses umlaufenden Montagerahmen bilden, so dass auf mehreren Seiten des Batteriegehäuses Montagepunkte bereitgestellt werden können, über welche das Batteriegehäuse an einem Fahrgestell montiert werden kann .
Unter Fahrgestell im Sinne der Erfindung ist eine Bodenstruktur eines Elektrofahrzeuges zu verstehen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Montagerahmen ein Montagerahmen-Hohlstrukturelement mit einem Montagerahmen-Hohlraum aufweist, an welchem sich zwei Bodenstrukturelemente anschließen, insbesondere zwischen denen ein Boden-Hohlraum angeordnet ist, und der Montagerahmen-Hohlraum direkt in den Boden-Hohlraum übergeht, wobei mindestens das zweite Verstärkungsprofil innerhalb des Montagerahmen-Hohlraums und innerhalb des Boden-Hohlraums angeordnet ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung geht das Verstärkungsprofil von dem Montagerahmen-Hohlraum in den Boden-Hohlraum über und versteift dadurch nicht nur den Montagerahmen und das Bodenstrukturelement, sondern auch den Übergangsbereich zwischen dem Montagerahmen und dem Bodenstrukturelement. Bevorzugt liegt das Verstärkungsprofil an einer oberen Innenwand des Boden-Hohlraums, an einer oberen Innenwand des Montagerahmen-Hohlraums, an einer unteren Innenwand des Boden-Hohlraums und an einer unteren Innenwand des Montagerahmen-Hohlraums an . Bei dem Montagerahmen-Hohlstrukturelement handelt es sich beispielsweise um einen Profilträger mit einem offenen Trägerprofil, z. B. einem C-Profil, einem U-Profil. Der Boden-Hohlraum kann zu einer an das Montagerahmen-Hohlstrukturelement angrenzenden Seite offen sein.
Als vorteilhaft hat es sich ferner erwiesen, wenn das Montagerahmen-Hohlstrukturelement mit einer Seitenwand verbunden ist und mindestens das erste Verstärkungsprofil einen Profilquerschnitt aufweist, welcher parallel zu der Seitenwand angeordnet ist. Durch eine derartige Anordnung des Verstärkungsprofils kann der Biege- und/oder Intrusionswiderstand des Montagerahmens gegenüber solchen Crashbelastungen erhöht werden, die aus einer Richtung angreifen, die senkrecht zur Oberfläche der Seitenwand angeordnet ist. Besonders bevorzugt weist das erste Verstärkungsprofil einen Flansch auf, über welchen das erste Verstärkungsprofil mit der Seitenwand verbunden, insbesondere gefügt, ist. Bevorzugt weist mindestens das erste und/oder zweite Verstärkungsprofil einen Profilquerschnitt auf, der mäanderprofilförmig, wellenprofilförmig, hutprofilförmig, C-profilförmig oder rechteckprofilförmig ist. Das erste und/oder zweite Verstärkungsprofil kann einstückig ausgebildet sein oder aus mehreren Teil-Verstärkungsprofilen zusammengesetzt sein . Beispielsweise kann ein mäanderprofilförmiges Verstärkungsprofil aus einer Vielzahl von hutförmigen Teil-Verstärkungsprofilen gebildet sein .
Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens das erste und/oder zweite Verstärkungsprofil einen ersten Profilquerschnitt entlang einer ersten Querschnittsebene aufweist und einen zweiten Profilquerschnitt entlang einer zu der ersten Querschnittsebene parallelen zweiten Querschnittsebene, wobei der erste und der zweite Profilquerschnitt unterschiedlich sind . Insofern ändert sich der Profilquerschnitt entlang einer zu der ersten und zweiten Querschnittsebene senkrechten Längsrichtung . Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere für solche Anwendungen vorteilhaft, in denen das Verstärkungsprofil innerhalb eines Hohlraums angeordnet ist, der einen entlang der Längsrichtung variierenden Querschnitt aufweist.
Bevorzugt ist es ferner, wenn mindestens das erste und/oder zweite Verstärkungsprofil eine erste Materialstärke in einem ersten Bereich des Verstärkungsprofils und eine zweite Materialstärke in einem zweiten Bereich des Verstärkungsprofils aufweist, wobei die erste und die zweite Materialstärke unterschiedlich sind. Hierdurch kann eine belastungsgerechte Auslegung des Verstärkungsprofils ermöglicht werden, bei welcher stärker belastete Bereiche eine größere Materialstärke aufweisen und weniger stark belastete Bereiche eine geringere Materialstärke. Besonders bevorzugt kann das Verstärkungsprofil aus einem Halbzeug mit Bereichen unterschiedlicher Materialstärke hergestellt sein, beispielweise einem Tailored Blank/Strip, einem Tailor Welded Blank/Strip oder einem Tailor Rolled Blank/Strip. Beispielsweise kann das Verhältnis der ersten Materialstärke zu der zweiten Materialstärke mindestens 1 ,2 betragen. Bei einem Verstärkungsprofil, welches aus mehreren Teil-Verstärkungsprofilen gebildet ist, können Teil-Verstärkungsprofile mit unterschiedlicher Materialstärke verwendet werden.
Als vorteilhaft hat sich eine Ausgestaltung erwiesen, bei welcher mindestens das erste und/oder zweite Verstärkungsprofil eine oder mehrere Aussparungen aufweist, wodurch das Gewicht des Verstärkungsprofils reduziert werden kann. Bevorzugt weist das Verstärkungsprofil in einem dritten Bereich eine höhere Dichte an Aussparungen auf als in einem vierten Bereich. In weniger stark belasteten Bereichen kann eine höhere Dichte an Aussparungen vorgesehen werden als in stark belasteten Bereichen des Verstärkungsprofils.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das erste Verstärkungsprofil mit einer den Boden-Hohlraum begrenzenden Innenwand gefügt ist und/oder das zweite Verstärkungsprofil mit einer den Montagerahmen-Hohlraum begrenzenden Innenwand gefügt ist und/oder das zweite Verstärkungsprofil mit einem Bodenstrukturelement gefügt ist. Hierdurch kann die Stabilität des Zusammenbaus aus Monta- gerahmen-Hohlstrukturelement und Verstärkungsprofil bzw. aus Bodenstrukturelement und Verstärkungsprofil weiter erhöht werden. Besonders bevorzugt ist das erste Verstärkungsprofil mit zwei gegenüberliegenden Innenwänden des Boden-Hohlraums gefügt. Das zweite Verstärkungsprofil ist bevorzugt mit zwei gegenüberliegenden Innenwänden des Montagerahmen-Hohlraums gefügt, wobei eine Innenwand des Montagerahmen-Hohlraums besonders bevorzugt eine Seitenwand des Batteriegehäuses ist. Besonders bevorzugt weist das erste Verstärkungsprofil einen ersten Flansch auf, über welchen das erste Verstärkungsprofil mit der Seitenwand verbunden ist und/oder einen zweiten Flansch, über welchen das erste Verstärkungsprofil mit dem Montagerahmen verbunden ist. Bei einer Ausgestaltung, bei welcher das zweite Verstärkungsprofil innerhalb des Montagerahmen-Hohlraums und innerhalb des Boden-Hohlraums angeordnet ist, ist das Verstärkungsprofil bevorzugt mit zwei gegenüberliegenden Innenwänden des Boden-Hohlraums und zwei gegenüberliegenden Innenwänden des Montagerahmen-Hohlraums gefügt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass zwischen einer der Seitenwände und dem Bodenstrukturelement des Batteriegehäuses ein Kantenverstärkungselement angeordnet ist, welches mit einer Seitenwand und dem Bodenstrukturelement verbunden, insbesondere gefügt, ist. Durch das Kantenverstärkungselement kann die Crashperformance nochmals verbessert werden . Bevorzugt weist das Kantenverstärkungselement einen tellerförmigen Profilquerschnitt auf. Besonders bevorzugt sind in dem Kantenverstärkungselement Sicken vorgesehen.
Gelöst wird die eingangs genannten Aufgabe ferner durch ein Fahrgestell für ein Elektrof ahrzeug mit einem insbesondere horizontal verlaufenden Fahrgestell-Bodenstrukturelement und mit einem Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie, welches über oder unter dem Fahrgestell-Bodenstrukturelement angeordnet ist, wobei an dem Fahrgestell-Bodenstrukturelement ein drittes Verstärkungsprofil zur Verstärkung des Fahrgestell-Bodenstrukturelements angeordnet ist.
Durch das an dem Fahrgestell-Bodenstrukturelement angeordnete dritte Verstärkungsprofil wird die Widerstandsfähigkeit des Fahrgestells gegen von seitlich einwirkende Crashbelastungen erhöht. Hierdurch kann die im Innenraum angeordnete Fahrzeugbatterie besser gegen seitliche Crashbelastungen geschützt werden .
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrgestells sieht vor, dass das Fahrgestell- Bodenstrukturelement Teil eines doppelten Bodens des Fahrgestells ist, welcher einen Fahrgestell- Hohlraum aufweist, und mindestens das dritte Verstärkungsprofil innerhalb des Fahrgestell-Hohlraums angeordnet ist. Durch das Verstärkungsprofil innerhalb des Fahrgestell-Hohlraums kann die Steifigkeit des Fahrgestell-Bodenstrukturelements erhöht werden . Das Fahrgestell-Bodenstrukturelement kann als einteiliges hohles Strukturelement ausgebildet sein, wobei der Fahrgestell-Hohlraum innerhalb des Fahrgestell-Bodenstrukturelements vorgesehen ist, beispielsweise als Hohlkasten oder Hohlkastenträger. Alternativ ist es möglich, dass das Bodenstrukturelement derart mit weiteren Bodenstrukturele- menten verbunden ist, dass diese zusammen den Fahrgestell-Hohlraum ausbilden . Der Fahrgestell- Hohlraum erstreckt sich bevorzugt in horizontaler Richtung, d.h . er verläuft parallel zu einer Verbindungslinie zweier gegenüberliegender Schweller des Fahrgestells. Bevorzugt ist es, wenn mindestens das Verstärkungsprofil sich entlang der horizontalen Richtung von einer ersten Innenwand des Fahrgestell-Hohlraums bis zu einer gegenüberliegenden, zweiten Innenwand des Fahrgestell-Hohlraums erstreckt. Bevorzugt liegt das Verstärkungsprofil an einer oberen Innenwand des Fahrgestell-Hohlraums und an einer unteren Innenwand des Fahrgestell-Hohlraums an.
Vorteilhaft ist es, wenn mindestens das dritte Verstärkungsprofil einen Profilquerschnitt aufweist, der mäanderprofilförmig, wellenprofilförmig, hutprofilförmig, C-profilförmig oder rechteck-profilförmig ist. Das mindestens erste und/oder zweite Verstärkungsprofil kann einstückig ausgebildet sein oder aus mehreren Teil-Verstärkungsprofilen zusammengesetzt sein. Beispielsweise kann ein mäanderprofilför- miges Verstärkungsprofil aus einer Vielzahl von hutförmigen Teil-Verstärkungsprofilen gebildet sein . Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens das dritte Verstärkungsprofil einen ersten Profilquerschnitt entlang einer ersten Querschnittsebene aufweist und einen zweiten Profilquerschnitt entlang einer zu der ersten Querschnittsebene parallelen zweiten Querschnittsebene, wobei der erste und der zweite Profilquerschnitt unterschiedlich sind. Insofern ändert sich der Profilquerschnitt entlang einer zu der ersten und zweiten Querschnittsebene senkrechten Längsrichtung . Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere für solche Anwendungen vorteilhaft, in denen das Verstärkungsprofil innerhalb eines Hohlraums angeordnet ist, der einen entlang der Längsrichtung variierenden Querschnitt aufweist. Bevorzugt ist es ferner, wenn das dritte Verstärkungsprofil eine erste Materialstärke in einem ersten Bereich des Verstärkungsprofils und eine zweite Materialstärke in einem zweiten Bereich des Verstärkungsprofils aufweist, wobei die erste und die zweite Materialstärke unterschiedlich sind . Hierdurch kann eine belastungsgerechte Auslegung des Verstärkungsprofils ermöglicht werden, bei welcher stärker belastete Bereiche eine größere Materialstärke aufweisen und weniger stark belastete Bereiche eine geringere Materialstärke. Als vorteilhaft hat sich eine Ausgestaltung erwiesen, bei welcher das dritte Verstärkungsprofil eine oder mehrere Aussparungen aufweist, wodurch das Gewicht des Verstärkungsprofils reduziert werden kann .
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen . Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt ein Batteriegehäuse gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung. Figur 2 zeigt das Batteriegehäuse nach Figur 1 in einer schematischen Schnittdarstellung entlang der in Figur 1 gezeigten Schnittlinie II-II .
Figur 3 zeigt ein Batteriegehäuse gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung.
Figur 4 zeigt das Batteriegehäuse nach Figur 2 in einer schematischen Schnittdarstellung entlang der in Figur 2 gezeigten Schnittlinie IV-IV.
Figur 5 zeigt ein Batteriegehäuse gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung.
Figur 6 zeigt das Batteriegehäuse nach Figur 5 in einer schematischen Schnittdarstellung entlang der in Figur 5 gezeigten Schnittlinie Vl-Vl .
Figur 7 zeigt ein Batteriegehäuse gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Schnittdarstellung .
Figur 8 zeigt einen Bereich eines Fahrgestells gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Schnittdarstellung.
Figur 9 zeigt einen Bereich eines Fahrgestells gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Schnittdarstellung .
Figur 10 zeigt ein Verstärkungsprofil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Schnittdarstellung .
Figur 11 zeigt ein Verstärkungsprofil gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der
Erfindung in einer schematischen Schnittdarstellung .
Ausführungsformen der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
Figur 1 und 2 zeigen ein Batteriegehäuse 1 für eine Fahrzeugbatterie gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung . In dem Batteriegehäuse 1 kann eine Fahrzeugbatterie ange- ordnet werden, welche ein Elektrof ahrzeug mit elektrischer Energie versorgt, beispielsweise zum Betrieb eines elektrischen Antriebs und/oder elektrischer Aggregate des Elektrofahrzeugs.
Das Batteriegehäuse 1 weist einen Innenraum 3 auf, welcher eine oder mehrere Modulaufnahmen zur Aufnahme von Batteriemodulen der Fahrzeugbatterie aufweisen kann. Nach oben ist der Innenraum durch einen Gehäusedeckel 6 begrenzt. An den Seiten des Innenraums 3 sind Seitenwände 2 angeordnet, die den Innenraum seitlich begrenzen . Nach unten ist der Innenraum 3 durch ein erstes Bodenstrukturelement 5 begrenzt. Das erste Bodenstrukturelement 5 dichtet den Innenraum 3 nach unten ab, insbesondere gegen Spritzwassereinwirkung . Unterhalb des ersten Bodenstrukturelements 5 ist ein zweites Bodenstrukturelement 5' angeordnet, welches als Unterfahrschutz dient. Das erste und das zweite Bodenstrukturelement 5, 5' bilden zusammen eine Bodenstruktur nach Art eines doppelten Bodens. Ein weiterer Bestandteil des Batteriegehäuses 1 ist ein Montagerahmen 4, über welchen das Batteriegehäuse 1 an einem Fahrgestell eines Elektrofahrzeugs montiert werden kann. Der Montagerahmen 4 ist an den Außenseiten der Seitenwände 2 angeordnet und läuft um das Batteriegehäuse 1 um. An dem Montagerahmen 4 sind Flansche vorgesehen, über welche die Anbindung an das Fahrgestell erfolgen kann. Insofern besteht die Möglichkeit, das Batteriegehäuse 1 über den Montagerahmen 4 auf jeder Seite mit dem Fahrgestell zu verbinden. Der Montagrahmen weist mehrere mit einander verbundene Montagerahmen-Hohlstrukturelemente 8 auf. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind Montagerahmen-Hohlstrukturelemente 8 als offene Trägerprofile ausgebildet, die einen Montagerahmen-Hohlraum 9 aufweisen . Unterhalb der Montagerahmen-Hohlstrukturelemente 8 sind Träger 7 angeordnet.
Der Montagerahmen 4 ist an der linken Seite ausgeblendet, um das darin befindliche Verstärkungsprofil 12 zu zeigen (Figur 1).
Um die Widerstandsfähigkeit des Batteriegehäuses 1 gegen von einer Seite des Batteriegehäuses 1 einwirkenden Crashbelastungen zu erhöhen, ist an dem Montagerahmen-Hohlstrukturelement 8 ein Verstärkungsprofil 12 angeordnet, welches das Montagerahmen-Hohlstrukturelement 8 verstärkt. Das Verstärkungsprofil 12 ist innerhalb des Montagerahmen-Hohlraums 9 des Montagerahmen-Hohlstrukturelements 8 angeordnet. Das Verstärkungsprofil 12 füllt die Höhe des Montagerahmen-Hohlraums 9 vollständig aus. Es ist sowohl an der oberen Innenseite des Montagerahmen-Hohlstrukturelements 8 als auch an der unteren Innenseite des Montagerahmen-Hohlstrukturelements 8 mit dem Montagerahmen-Hohlstrukturelements 8 gefügt. Ferner liegt das Verstärkungsprofil 12 an der Seitenwand 2 an, welche den Montagerahmen-Hohlraum 9 begrenzt. Auch mit dieser Seitenwand 2 ist das Verstärkungsprofil 12 gefügt. Das Verstärkungsprofil 12 ist innerhalb des Montagerahmen-Hohlraums derart orientiert, dass sein mäanderförmiger Profilquerschnitt parallel zu der Seitenwand 2 angeordnet ist. Alternativ kann das Verstärkungsprofil 12 einen anderen Profilquerschnitt aufweisen, beispielsweise einen wellenprofilförmigen, hutprofilförmigen, C-profilförmigen oder rechteckprofilförmigen. In Figur 3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Batteriegehäuses 1 gemäß der Erfindung dargestellt. Dieses Batteriegehäuse 1 weist einen im Wesentlichen ähnlichen Aufbau wie das Batteriegehäuse des ersten Ausführungsbeispiels auf. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Verstärkungsprofil 11 an den Bodenstrukturelementen 5, 5' angeordnet, um die Bodenstrukturelemente 5, 5' zu verstärken. Auf diese Weise wird die Widerstandsfähigkeit des Batteriegehäuses 1 gegen von einer Seite des Batteriegehäuses 1 einwirkenden Crashbelastungen erhöht.
Der Unterfahrschutz 5' ist ausgeblendet, um die Verstärkungsprofile 11 zu zeigen.
Die Bodenstrukturelemente 5, 5' bilden einen doppelten Boden des Batteriegehäuses 1, welcher einen Boden-Hohlraum 10 aufweist, und das Verstärkungsprofil 11 innerhalb des Boden-Hohlraums 10 angeordnet ist. Der Boden-Hohlraum 10 erstreckt sich in horizontaler Richtung, d.h. er verläuft parallel zu einer Verbindungslinie zweier gegenüberliegender Seitenwände 2 des Batteriegehäuses 1. Das Verstärkungsprofil 11 erstreckt sich entlang der horizontalen Richtung von einer ersten Innenwand des Boden-Hohlraums 10 bis zu einer gegenüberliegenden, zweiten Innenwand des Boden-Hohlraums. Das Verstärkungsprofil 11 liegt an einer oberen Innenwand des Boden-Hohlraums 10 und an einer unteren Innenwand des Boden-Hohlraums 10 an. Es ist oben mit dem ersten Bodenstrukturelement 5 und unten mit dem zweiten Bodenstrukturelement 5' gefügt.
In Figur 5 und 6 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines Batteriegehäuses 1 gemäß der Erfindung gezeigt. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist der Montagerahmen 4 auf der Höhe des doppelten Bodens des Batteriegehäuses 1 angeordnet. Der Montagerahmen 4 weist mindestens ein Montagerahmen-Hohlstrukturelement 8 mit einem Montagerahmen-Hohlraum 9 auf. Das erste Bodenstrukturelement 5 und das zweite Bodenstrukturelement 5' bilden einen doppelten Boden des Batteriegehäuses 1 , welcher einen Boden-Hohlraum 10 aufweist. Ferne ist ein Verstärkungsprofil 12 vorgesehen, welches innerhalb des Montagerahmen-Hohlraums 9 und innerhalb des Boden-Hohlraums 10 angeordnet ist. Das Verstärkungsprofil 12 geht von dem Montagerahmen-Hohlraum 9 in den Boden-Hohlraum 10 über und versteift dadurch nicht nur den Montagerahmen 4 und die Bodenstrukturelemente 5, 5', sondern auch den Übergangsbereich zwischen dem Montagerahmen 4 und den Bodenstrukturelementen 5, 5' . Das Verstärkungsprofil 12 liegt an einer oberen Innenwand des Boden-Hohlraums 10, an einer oberen Innenwand des Montagerahmen-Hohlraums 9, an einer unteren Innenwand des Boden-Hohlraums 10 und an einer unteren Innenwand des Montagerahmen-Hohlraums 9 an. Es ist an allen diesen Stellen mit den entsprechenden Innenwänden gefügt.
Der Montagerahmen 4 an der rechten Seite und der Unterfahrschutz 5' sind ausgeblendet, um das darin befindliche Verstärkungsprofil 12 zu zeigen (Figur 5). Die Figur 7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines Batteriegehäuses 1 gemäß der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Montagerahmen 4 gegenüber dem doppelten Boden des Batteriegehäuses 1 vertikal versetzt angeordnet. An den Bodenstrukturelementen 5, 5' ist ein erstes Verstärkungsprofil 11 zur Verstärkung der Bodenstrukturelemente 5, 5' und/oder an dem Montagerahmen 4 ist ein zweites Verstärkungsprofil 12 zur Verstärkung des Montagerahmens 4 angeordnet. Das erste Verstärkungsprofil 11 ist in einem Boden-Hohlraum 10 angeordnet und mit dem ersten Bodenstrukturelement 5 und dem zweiten Bodenstrukturelement 5' gefügt. Das zweite Verstärkungsprofil 12 ist in einem Montagerahmen-Hohlraum 9 angeordnet und mit dem Montagerahmen-Hohlstrukturelement 8 gefügt, insbesondere an der unteren und oberen Innenseite des Montagerahmen-Hohlraums 9. Das zweite Verstärkungsprofil 12 ist ferner mit der Seitenwand 2 gefügt, die den Montagerahmen-Hohlraum 9 begrenzt.
Um die Crashperformance nochmals zu verbessern ist bei dem Batteriegehäuse 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zwischen einer der Seitenwände 2 und dem ersten Bodenstrukturelement 5 des Batteriegehäuses 1 ein Kantenverstärkungselement 13 angeordnet, welches mit einer Seitenwand 2 und dem ersten Bodenstrukturelement 5 verbunden, insbesondere gefügt, ist. Das Kantenverstärkungselement 13 ist als tellerförmiges Profil ausgebildet. Zur weiteren Verstärkung weist das Kantenverstärkungselement 13 mehrere Sicken auf.
Die Figur 8 zeigt einen Schnitt durch einen seitlichen Bereich eines Fahrgestells 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung . Das Fahrgestell 100 weist einen Schweller 106 auf. An dem Schweller 106 ist ein Fahrgestell-Bodenstrukturelement 105 angebunden, welches horizontal bis zu einem weiteren Schweller auf der gegenüberliegenden Seite des Fahrgestells 100 verläuft. Das Fahrgestell 100 weist ferner ein Batteriegehäuse 1 für eine Fahrzeugbatterie auf, welches im Bereich unterhalb des Fahrgestell-Bodenstrukturelements 105 angeordnet ist. Das Batteriegehäuse 1 ist über den Montagerahmen 4 mit dem Schweller 106 verbunden .
An dem Fahrgestell-Bodenstrukturelement 105 ist ein Verstärkungsprofil 113 zur Verstärkung des Fahrgestell-Bodenstrukturelements 105 angeordnet. Durch das Verstärkungsprofil 113 wird die Widerstandsfähigkeit des Fahrgestells 100 gegen von seitlich einwirkende Crashbelastungen erhöht. Hierdurch kann die im Innenraum des an dem Schweller 106 des Fahrgestells 100 angeordneten Batteriegehäuses 1 angeordnete Fahrzeugbatterie besser gegen seitliche Crashbelastungen geschützt werden.
In Figur 9 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Fahrgestells 100 gemäß der Erfindung dargestellt. Das Fahrgestell 100 des zweiten Ausführungsbeispiels weist einen Schweller 106 auf. An dem Schweller 106 sind ein erstes Fahrgestell-Bodenstrukturelement 105 und ein zweites Fahrgestell-Bodenstrukturelement 105' angebunden, welches beide horizontal verlaufen. Das erste und das zweite Fahrge- stell-Bodenstrukturelement 105, 105' bilden zusammen eine Fahrgestell-Bodenstruktur nach Art eines doppelten Bodens. Die Fahrgestell-Bodenstrukturelemente 105, 105' können von dem gezeigten Schweller 106 bis zu einem weiteren Schweller auf der gegenüberliegenden Seite des Fahrgestells 100 verlaufen . Im Bereich oberhalb der Fahrgestell-Bodenstrukturelemente 105, 105' ist ein Batteriegehäuse 1 mit einem Innenraum 3 zur Aufnahme einer Fahrzeugbatterie angeordnet. Das Batteriegehäuse 1 wird mindestens durch einen Fahrzeugboden 104, den Schweller 106 und das erste Fahrgestell- Bodenstrukturelement 105 gebildet. Der Fahrzeugboden 104, der Schweller 106 und das erste Fahrgestell-Bodenstrukturelement 105 begrenzen den Innenraum 3 des Batteriegehäuses 1.
Bei dem Fahrgestell 100 des zweiten Ausführungsbeispiels ist ein Verstärkungsprofil 113 in einem Fahrgestell-Hohlraum 110 angeordnet, welcher durch das erste Fahrgestell-Bodenstrukturelement 105 und das zweite Fahrgestell-Bodenstrukturelement 105' begrenzt wird . Insofern ist das Verstärkungsprofil 113 ist an dem ersten Fahrgestell-Bodenstrukturelement 105 und dem zweiten Fahrgestell-Bodenstrukturelement 105' angeordnet.
In der Figur 10 ist ein Verstärkungsprofil 11, 12, 113 dargestellt, wie es in einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele von Batteriegehäusen 1 und/oder Fahrgestellen 100 gemäß der Erfindung Verwendung finden kann. Zu Illustrationszwecken ist das Verstärkungsprofil 11, 12, 113 an einem Bodenstrukturelement 5, 105 angeordnet gezeigt. In Abweichung von dieser Darstellung kann das Verstärkungsprofil 11 , 12, 113 an einem Montagerahmen-Strukturelement angeordnet sein .
Das Verstärkungsprofil 11 , 12, 113 ist aus einem Stahl gefertigt, welcher eine Mindestzugfestigkeit von 780 MPa, insbesondere mindestens von 980 MPa aufweist. Das Verstärkungsprofil 11, 12, 113 hat einen mäanderprofilförmigen Profilquerschnitt. In einer Richtung die innerhalb der Querschnittsebenen parallel zu dem Bodenstrukturelement 5, 105 verläuft wechseln sich erste Bereiche 201 , die mit dem Bodenstrukturelement 5, 105 verbunden, insbesondere gefügt, sind mit zweiten Bereichen 202 ab, die mit einem zweiten Bodenstrukturelement 5', 105' verbunden, insbesondere gefügt, sind, welches parallel zu dem ersten Bodenstrukturelement 5, 105 angeordnet ist. Das Verstärkungsprofil 11, 12, 113 ist als einstückiges Verstärkungsprofil ausgebildet. Zwischen den ersten Bereichen 201 und den zweiten Bereichen 202 sind Stege 205 vorgesehen, die die ersten und zweiten Bereichre 201, 202 verbinden . Der Abstand benachbarter Stege 205 kann im Bereich zwischen 20 und 200 mm liegen. Der Abstand der benachbarter Stege 205 kann konstant sein oder entlang einer Richtung, die innerhalb der Querschnittsebenen parallel zu dem Bodenstrukturelement 5, 105 verläuft, variieren .
Figur 11 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Verstärkungsprofils 11, 12, 113, welche gleichfalls in einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele von Batteriegehäusen 1 und/oder Fahrgestellen 100 gemäß der Erfindung Verwendung finden kann . Zu Illustrationszwecken ist das Verstärkungsprofil 11, 12, 113 an einem Bodenstrukturelement 5, 105 angeordnet gezeigt. In Abweichung von dieser Darstellung kann das Verstärkungsprofil 11 , 12, 113 an einem Montagerahmen-Strukturelement angeordnet sein.
Das Verstärkungsprofil 11 , 12, 113 ist ebenfalls aus einem Stahl gefertigt, welcher eine Mindestzugfestigkeit von 780 MPa, insbesondere mindestens von 980 M Pa aufweist. Das Verstärkungsprofil 11, 12, 113 hat einen mäanderprofilförmigen Profilquerschnitt. In einer Richtung die innerhalb der Querschnittsebenen parallel zu dem Bodenstrukturelement 5, 105 verläuft wechseln sich erste Bereiche 201, die mit dem Bodenstrukturelement 5, 105 verbunden, insbesondere gefügt, sind mit zweiten Bereichen 202 ab, die mit einem zweiten Bodenstrukturelement 5', 105' verbunden, insbesondere gefügt, sind, welches parallel zu dem ersten Bodenstrukturelement 5, 105 angeordnet ist. Im Gegensatz zu dem in Figur 10 gezeigten Verstärkungsprofil 11, 12, 113 ist das Verstärkungsprofil 11 , 12, 113 nach Figur 11 als mehrstückiges Verstärkungsprofil ausgebildet, welches aus mehrere Teil-Verstärkungsprofilen 203 gebildet ist. Die Teil-Verstärkungsprofile 203 sind parallel zueinander angeordnet und können wie in Figur 11 gezeigt - voneinander beabstandet sein . Alternativ ist es möglich, dass die Teil-Verstärkungsprofile 203 aneinander anliegen, insbesondere gefügt sind. Im vorliegenden Beispiel sind die Teil-Verstärkungsprofile 203 als Hutprofile ausgebildet. Zwischen den ersten Bereichen 201 und den zweiten Bereichen 202 sind Stege 205 vorgesehen, die die ersten und zweiten Bereiche 201, 202 verbinden . Der Abstand benachbarter Stege 205 kann im Bereich zwischen 20 und 200 mm liegen. Der Abstand benachbarter Stege 205 kann konstant sein, was bedeutete, dass die Teil-Verstärkungsprofile 203 in einem konstanten Abstand zueinander angeordnet sind . Alternativ kann der Abstand der Stege 205 bzw. der Teil-Verstärkungsprofile 203 entlang einer Richtung, die innerhalb der Querschnittsebenen parallel zu dem Bodenstrukturelement 5, 105 verläuft, variieren.
Gemäß einer Abwandlung der in Figur 10 und 11 gezeigten Ausführungsbeispiele von Verstärkungsprofilen können das verwendete Verstärkungsprofil 11 , 12, 113 einen ersten Profilquerschnitt entlang einer ersten Querschnittsebene aufweisen und einen zweiten Profilquerschnitt entlang einer zu der ersten Querschnittsebene parallelen zweiten Querschnittsebene, wobei der erste und der zweite Profilquerschnitt unterschiedlich sind . Alternativ oder zusätzlich kann das Verstärkungsprofil 11, 12, 113 eine oder mehrere Aussparungen aufweisen .
Die vorstehend beschriebenen Batteriegehäuse 1 für eine Fahrzeugbatterie weisen Seitenwände 2 auf, die einen Innenraum 3 des Batteriegehäuses 1 seitlich begrenzen . Außen um Seitenwände 2 ist umlaufendend ein Montagerahmen 4 zur Montage des Batteriegehäuse 1 an einem Fahrgestell 100 eines Elektrofahrzeugs angeordnet. Ferner weisen die Batteriegehäuse 1 ein Bodenstrukturelement 5 auf, welches den Innenraum 3 des Batteriegehäuses 1 nach unten begrenzt. An dem Bodenstrukturelement 5 ist ein erstes Verstärkungsprofil 11 zur Verstärkung des Bodenstrukturelements 5 und/oder an dem Montagerahmen 4 ist ein zweites Verstärkungsprofil 12 zur Verstärkung des Montagerahmens 4 angeordnet. Ferner wurden Fahrgestelle 100 für Elektrofahrzeuge beschrieben, die ein insbesondere horizontal verlaufendes Fahrgestell-Bodenstrukturelement 105 und ein Batteriegehäuse 1 für eine Fahrzeugbatterie aufweisen, welches über oder unter dem Fahrgestell-Bodenstrukturelement 105 angeordnet ist. An dem Fahrgestell-Bodenstrukturelement 105 ist ein drittes Verstärkungsprofil 113 zur Verstärkung des Fahrgestell-Bodenstrukturelements 105 angeordnet. Durch das Vorsehen der Verstärkungsprofile 111 , 112, 113 kann die im Innenraum 3 des Batteriegehäuses 1 angeordnete Fahrzeugbatterie besser gegen seitliche Crashbelastungen geschützt werden .
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Batteriegehäuse
2 Seitenwand
3 Innenraum
4 Montagerahmen
5 Bodenstrukturelement
5' Bodenstrukturelement (Unterfahrschutz)
6 Gehäusedeckel
7 Träger
8 Montagerahmen-Hohlstrukturelement
9 Montagerahmen-Hohlraum
10 Boden-Hohlraum
11 Verstärkungsprofil
12 Verstärkungsprofil
13 Kantenverstärkungselement
100 Fahrgestell
104 Fahrzeugboden
105 Fahrgestell-Bodenstrukturelement
105' Fahrgestell-Bodenstrukturelement (Bodenstruktur-Unterfahrschutz)
106 Schweller
110 Fahrgestell-Hohlraum
113 Verstärkungsprofil

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie mit Seitenwänden (2), die einen Innenraum (3) des Batteriegehäuses (1) seitlich begrenzen, mit einem außen um die Seitenwände (2) umlaufenden Montagerahmen (4) zur Montage des Batteriegehäuses (1) an einem Fahrgestell (100) eines Elektrofahrzeugs, und mit einem Bodenstrukturelement (5), welches den Innenraum (3) des Batteriegehäuses (1) nach unten begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass
- an dem Bodenstrukturelement (5) mindestens ein erstes Verstärkungsprofil (11) zur Verstärkung des Bodenstrukturelements angeordnet ist, wobei unterhalb des Bodenstrukturelements (5) ein zweites Bodenstrukturelement (5') angeordnet ist und die Bodenstrukturelemente (5, 5') einen doppelten Boden des Batteriegehäuses (1) bilden, welcher einen Boden-Hohlraum (10) aufweist, und das erste Verstärkungsprofil (11) innerhalb des Boden-Hohlraums (10) angeordnet ist, wobei das Verstärkungsprofil (11) sich entlang einer horizontalen Richtung von einer ersten Innenwand des Boden-Hohlraums (10) bis zu einer gegenüberliegenden, zweiten Innenwandung des Boden-Hohlraums (10) erstreckt, und/oder
- an dem Montagerahmen (4) mindestens ein zweites Verstärkungsprofil (12) zur Verstärkung des Montagerahmens (4) angeordnet ist, wobei der Montagerahmen (4) ein Montagerahmen- Hohlstrukturelement (8) mit einem Montagerahmen-Hohlraum (9) aufweist und mindestens das zweite Verstärkungsprofil (12) innerhalb des Montagerahmen-Hohlraums (9) angeordnet ist, wobei das zweite Verstärkungsprofil (12) einen Profilquerschnitt aufweist, welcher parallel zu der Seitenwand (2) angeordnet ist.
2. Batteriegehäuse nach Anspruch 1 , wobei der Montagerahmen (4) ein Montagerahmen-Hohlstrukturelement (8) mit einem Montagerahmen-Hohlraum (9) aufweist, an welchen sich zwei Bodenstrukturelemente (5, 5') anschließen, insbesondere zwischen denen ein Boden-Hohlraum (10) angeordnet ist, und der Montagerahmen-Hohlraum (10) direkt in den Boden-Hohlraum übergeht, wobei das zweite Verstärkungsprofil (12) innerhalb des Montagerahmen-Hohlraums (9) und innerhalb des Boden-Hohlraums (10) angeordnet ist.
3. Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Montagerahmen- Hohlstrukturelement (8) mit einer Seitenwand (2) verbunden ist und mindestens das erste Verstärkungsprofil (11) einen Profilquerschnitt aufweist, welcher parallel zu der Seitenwand (2) angeordnet ist.
4. Batteriegehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens das erste und/oder zweite Verstärkungsprofil (11, 12) einen Profilquerschnitt aufweist, der mäanderpro- filförmig, wellenprofilförmig, hutprofilförmig, C-profilförmig oder rechteck-profilförmig ist.
5. Batteriegehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens das erste und/oder zweite Verstärkungsprofil (11 , 12) einen ersten Profilquerschnitt entlang einer ersten Querschnittsebene aufweist und einen zweiten Profilquerschnitt entlang einer zu der ersten Querschnittsebene parallelen zweiten Querschnittsebene, wobei der erste und der zweite Profilquerschnitt unterschiedlich sind.
6. Batteriegehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens das erste und/oder zweite Verstärkungsprofil (11, 12) eine erste Materialstärke in einem ersten Bereich des Verstärkungsprofils und eine zweite Materialstärke in einem zweiten Bereich des Verstärkungsprofils aufweist, wobei die erste und die zweite Materialstärke unterschiedlich sind .
7. Batteriegehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens das erste und/oder zweite Verstärkungsprofil (11 , 12) eine Aussparung aufweist.
8. Batteriegehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Verstärkungsprofil (11) mit einer den Boden-Hohlraum (10) begrenzenden Innenwand gefügt ist und/oder das zweite Verstärkungsprofil (12) mit einer den Montagerahmen-Hohlraum (9) begrenzenden Innenwand gefügt ist und/oder das zweite Verstärkungsprofil (12) mit einem Bodenstrukturelement (5) gefügt ist.
9. Batteriegehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen einer der Seitenwände (2) und dem Bodenstrukturelement (5) des Batteriegehäuses (1) ein Kantenverstärkungselement (13) angeordnet ist, welches mit einer Seitenwand (2) und dem Bodenstrukturelement (5) verbunden, insbesondere gefügt, ist.
10. Fahrgestell für ein Elektrof ahrzeug mit einem insbesondere horizontal verlaufenden Fahrgestell-Bodenstrukturelement (105, 105') und mit einem Batteriegehäuse (1) für eine Fahrzeugbatterie, welches über oder unter dem Fahrgestell-Bodenstrukturelement (105, 105') angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Fahrgestell-Bodenstrukturelement (105, 105') ein drittes Verstärkungsprofil (113) zur Verstärkung des Fahrgestell-Bodenstrukturelements (105, 105') angeordnet ist.
11. Fahrgestell nach Anspruch 10, wobei das Fahrgestell-Bodenstrukturelement (105) Teil eines doppelten Bodens des Fahrgestells (100) ist, welcher einen Fahrgestell-Hohlraum (110) aufweist, und mindestens das dritte Verstärkungsprofil (113) innerhalb des Fahrgestell-Hohlraums (110) angeordnet ist.
12. Fahrgestell nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , wobei mindestens das dritte Verstärkungsprofil (113) einen Profilquerschnitt aufweist, der mäanderprofilförmig, wellenprofilförmig, hut- profilförmig, C-profilförmig oder rechteck-profilförmig ist.
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