WO2019201647A1 - Befestigungsvorrichtung zum befestigen eines hochvoltspeichergehäuses an einem rohbauteil eines kraftfahrzeugs sowie hochvoltspeichergehäuse - Google Patents

Befestigungsvorrichtung zum befestigen eines hochvoltspeichergehäuses an einem rohbauteil eines kraftfahrzeugs sowie hochvoltspeichergehäuse Download PDF

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fastening
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voltage storage
webs
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Jens Feichtinger
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • B60K2001/0438—Arrangement under the floor
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Fastening device for fastening a high-voltage accumulator housing to a shell component of a motor vehicle and high-voltage accumulator housing
  • the invention relates to a fastening device for fastening a
  • a high-voltage storage with a housing for receiving energy storage cells is known. On both sides of the housing is in each case a holding device for fastening the high-voltage accumulator to a
  • the holding device comprises a screw connection, via which the holding device can be connected to a vehicle longitudinal member.
  • the object of the present invention is to provide a fastening device for fastening a high-voltage accumulator housing to a shell component of a motor vehicle and a high-voltage accumulator housing with a fastening device, which are particularly lightweight.
  • High-voltage storage housing solved with such a fastening device.
  • a first aspect of the invention relates to a fastening device for fastening a high-voltage storage housing to a shell component of a motor vehicle.
  • the fastening device comprises a plurality of fastening elements, which are connectable to the shell component of the motor vehicle. Furthermore, the
  • Fastening device integrally formed with the fastening elements basic element, via which the fastening device with the
  • High-voltage storage housing is connectable.
  • the fastening device can for example, with the shell component of the motor vehicle by means of at least one
  • Screw connection can be connected.
  • Fastening device with the shell component is connectable, are positioned over the base member relative to each other, wherein the fastening elements and the base member in one piece and the fastening device are thus integrally formed.
  • Fastening device is connected, for example, with the high-voltage storage housing via a cohesive connection and / or via a non-positive connection and / or via a positive connection.
  • the fastening device is screwed to the high-voltage storage housing and / or welded.
  • the base element comprises a truss structure having a plurality of webs, via which the fastening elements are interconnected.
  • the fastening elements are positioned relative to one another by means of the webs and, moreover, connected to one another via the webs.
  • the webs are at least partially spaced from each other, so that by means of the webs at least a material-free space is framed.
  • the basic element in the form of a framework of train or pressure-stressed webs is formed, the ends of which are interconnected via nodes.
  • the truss structure allows the basic element to be particularly stable and, at the same time, particularly lightweight. About the truss structure providing webs, the fasteners are thus advantageously particularly stable positioned relative to each other.
  • Fastening device is a casting or a forged part. This means that the fastening device and thus the fastening elements and the base element formed integrally with the fastening elements have been produced in the course of a casting process or in the context of a forging process. In a forged embodiment of the fastening device, a failure behavior and / or a deformation of the fastening device can be adjusted in a targeted manner. Furthermore, the fastening device can be produced particularly quickly as a cast part or as a forged part in comparison with a welded version.
  • At least one of the fastening elements is arranged at a crossing point of at least two webs.
  • this is at least one fastener with connected at least two angularly aligned webs.
  • at least one of the webs is arranged at one end on a first fastening element and the other end on a second fastening element in order to connect the one fastening element to the other fastening element.
  • Fixing elements may be arranged, for example, at nodes of the truss structure, whereby the fastening device can be made very stable.
  • Fastening elements have bores, via which the fastening device can be brought into engagement with the shell component.
  • the bores have respective threads via which the fastening elements can be connected by means of screw connections to the shell component of the motor vehicle.
  • the holes are different from the material-free open spaces of the truss structure framed by the bars.
  • the bores are perpendicular to a flat truss structure defined by the webs. Consequently, the fastening device can be connected via a direction perpendicular to the plane of the truss structure force direction with the shell of the motor vehicle.
  • the holes allow a particularly simple fastening of the fastening device to the shell component of the motor vehicle.
  • At least two webs are connected to one another via a surface element framed by the webs and having at least one bore.
  • at least two webs are connected to one another via the flat surface element, wherein a plane of the surface element runs parallel to the flat framework structure.
  • the at least one bore of the surface element allows a further attachment of the fastening device via the surface element to the shell part of the
  • the surface element can lead to a particularly high stability of the fastening device.
  • Fasteners are each connected to at least three at an angle to each other in a plane arranged webs. As a result, a torsion of the respective fastener connected via the three webs relative to the webs
  • the fastening elements protrude beyond the webs on at least one support side of the fastening device, wherein the support side is adapted to be placed on the green component for connecting the fastening device to a support surface of the shell component ,
  • the fastening elements protrude beyond the webs perpendicular to the plane of the truss structure defined by the webs.
  • the fastening device is arranged on the bearing surface of the shell component arranged at least substantially parallel to the plane of the framework structure of the webs, then at least one of the fastening elements rests on the bearing surface of the shell component, wherein the webs are spaced from the bearing surface of the shell component.
  • the fastening elements via which the fastening device is to be connected to the shell component, are not impaired by the webs when they lie as flat as possible on the support surface of the shell component. Consequently, in the connection of the fastening device to the shell component, the fastening elements are intended to rest against the shell component, wherein the webs are spaced from the shell component and position the fastening elements relative to one another. Consequently, the fastening elements have a perpendicular to the plane formed by the truss structure extending height, which is greater than a height of the webs aligned in this way. In particular, the fastening elements are both above and below perpendicular to the plane formed by the framework structure on the webs out.
  • the respective fastening element can be applied particularly advantageously to the bearing surface of the shell component.
  • a particularly stable connection of the fastening device with the shell component of the motor vehicle can be produced.
  • the fastening device has a support side, on which at a fastening of the fastening device via the fastening elements on the
  • the base element rests flat on the shell component. This means that the base element is in surface contact with the shell component, wherein over the
  • Fastening the fastening device is attached to the shell component.
  • the webs of the truss structure extend in a parallel to a voltage applied to the Aufliegeseite surface of the shell component level.
  • the areal Resting the fastening device at least substantially over the entire Aufliegeseite allows a particularly secure fastening of the
  • High-voltage storage housing on the shell of the motor vehicle is High-voltage storage housing on the shell of the motor vehicle.
  • Fastening device on the shell component on the base member with the shell component is in direct contact.
  • the webs are arranged along their longitudinal direction parallel to a surface of the shell component in contact with the fastening device.
  • the fastening elements are integrated into the truss structure of the base element. This means that at least one of the fastening elements is completely surrounded by the truss structure of the base element. Further fastening elements can be arranged on an edge of the truss structure. The at least one completely surrounded by the framework structure of the basic element
  • Fastener is connected to webs of the truss structure to be held in the plane of the webs of the truss structure.
  • the base element is particularly secure fastened to the shell component.
  • a second aspect of the invention relates to a high-voltage storage housing with a
  • the one-piece fastening device which is designed for example as a casting or forging, is arranged.
  • the Fastening device welded to the high-voltage storage housing and / or be glued and / or screwed.
  • Fastening device are to be regarded as advantages and advantageous developments of the high-voltage storage housing according to the invention and vice versa. For this reason, the advantages and advantageous developments of the high-voltage storage housing according to the invention are not described here again.
  • High-voltage storage housing is arranged. At the side wall of the
  • High-voltage storage housing is a narrow side of the
  • the frontal side wall is an end face of the
  • High-voltage battery housing When installing the high-voltage storage housing in the motor vehicle, the high-voltage storage housing is connected by means of the fastening device on the front-side side wall with the shell part of the motor vehicle.
  • the high-voltage storage housing can thus be mounted particularly space-saving on the shell of the motor vehicle.
  • the fastening device is thus particularly space-saving ausgestaltbar.
  • High-voltage storage housing is arranged and protrudes perpendicularly from the front end side wall.
  • the fastening device is on a surface of the front end side also referred to as the front end side
  • the high-voltage storage housing can be attached to a front cross member of the motor vehicle as the shell component. This allows a particularly stable attachment of the high-voltage storage housing to the shell component of the motor vehicle.
  • Fig. 1 is a schematic plan view of a fastening device for
  • Fig. 2 is a schematic perspective view of the high-voltage storage housing with the fastening device according to FIG. 1, wherein the webs form a two-dimensional framework structure.
  • a fastening device 1 is shown in a schematic plan view.
  • a high-voltage storage housing 2 is shown at one
  • the high-voltage storage housing 2 can provide a receiving space for a high-voltage storage device, wherein the motor vehicle can be driven by means of electrical energy from the high-voltage storage device.
  • the one-piece fastening device 1 is designed as a forged part.
  • the high-voltage storage housing 2 is shown in a schematic perspective view in FIG. 2, the high-voltage storage housing 2 in the present case being at least two
  • Fastening devices 1 comprises, by means of which the high-voltage storage housing 2 can be fastened to the shell component of the motor vehicle.
  • the high-voltage storage housing 2 a plurality of battery cells and electronics and / or a cooling device for cooling the battery cells are receivable to provide electrical energy for driving the motor vehicle by means of the battery cells.
  • a cooling device for cooling the battery cells are receivable to provide electrical energy for driving the motor vehicle by means of the battery cells.
  • Motor vehicle may in particular be a vehicle longitudinal member or a vehicle cross member.
  • Fastening device 1 a plurality of fasteners 3, in this case four fasteners 3, on, via which the fastening device 1 with the
  • Shell component is connectable.
  • the fastening elements 3 each have a continuous bore 4, via which the fastening elements 3 can be frictionally connected to the shell component.
  • the fastening elements 3 are positioned in a plane relative to each other.
  • the fastening elements 3 can be placed on a bearing surface of the shell component in order to be connected via the holes 4 with the shell component.
  • the fastening elements 3 can each have at least one support side 5, in the present case two mutually opposite support sides 5, wherein the support sides 5 are each adapted to be placed on the shell component for connecting the fastening device 1 with the shell component.
  • the fastening device 1 comprises, in addition to the fastening elements 3, a basic element 6 formed integrally with the fastening elements 3, by means of which the fastening device 1 can be connected to the high-voltage storage housing 2.
  • the base element 6 comprises a truss structure with a plurality of webs 7, via which the fastening elements 3 are connected to one another.
  • the fasteners 3 are present in each case
  • the fastening elements 3 are presently connected in each case with at least three webs 7 arranged at an angle to one another in the plane.
  • the fastening device 1 has a Aufliegeseite over which the
  • Fixing device 1 rests flat in its attached to the shell component state on the shell component.
  • the support side may be provided by the base member 6 and / or the fasteners 3.
  • the base element 6 rests flat with its truss structure on the shell component.
  • Base element 6 is connected to the shell component in connection with a fastening of the fastening device 1 to the shell component.
  • a particularly secure attachment of the base member 6 to the shell component is made possible if at least one of the fasteners 3 completely in the Truss structure is integrated. This allows the framework structure of the primitive
  • Base element 6 distributed to be arranged.
  • a fastening direction in which the fastening elements 3 can be frictionally connected to the shell component runs perpendicular to the plane in which all the webs 7 of the flat framework structure lie.
  • the webs 7 form an in-plane flat truss structure.
  • the webs 7 form a three-dimensional framework structure.
  • Under the framework structure is a framework structure to understand, wherein in the plane a plurality of webs 7 together frame at least one material-free space or a material-free surface 8 of the plane.
  • between at least two webs 7 arranged in the plane surface element 9 may be arranged, via which the respective webs 7 are interconnected.
  • the truss structure encloses three material-free surfaces 8 in the plane.
  • each of the surface elements 9 has a bore 10, which in each case make it possible to connect the fastening device 1 to at least one further element.
  • the fasteners 3 are along a longitudinal direction of the holes 4 of the fasteners 3 on the webs
  • the bearing sides 5 of the fastening elements 3 can rest flat against the bearing surface of the shell component.
  • the longitudinal direction of the bores 4 extends in the present case perpendicular to the plane of the flat framework structure.
  • High-voltage storage housing 2 attached.
  • the fastening device 1 is perpendicular from the front side wall 1 1 of the high-voltage storage housing 2 from the front, so that the webs 7 of the flat truss structure are arranged in a plane perpendicular to the side wall 1 1 level.
  • the high-voltage storage housing 2 is thus on the front side wall 11 to the shell of the motor vehicle fastened, whereby a particularly space-saving connection of the high-voltage storage housing 2 can be implemented on a shell of the motor vehicle. In the present case are on the front side
  • Fastening devices 1 each less than a third, in particular less than a quarter, a side length of the side wall 1 1 of the
  • the fastening device 1 is based on the finding that
  • High-voltage storage housing are often designed as welded structures, which consist of connected profiles and moldings.
  • connections of the high-voltage storage housing 2 to a vehicle structure, in particular the shell component usually also designed as a welded construction.
  • High-voltage storage enclosure 2 to the vehicle structure are doing high demands in terms of crash behavior and load transfer.
  • Welded connections are very often complex partial assemblies and have numerous welds.
  • the high-voltage storage housing 2 is present instead of by means of a welded connection by means of the forged or alternatively cast
  • Fastening device 1 attached to the vehicle structure, in particular the shell component of the motor vehicle.
  • the advantage here lies in a freely configurable geometry of the fastening device 1, provided that it is designed as a forging component or as a cast component.
  • power flows in the fastening device 1 can be optimally adjusted and a connection between the fastening device 1 and the high-voltage storage housing 2 is particularly easy to represent with simple welded joints and suitable welding methods.
  • Embodiment of the fastening device 1 as a forging component can be a
  • the fastening device 1 can be made particularly quickly when the fastening device 1 is integrally formed and does not have to be welded together from individual parts.
  • other interfaces such as the holes 10 of the respective surface element 9, are integrated to connect the fastening device 1 with at least one further element.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung (1) zum Befestigen eines Hochvoltspeichergehäuses (2) an einem Rohbauteil eines Kraftfahrzeugs, mit einer Mehrzahl von Befestigungselementen (3), welche mit dem Rohbauteil des Kraftfahrzeugs verbindbar sind, und mit einem einstückig mit den Befestigungselementen (3) ausgebildeten Grundelement (6), über welches die Befestigungsvorrichtung (3) mit dem Hochvoltspeichergehäuse (2) verbindbar ist, wobei das Grundelement (6) eine Fachwerkstruktur mit einer Mehrzahl von Stegen (7) umfasst, über welche die Befestigungselemente (3) miteinander verbunden sind.

Description

Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Hochvoltspeichergehäuses an einem Rohbauteil eines Kraftfahrzeugs sowie Hochvoltspeichergehäuse
Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines
Hochvoltspeichergehäuses an einem Rohbauteil eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Hochvoltspeichergehäuse mit einer Befestigungsvorrichtung.
Aus der DE 10 2011 116 630 A1 ist ein Hochvoltspeicher mit einem Gehäuse zur Aufnahme von Energiespeicherzellen bekannt. Beidseitig des Gehäuses befindet sich jeweils eine Haltevorrichtung zum Befestigen des Hochvoltspeichers an einer
Fahrzeugkarosserie. Die Haltevorrichtung umfasst eine Schraubverbindung, über welche die Haltevorrichtung mit einem Fahrzeuglängsträger verbunden werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Hochvoltspeichergehäuses an einem Rohbauteil eines Kraftfahrzeugs sowie ein Hochvoltspeichergehäuse mit einer Befestigungsvorrichtung zu schaffen, welche besonders leicht ausgeführt sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße durch eine Befestigungsvorrichtung zum
Befestigen eines Hochvoltspeichergehäuses an einem Rohbauteil eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs sowie durch ein
Hochvoltspeichergehäuse mit einer derartigen Befestigungsvorrichtung gelöst.
Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen
Patentansprüche und der Beschreibung.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Hochvoltspeichergehäuses an einem Rohbauteil eines Kraftfahrzeugs. Die Befestigungsvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Befestigungselementen, welche mit dem Rohbauteil des Kraftfahrzeugs verbindbar sind. Des Weiteren umfasst die
Befestigungsvorrichtung ein einstückig mit den Befestigungselementen ausgebildetes Grundelement, über welches die Befestigungsvorrichtung mit dem
Hochvoltspeichergehäuse verbindbar ist. Die Befestigungsvorrichtung kann beispielsweise mit dem Rohbauteil des Kraftfahrzeugs mittels wenigstens einer
Schraubverbindung verbindbar sein. Die Befestigungselemente, über welche die
Befestigungsvorrichtung mit dem Rohbauteil verbindbar ist, sind über das Grundelement relativ zueinander positioniert, wobei die Befestigungselemente und das Grundelement einstückig und die Befestigungsvorrichtung somit einteilig ausgebildet sind. Die
Befestigungsvorrichtung ist beispielsweise mit dem Hochvoltspeichergehäuse über eine stoffschlüssige Verbindung und/oder über eine kraftschlüssige Verbindung und/oder über eine formschlüssige Verbindung verbunden. Insbesondere ist die Befestigungsvorrichtung an das Hochvoltspeichergehäuse angeschraubt und/oder angeschweißt.
Um eine besonders leichte und somit gewichtsarme Ausführung der
Befestigungsvorrichtung zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Grundelement eine Fachwerkstruktur mit einer Mehrzahl von Stegen umfasst, über welche die Befestigungselemente miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten sind die Befestigungselemente relativ zueinander mittels der Stege positioniert und darüber hinaus über die Stege miteinander verbunden. Die Stege sind zumindest bereichsweise beabstandet voneinander angeordnet, sodass mittels der Stege wenigstens ein materialfreier Freiraum umrahmt wird. Mit anderen Worten ist das Grundelement in Form eines Stabwerks aus Zug oder Druck beanspruchten Stegen ausgebildet, deren Enden über Knotenpunkte miteinander verbunden sind. Die Fachwerkstruktur ermöglicht, dass das Grundelement besonders stabil und gleichzeitig besonders leicht ausgeführt ist. Über die die Fachwerkstruktur bereitstellenden Stege sind die Befestigungselemente somit vorteilhafterweise besonders stabil relativ zueinander positionierbar.
In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die
Befestigungsvorrichtung ein Gussteil oder ein Schmiedeteil ist. Das bedeutet, dass die Befestigungsvorrichtung und somit die Befestigungselemente und das einstückig mit den Befestigungselementen ausgebildete Grundelement im Rahmen eines Gussverfahrens oder im Rahmen eines Schmiedeverfahrens hergestellt worden sind. Bei einer geschmiedeten Ausführung der Befestigungsvorrichtung kann ein Versagensverhalten und/oder eine Verformung der Befestigungsvorrichtung gezielt eingestellt werden. Des Weiteren ist die Befestigungsvorrichtung als Gussteil oder als Schmiedeteil im Vergleich zu einer geschweißten Ausführung besonders schnell herstellbar.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens eines der Befestigungselemente an einem Kreuzungspunkt wenigstens zweier Stege angeordnet ist. Somit ist das wenigstens eine Befestigungselement mit wenigstens zwei winklig zueinander ausgerichteten Stegen verbunden. Dies ermöglicht eine besonders stabile Ausführung der Befestigungsvorrichtung. Hierbei ist wenigstens einer der Stege einenends an einem ersten Befestigungselement und andernends an einem zweiten Befestigungselement angeordnet, um das eine Befestigungselement mit dem anderen Befestigungselement zu verbinden. Somit können die
Befestigungselemente beispielsweise an Knotenpunkten der Fachwerkstruktur angeordnet sein, wodurch die Befestigungsvorrichtung besonders stabil ausgeführt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
Befestigungselemente Bohrungen aufweisen, über welche die Befestigungsvorrichtung mit dem Rohbauteil in Eingriff bringbar ist. Beispielsweise weisen die Bohrungen jeweilige Gewinde auf, über welche die Befestigungselemente mittels Schraubverbindungen mit dem Rohbauteil des Kraftfahrzeugs verbunden werden können. Die Bohrungen sind zu den von den Stegen umrahmten materialfreien Freiflächen der Fachwerkstruktur unterschiedlich. Beispielsweise verlaufen die Bohrungen senkrecht zu einer durch die Stege definierten ebenen Fachwerkstruktur. Folglich kann die Befestigungsvorrichtung über eine senkrecht zur Ebene der Fachwerkstruktur verlaufenden Kraftrichtung mit dem Rohbauteil des Kraftfahrzeugs verbunden werden. Die Bohrungen ermöglichen ein besonders einfaches Befestigen der Befestigungsvorrichtung an dem Rohbauteil des Kraftfahrzeugs.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens zwei Stege über ein von den Stegen umrahmtes und wenigstens eine Bohrung aufweisendes Flächenelement miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten sind wenigstens zwei Stege über das ebene Flächenelement miteinander verbunden, wobei eine Ebene des Flächenelements parallel zur ebenen Fachwerkstruktur verläuft.
Die wenigstens eine Bohrung des Flächenelements ermöglicht eine weitere Befestigung der Befestigungsvorrichtung über das Flächenelement an dem Rohbauteil des
Kraftfahrzeugs. Des Weiteren kann das Flächenelement zu einer besonders hohen Stabilität der Befestigungsvorrichtung führen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Befestigungselemente jeweils mit wenigstens drei winklig zueinander in einer Ebene angeordneten Stegen verbunden sind. Hierdurch kann eine Torsion des jeweiligen über die drei Stege angebundenen Befestigungselements relativ zu den Stegen
beziehungsweise relativ zu dem Grundelement zumindest im Wesentlichen unterbunden werden und somit eine besonders stabile Ausführung der Befestigungsvorrichtung erreicht werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Befestigungselemente an wenigstens einer Auflageseite der Befestigungsvorrichtung über die Stege hinaus abstehen, wobei die Auflageseite dazu eingerichtet ist, zum Verbinden der Befestigungsvorrichtung an einer Auflagefläche des Rohbauteils auf das Rohbauteil aufgelegt zu werden. Das bedeutet, dass die Befestigungselemente senkrecht zu der durch die Stege definierten Ebene der Fachwerkstruktur über die Stege hinaus abstehen. Wird somit die Befestigungsvorrichtung auf die zumindest im Wesentlichen parallel zur Ebene der Fachwerkstruktur der Stege angeordnete Auflagefläche des Rohbauteils angeordnet, so liegt wenigstens eines der Befestigungselemente auf der Auflagefläche des Rohbauteils auf, wobei die Stege beabstandet von der Auflagefläche des Rohbauteils sind. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Befestigungselemente, über welche die Befestigungsvorrichtung mit dem Rohbauteil zu verbinden ist, von den Stegen bei ihrem möglichst flächigem Aufliegen auf der Auflagefläche des Rohbauteils nicht beeinträchtigt werden. Folglich sollen bei der Verbindung der Befestigungsvorrichtung mit dem Rohbauteil die Befestigungselemente an dem Rohbauteil anliegen, wobei die Stege von dem Rohbauteil beabstandet sind und die Befestigungselemente relativ zueinander positionieren. Folglich weisen die Befestigungselemente eine senkrecht zur durch die Fachwerkstruktur gebildeten Ebene verlaufende Höhe auf, welche größer ist als eine derart ausgerichtete Höhe der Stege. Insbesondere stehen die Befestigungselemente sowohl nach oben als auch nach unten senkrecht zur durch die Fachwerkstruktur gebildeten Ebene über die Stege hinaus. Somit kann insbesondere an beiden Öffnungen der jeweiligen durchgängigen Bohrungen der Befestigungselemente nach oben und nach unten das jeweilige Befestigungselement besonders vorteilhaft an der Auflagefläche des Rohbauteils angelegt werden. Hierdurch ist eine besonders stabile Verbindung der Befestigungsvorrichtung mit dem Rohbauteil des Kraftfahrzeugs herstellbar.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Befestigungsvorrichtung eine Aufliegeseite aufweist, an welcher bei einer Befestigung der Befestigungsvorrichtung über die Befestigungselemente an dem
Rohbauteil das Grundelement an dem Rohbauteil flächig aufliegt. Das bedeutet, dass das Grundelement in flächigem Kontakt mit dem Rohbauteil ist, wobei über die
Befestigungselemente die Befestigungsvorrichtung an dem Rohbauteil befestigt ist. Bei dieser Anordnung erstrecken sich die Stege der Fachwerkstruktur in einer zu einer an der Aufliegeseite anliegenden Oberfläche des Rohbauteils parallelen Ebene. Das flächige Aufliegen der Befestigungsvorrichtung zumindest im Wesentlichen über deren gesamte Aufliegeseite ermöglicht ein besonders sicheres Befestigen des
Hochvoltspeichergehäuses an dem Rohbauteil des Kraftfahrzeugs.
In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn sämtliche Stege der Fachwerkstruktur bei einer Befestigung der Befestigungsvorrichtung über die Befestigungselemente an dem Rohbauteil an dem Rohbauteil anliegen. Das bedeutet, dass jeder der Stege der Fachwerkstruktur bei dem Aufliegen der
Befestigungsvorrichtung an dem Rohbauteil über das Grundelement mit dem Rohbauteil in direktem Kontakt steht. Insbesondere sind die Stege bei der an dem Rohbauteil befestigten Befestigungsvorrichtung entlang ihrer Längserstreckungsrichtung parallel zu einer mit der Befestigungsvorrichtung in Kontakt stehenden Oberfläche des Rohbauteils angeordnet. Somit kann bei besonders leichter Bauweise der Befestigungsvorrichtung ein besonders großer flächiger Kontakt zwischen der Befestigungsvorrichtung und dem Rohbauteil hergestellt werden, um eine sichere Befestigung des
Hochvoltspeichergehäuses an dem Rohbauteil zu gewährleisten.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Befestigungselemente in die Fachwerkstruktur des Grundelements integriert sind. Das bedeutet, dass zumindest eines der Befestigungselemente vollumfänglich von der Fachwerkstruktur des Grundelements umgeben ist. Weitere Befestigungselemente können an einem Rand der Fachwerkstruktur angeordnet sein. Das zumindest eine vollumfänglich von der Fachwerkstruktur des Grundelements umgebene
Befestigungselement ist mit Stegen der Fachwerkstruktur verbunden, um in der Ebene der Stege der Fachwerkstruktur gehalten zu werden. In der Ebene der Stege der Fachwerkstruktur befinden sich zu allen Seiten des zumindest einen vollumfänglich von der Fachwerkstruktur des Grundelements umgebene Befestigungselements Stege der Fachwerkstruktur, sodass das Befestigungselement innerhalb der Ebene der Stege der Fachwerkstruktur zu jeder Seite hin von den Stegen umschlossen ist. Über die in die Fachwerkstruktur integrierten Befestigungselemente ist das Grundelement besonders sicher an dem Rohbauteil befestigbar.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Hochvoltspeichergehäuse mit einer
Befestigungsvorrichtung, wie sie bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung beschrieben worden ist. Das bedeutet, dass an dem
Hochvoltspeichergehäuse die einstückige Befestigungsvorrichtung, welche beispielsweise als Gussteil oder Schmiedeteil ausgeführt ist, angeordnet ist. Hierbei kann die Befestigungsvorrichtung an das Hochvoltspeichergehäuse angeschweißt und/oder angeklebt und/oder angeschraubt sein.
Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen
Befestigungsvorrichtung sind als Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Hochvoltspeichergehäuses anzusehen und umgekehrt. Aus diesem Grund sind die Vorteile und vorteilhaften Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Hochvoltspeichergehäuses hier nicht noch einmal beschrieben.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Hochvoltspeichergehäuses ist vorgesehen, dass die Befestigungsvorrichtung an einer stirnseitigen Seitenwand des
Hochvoltspeichergehäuses angeordnet ist. Bei der Seitenwand des
Hochvoltspeichergehäuses handelt es sich um eine Schmalseite des
Hochvoltspeichergehäuses. Die stirnseitige Seitenwand ist eine Stirnseite des
Hochvoltspeichergehäuses. Somit wird bei einem Einbau des Hochvoltspeichergehäuses in das Kraftfahrzeug das Hochvoltspeichergehäuse mittels der Befestigungsvorrichtung über die stirnseitige Seitenwand mit dem Rohbauteil des Kraftfahrzeugs verbunden. Das Hochvoltspeichergehäuse kann somit besonders bauraumsparend an dem Rohbauteil des Kraftfahrzeugs befestigt werden. Insbesondere ist die Befestigungsvorrichtung hierdurch besonders platzsparend ausgestaltbar.
Es hat sich als insbesondere vorteilhaft erwiesen, wenn die Befestigungsvorrichtung an einer in einer Einbaulage des Hochvoltspeichergehäuses in dem Kraftfahrzeug entlang einer Fahrzeuglängsrichtung vorderen stirnseitigen Seitenwand des
Hochvoltspeichergehäuses angeordnet ist und von der vorderen stirnseitigen Seitenwand senkrecht absteht. Mit anderen Worten steht die Befestigungsvorrichtung über eine Oberfläche der auch als vordere Stirnseite bezeichneten vorderen stirnseitigen
Seitenwand des Hochvoltspeichergehäuses senkrecht nach vorne ab. Hierdurch kann das Hochvoltspeichergehäuse an einem vorderen Querträger des Kraftfahrzeugs als das Rohbauteil befestigt werden. Dies ermöglicht eine besonders stabile Befestigung des Hochvoltspeichergehäuses an dem Rohbauteil des Kraftfahrzeugs.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer Befestigungsvorrichtung zum
Befestigen eines Hochvoltspeichergehäuses an einem Rohbauteil eines Kraftfahrzeugs mit einer Mehrzahl von Befestigungselementen, welche über jeweilige eine Fachwerkstruktur bildende Stege miteinander verbunden sind; und
Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht des Hochvoltspeichergehäuses mit der Befestigungsvorrichtung gemäß Fig. 1 , wobei die Stege eine zweidimensionale Fachwerkstruktur bilden.
In Fig. 1 ist in einer schematischen Draufsicht eine Befestigungsvorrichtung 1 dargestellt. Mittels der Befestigungsvorrichtung 1 ist ein Hochvoltspeichergehäuse 2 an einem
Rohbauteil eines Kraftfahrzeugs befestigbar. Das Hochvoltspeichergehäuse 2 kann einen Aufnahmeraum für eine Hochvoltspeichereinrichtung bereitstellen, wobei mittels elektrischer Energie aus der Hochvoltspeichereinrichtung das Kraftfahrzeug antreibbar ist.
Vorliegend ist die einstückige Befestigungsvorrichtung 1 als Schmiedeteil ausgeführt.
Das Hochvoltspeichergehäuse 2 ist in Fig. 2 in einer schematischen Perspektivansicht dargestellt, wobei das Hochvoltspeichergehäuse 2 vorliegend wenigstens zwei
Befestigungsvorrichtungen 1 umfasst, mittels welchen das Hochvoltspeichergehäuse 2 an dem Rohbauteil des Kraftfahrzeugs befestigbar ist. In dem Hochvoltspeichergehäuse 2 sind eine Mehrzahl von Batteriezellen sowie Elektronik und/oder eine Kühleinrichtung zum Kühlen der Batteriezellen aufnehmbar, um mittels der Batteriezellen elektrische Energie zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitzustellen. Bei dem Rohbauteil des
Kraftfahrzeugs kann es sich insbesondere um einen Fahrzeuglängsträger oder einen Fahrzeugquerträger handeln. Zum Verbinden der Befestigungsvorrichtung 1 mit dem Rohbauteil weist die
Befestigungsvorrichtung 1 eine Mehrzahl von Befestigungselementen 3, vorliegend vier Befestigungselemente 3, auf, über welche die Befestigungsvorrichtung 1 mit dem
Rohbauteil verbindbar ist. Die Befestigungselemente 3 weisen vorliegend jeweils eine durchgehende Bohrung 4 auf, über welche die Befestigungselemente 3 kraftschlüssig mit dem Rohbauteil verbindbar sind. Die Befestigungselemente 3 sind in einer Ebene relativ zueinander positioniert. Zum Verbinden der Befestigungselemente 3 mit dem Rohbauteil können die Befestigungselemente 3 auf einer Auflagefläche des Rohbauteils aufgelegt werden, um über die Bohrungen 4 mit dem Rohbauteil verbunden zu werden. Hierfür können die Befestigungselemente 3 jeweils wenigstens eine Auflageseite 5, vorliegend zwei einander gegenüberliegende Auflageseiten 5, aufweisen, wobei die Auflageseiten 5 jeweils dazu eingerichtet sind, zum Verbinden der Befestigungsvorrichtung 1 mit dem Rohbauteil auf das Rohbauteil aufgelegt zu werden.
Die Befestigungsvorrichtung 1 umfasst zusätzlich zu den Befestigungselementen 3 ein einstückig mit den Befestigungselementen 3 ausgebildetes Grundelement 6, über welches die Befestigungsvorrichtung 1 mit dem Hochvoltspeichergehäuse 2 verbindbar ist. Für eine besonders stabile und gleichzeitig besonders leichte Ausführung der Befestigungsvorrichtung 1 umfasst das Grundelement 6 eine Fachwerkstruktur mit einer Mehrzahl von Stegen 7, über welche die Befestigungselemente 3 miteinander verbunden sind. Hierbei sind die Befestigungselemente 3 vorliegend an jeweiligen
Kreuzungspunkten der Fachwerkstruktur beziehungsweise der Stege 7 angeordnet.
Somit sind die Befestigungselemente 3 vorliegend jeweils mit wenigstens drei winklig zueinander in der Ebene angeordneten Stegen 7 verbunden.
Die Befestigungsvorrichtung 1 weist eine Aufliegeseite auf, über welche die
Befestigungsvorrichtung 1 in ihrem an dem Rohbauteil befestigten Zustand flächig an dem Rohbauteil anliegt. Die Aufliegeseite kann von dem Grundelement 6 und/oder den Befestigungselementen 3 bereitgestellt werden. Für ein besonders positionssicheres Anlegen und Ausrichten der Befestigungsvorrichtung 1 relativ zum Rohbauteil kann es vorgesehen sein, dass das Grundelement 6 mit seiner Fachwerkstruktur flächig an dem Rohbauteil anliegt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass jeder Steg 7 des
Grundelements 6 mit dem Rohbauteil in Verbindung steht bei einer Befestigung der Befestigungsvorrichtung 1 an dem Rohbauteil.
Eine besonders sichere Befestigung des Grundelements 6 an dem Rohbauteil wird ermöglicht, wenn wenigstens eines der Befestigungselemente 3 vollständig in die Fachwerkstruktur integriert ist. Hierdurch kann die Fachwerkstruktur des Grundelements
6 sicher und fest mit dem Rohbauteil verbunden werden. Insbesondere sind sämtliche Befestigungselemente 3 über die Fachwerkstruktur verteilt an dem Grundelement 6 angeordnet. Hierbei können die Befestigungselemente 3 gleichmäßig über das
Grundelement 6 verteilt angeordnet sein. Eine Befestigungsrichtung, in welcher die Befestigungselemente 3 kraftschlüssig mit dem Rohbauteil verbindbar sind, verläuft senkrecht zu der Ebene, in welcher sämtliche Stege 7 der ebenen Fachwerkstruktur liegen.
Vorliegend bilden die Stege 7 eine in der Ebene liegende ebene Fachwerkstruktur aus. Alternativ können die Stege 7 eine dreidimensionale Fachwerkstruktur ausbilden. Unter der Fachwerkstruktur ist eine Stabwerksstruktur zu verstehen, wobei in der Ebene mehrere Stege 7 miteinander wenigstens einen materialfreien Raum beziehungsweise eine materialfreie Fläche 8 der Ebene umrahmen. Zusätzlich kann zwischen wenigstens zwei Stegen 7 ein in der Ebene angeordnetes Flächenelement 9 angeordnet sein, über welches die jeweiligen Stege 7 miteinander verbunden sind. Vorliegend umschließt die Fachwerkstruktur drei materialfreie Flächen 8 in der Ebene. Darüber hinaus weist die Befestigungsvorrichtung 1 drei Flächenelemente 9 auf, über welche jeweils drei Stege 7 miteinander verbunden sind. Jedes der Flächenelemente 9 weist vorliegend eine Bohrung 10 auf, welche jeweils ein Verbinden der Befestigungsvorrichtung 1 mit wenigstens einem weiteren Element ermöglichen.
Wie in Fig. 2 erkannt werden kann, stehen die Befestigungselemente 3 entlang einer Längserstreckungsrichtung der Bohrungen 4 der Befestigungselemente 3 über die Stege
7 und somit über das Grundelement 6 ab. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass bei einem Auflegen der Befestigungsvorrichtung 1 auf dem Rohbauteil bei einer an dem Rohbauteil zugewandten Anordnung der Auflageseiten 5 der Befestigungselemente 3, die Auflageseiten 5 der Befestigungselemente 3 flächig an der Auflagefläche des Rohbauteils aufliegen können. Die Längserstreckungsrichtung der Bohrungen 4 verläuft vorliegend senkrecht zur Ebene der ebenen Fachwerkstruktur.
Wie besonders gut aus Fig. 2 erkannt werden kann, ist die Befestigungsvorrichtung 1 an einer vorderen Seitenwand 1 1 , insbesondere einer Stirnseite, des
Hochvoltspeichergehäuses 2 befestigt. Die Befestigungsvorrichtung 1 steht von der vorderen Seitenwand 1 1 des Hochvoltspeichergehäuses 2 senkrecht nach vorne ab, sodass die Stege 7 der ebenen Fachwerkstruktur in einer zur Seitenwand 1 1 senkrecht stehenden Ebene angeordnet sind. Das Hochvoltspeichergehäuse 2 ist somit über die vordere Seitenwand 11 an dem Rohbauteil des Kraftfahrzeugs befestigbar, wodurch eine besonders platzsparende Anbindung des Hochvoltspeichergehäuses 2 an einem Rohbau des Kraftfahrzeugs umgesetzt werden kann. Vorliegend sind an der stirnseitigen
Seitenwand 1 1 des Hochvoltspeichergehäuses 2 zwei Befestigungsvorrichtungen 1 angeordnet, welche sich jeweils einzeln und gemeinsam lediglich über einen Teilabschnitt der stirnseitigen Seitenwand 1 1 erstrecken. Insbesondere erstrecken sich die
Befestigungsvorrichtungen 1 jeweils über weniger als ein Drittel, insbesondere über weniger als ein Viertel, einer Seitenlänge der Seitenwand 1 1 des
Hochvoltspeichergehäuses 2.
Der Befestigungsvorrichtung 1 liegt die Erkenntnis zugrunde, dass
Hochvoltspeichergehäuse häufig als Schweißkonstruktionen ausgeführt werden, welche aus verbundenen Profilen und Formteilen bestehen. Dabei werden Anbindungen der Hochvoltspeichergehäuse 2 an eine Fahrzeugstruktur, insbesondere das Rohbauteil, meist ebenfalls als Schweißkonstruktion ausgeführt. An die Anbindung des
Hochvoltspeichergehäuses 2 an die Fahrzeugstruktur werden dabei hohe Anforderungen bezüglich Crashverhalten und Lastübertragung gestellt. Verschweißte Anbindungen sind sehr häufig aufwendige Teilzusammenbauten und besitzen zahlreiche Schweißstellen.
Bei geschweißten Anbindungen ist es häufig schwer, in einem begrenzten Bauraum in einem Unterflur des Kraftfahrzeugs zurecht zu kommen und das
Hochvoltspeichergehäuse 2 mittels der Anbindung an einer Vielzahl von Schnittstellen der Fahrzeugstruktur zu verbinden.
Das Hochvoltspeichergehäuse 2 wird vorliegend anstatt mittels einer geschweißten Anbindung mittels der geschmiedeten oder alternativ gegossenen
Befestigungsvorrichtung 1 an der Fahrzeugstruktur, insbesondere dem Rohbauteil des Kraftfahrzeugs, befestigt. Der Vorteil hierbei liegt in einer frei gestaltbaren Geometrie der Befestigungsvorrichtung 1 , sofern diese als Schmiedebauteil oder als Gussbauteil ausgeführt ist. Hierdurch können Kraftflüsse in der Befestigungsvorrichtung 1 optimal eingestellt werden und eine Verbindung zwischen der Befestigungsvorrichtung 1 und dem Hochvoltspeichergehäuse 2 ist mit einfachen Schweißverbindungen und geeigneten Schweißverfahren besonders einfach darstellbar. Bei einer
Ausführung der Befestigungsvorrichtung 1 als Schmiedebauteil kann ein
Versagensverhalten und eine Verformung der Befestigungsvorrichtung 1 gezielt eingestellt werden. Des Weiteren kann die Befestigungsvorrichtung 1 besonders schnell hergestellt werden, wenn die Befestigungsvorrichtung 1 einstückig ausgebildet ist und nicht aus Einzelteilen zusammengeschweißt werden muss. Bei einer Gestaltung des Schmiedebauteils können zusätzlich zu einer Fahrzeuganbindung weitere Schnittstellen, wie die Bohrungen 10 des jeweiligen Flächenelements 9, integriert werden, um die Befestigungsvorrichtung 1 mit wenigstens einem weiteren Element zu verbinden.
Bezugszeichenliste
1 Befestigungsvorrichtung
2 Hochvoltspeichergehäuse
3 Befestigungselement
4 Bohrung
5 Auflageseite
6 Grundelement
7 Steg
8 Bleche
9 Flächenelement
10 Bohrung
1 1 Seitenwand

Claims

Patentansprüche
1. Befestigungsvorrichtung (1 ) zum Befestigen eines Hochvoltspeichergehäuses (2) an einem Rohbauteil eines Kraftfahrzeugs, mit einer Mehrzahl von
Befestigungselementen (3) , welche mit dem Rohbauteil des Kraftfahrzeugs verbindbar sind, und mit einem einstückig mit den Befestigungselementen (3) ausgebildetes Grundelement (6), über welches die Befestigungsvorrichtung (3) mit dem Hochvoltspeichergehäuse (2) verbindbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Grundelement (6) eine Fachwerkstruktur mit einer Mehrzahl von Stegen (7) umfasst, über welche die Befestigungselemente (3) miteinander verbunden sind.
2. Befestigungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Befestigungsvorrichtung (1 ) ein Gussteil oder ein Schmiedeteil ist.
3. Befestigungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eines der Befestigungselemente (3) an einem Kreuzungspunkt wenigstens zweier Stege (7) angeordnet ist.
4. Befestigungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Befestigungselemente (3) Bohrungen (4) aufweisen, über welche die
Befestigungsvorrichtung (1 ) mit dem Rohbauteil in Eingriff bringbar ist.
5. Befestigungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens zwei Stege (7) über ein von den Stegen (7) umrahmtes und wenigstens eine Bohrung (10) aufweisendes Flächenelement (9) miteinander verbunden sind.
6. Befestigungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (3) jeweils mit wenigstens drei winklig zueinander in einer Ebene angeordneten Stegen (7) verbunden sind.
7. Befestigungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Befestigungselemente (3) an wenigstens einer Auflageseite (5) der
Befestigungsvorrichtung (1 ) über die Stege (7) hinaus abstehen, wobei die
Auflageseite (5) dazu eingerichtet ist, zum Verbinden der Befestigungsvorrichtung (1 ) mit dem Rohbauteil auf das Rohbauteil aufgelegt zu werden.
8. Befestigungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Befestigungsvorrichtung (1 ) eine Aufliegeseite aufweist, an welcher bei einer Befestigung der Befestigungsvorrichtung (1 ) über die Befestigungselemente (3) an dem Rohbauteil das Grundelement (6) an dem Rohbauteil flächig aufliegt.
9. Befestigungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
sämtliche Stege (7) der Fachwerkstruktur bei einer Befestigung der
Befestigungsvorrichtung (1 ) über die Befestigungselemente (3) an dem Rohbauteil an dem Rohbauteil anliegen.
10. Befestigungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Befestigungselemente (3) in die Fachwerkstruktur des Grundelements (6) integriert sind.
11. Hochvoltspeichergehäuse (2) mit einer Befestigungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10.
12. Hochvoltspeichergehäuse (2) nach Anspruch 11 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Befestigungsvorrichtung (1 ) an einer stirnseitigen Seitenwand (11 ) des
Hochvoltspeichergehäuses (2) angeordnet ist.
13. Hochvoltspeichergehäuse (2) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Befestigungsvorrichtung (1 ) an einer in einer Einbaulage des
Hochvoltspeichergehäuses (2) in dem Kraftfahrzeug entlang einer
Fahrzeuglängsrichtung vorderen stirnseitigen Seitenwand (1 1 ) des
Hochvoltspeichergehäuses (2) angeordnet ist und von der vorderen stirnseitigen Seitenwand (1 1 ) senkrecht absteht.
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