WO2022090348A1 - Batterieschale, traktionsbatterie, kraftfahrzeug, werkzeug zum herstellen einer monolithischen batterieschale und verfahren zum herstellen einer monolithischen batterieschale - Google Patents

Batterieschale, traktionsbatterie, kraftfahrzeug, werkzeug zum herstellen einer monolithischen batterieschale und verfahren zum herstellen einer monolithischen batterieschale Download PDF

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Definitions

  • Battery tray traction battery , motor vehicle , tool for making a monolithic battery tray and method for making a monolithic battery tray
  • the invention relates to a battery tray, a traction battery, a motor vehicle, a tool for producing a monolithic battery tray and a method for producing a monolithic battery tray.
  • a battery in particular a traction battery for storing energy in a motor vehicle, consists of a large number of components.
  • a battery housing having at least one battery shell has the task, among other things, of fastening and protecting battery modules and other required components.
  • one or more battery temperature control elements are usually also arranged in the battery housing are set up to increase the heat of the battery modules and to transport them out of the housing or to supply the battery modules with heat.
  • Battery temperature control elements known in the form of a heat exchanger, which is designed to be flowed through by a heat transfer medium.
  • Battery shells with a designated temperature control circuit are known in the prior art, which have two double nipples as a separate assembly next to the battery shell or even as individual separate components on at least one side wall of the battery shell.
  • the double nipples are set up in such a way that a temperature control device can be connected to the outside of the battery shell and a battery temperature control element can be connected to the inside, so that the double nipples enable fluid exchange, in particular an exchange of a heat transfer medium, between the outside and the inside of the battery shell.
  • a disadvantage of the solution known from the prior art is that the double nipples have to be integrated into at least one side wall of the battery shell.
  • battery shells known in the prior art have a recess in the at least one side wall of the battery shell, which has to be sealed again by installing the at least two double nipples, so that proper use of a designated traction battery having such a battery shell can be ensured.
  • the double nipples known in the prior art require a comparatively large amount of space.
  • Another disadvantage of the known prior art is that the position of the double nipple can vary as a result of the comparatively high shape and position tolerances in the method for attaching and aligning the double nipple, which causes problems with the connection of a temperature control device on the outside of the battery shell and /or problems with the connection of a battery temperature control element on the inside of the battery tray.
  • this can lead to conflicts with the space requirements of adjacent components and/or systems in a motor vehicle that is comparatively densely populated with systems and components and also within the designated tightly packed battery tray, in particular between a battery module and a temperature control circuit line inside the battery tray.
  • the object of the invention is to provide an improvement or an alternative to the prior art.
  • the task is solved by a battery tray, in particular a battery tray of a traction battery, the battery tray being formed from plastic, the battery tray having a base and at least four side walls, the battery tray having an inside and an outside, the Battery shell has a first fluid channel and a second fluid channel, the first fluid channel and the second fluid channel extending through the battery shell, the first and/or the second fluid channel being formed monolithically with the battery shell.
  • a “traction battery” is understood to be an energy store, in particular an energy store for electric power.
  • a traction battery is preferably suitable for installation in and for driving electric cars.
  • a traction battery is preferably for use in a battery-electric motor vehicle and/or a motor vehicle with a battery-electric drive and Combustion engine suitable.
  • a "plastic” is understood to mean a material that mainly consists of macromolecules.
  • a synthetic material is preferably a thermoplastic synthetic material, whereby a thermoplastic synthetic material can be deformed in a material-dependent temperature range, whereby this process is reversible and can be repeated as often as desired by cooling and reheating to the molten state.
  • a housing component is a
  • Battery in particular a traction battery, understood.
  • a battery shell is set up to accommodate components of a battery and accordingly has a receiving space for accommodating components, so that they can be protected from external influences by the battery shell and/or at least indirectly secured in the battery shell.
  • a battery shell is preferably understood to mean a lower battery shell or an upper battery shell, with the lower battery shell and upper battery shell preferably together forming the essential components of the housing of a traction battery.
  • a battery shell has a “bottom” and, preferably, a traction battery with a substantially rectangular outline, at least four “side walls”.
  • the bottom and side walls of the battery tray form the capacity of a battery tray, with the capacity of the battery tray describing the “inside” of the battery tray.
  • the “outside” of the battery tray is on the side of the floor and side walls that faces away from the capacity.
  • a “fluid channel” is understood to mean a free cross section extending in a longitudinal direction of the fluid channel, which is delimited circumferentially by a channel wall in the direction of extension of the fluid channel, with a fluid channel opening into the surroundings of the channel at the beginning and at the end of its longitudinal extent.
  • a fluid channel is a cavity formed in the battery tray.
  • a fluid channel preferably has an elongate extent, with a length of the fluid channel being greater than a diameter of the fluid channel.
  • first fluid channel refers to a first fluid channel which, in particular, differs from a “second fluid channel”.
  • a fluid channel that "extends through the battery tray” is understood to mean a fluid channel that extends through at least one side wall and/or the bottom of the battery tray, so that the start or end of the longitudinal extension of the fluid channel is on the inside of the battery tray and the deviating opening of the fluid channel opens out on the outside of the battery shell.
  • the number of fluid channels according to this aspect of the invention is not limited to two fluid channels, but can be transferred analogously to a number of more than two fluid channels.
  • a designated traction battery having a battery shell according to the first aspect of the invention has a first fluid channel and a second fluid channel, the first fluid channel being set up as a flow with a designated heat transfer medium for at least one battery temperature control element on the inside of the battery shell.
  • the second fluid channel is set up as a return with the designated heat transfer medium for at least one battery temperature control element on the inside of the battery shell, so that the designated heat transfer medium flows through the first fluid channel into the interior of the battery shell and flows out again from the interior of the battery shell in a designated manner by means of the second fluid channel.
  • a “monolithically” shaped battery shell is understood to mean a battery shell which is produced in a single component in a cohesive and seamless manner.
  • a monolithically shaped battery shell is not composed of a plurality of individual parts, nor is it joined in a materially coherent manner from a plurality of individual parts, for example by means of a welding process. Rather, a monolithically shaped battery shell is seamless.
  • a monolithically shaped battery shell is preferably understood to mean a battery shell falling from a tool.
  • a tool-dropping battery shell is understood to mean a battery shell that is produced in one step using a tool.
  • a battery shell is now proposed here, the first and/or second fluid channel of which is formed monolithically with the battery shell.
  • the battery shell proposed here creates a seamless transition between the battery shell and the itself through the battery shell extending first and / or second fluid channel, which advantageously subsequent sealing of an area of the battery shell can be avoided, which had to be sealed in the prior art.
  • the availability of the battery shell can be increased by avoiding any problem area for the tightness of the battery shell.
  • the first and/or second fluid channel monolithically formed with the battery shell means that less installation space is required compared to the double nipple used in the prior art, in particular since a double nipple on its shaft requires additional installation space for fastening and sealing of the battery tray requires . This can also advantageously save material and thus money and weight.
  • the task is also solved in particular by a battery tray, in particular a battery tray of a traction battery, the battery tray being formed from plastic, the battery tray having a base and at least four side walls, the battery tray having an inside and an outside, the battery tray having a first fluid channel and a second fluid channel, wherein the first fluid channel and the second fluid channel extend through the battery tray.
  • the first and/or the second fluid channel is connected to the battery shell in a material-to-material and/or positive-locking and/or non-positive manner, in particular to at least one side wall of the battery shell.
  • the battery shell is manufactured using an injection molding process or a pressing process.
  • injection molding process is understood to mean a primary form process in which the material to be processed, in particular plastic, is liquefied by means of an injection molding machine and injected under pressure into a mold, the injection mold. In the injection mold, the material goes through cooling and/or a cross-linking reaction and can be removed as a component after opening the injection mold.
  • a “pressing process” is understood to mean a primary molding process in which the molding compound is introduced into the cavity of an associated pressing tool in a first step, with the pressing tool being closed in a second step, in particular using a pressure piston. Outside of the pressing tool, the molding compound acquires the shape specified by the pressing tool.
  • the pressing tool is preferably temperature-controlled.
  • thermoplastic or a duroplastic material is to be thought of in particular, which is optionally mixed with a fiber material, in particular glass fiber, carbon fiber, aramid fiber or the like.
  • a pressing process can also be understood as a direct compounding process (D-LFT), in which a fiber material is drawn into an extruder, impregnated there with the already melted matrix polymer, in particular a thermoplastic or a duroplastic, and in is transferred to an injection plunger and then introduced into the pressing tool as a molding compound.
  • D-LFT direct compounding process
  • the molding composition preferably has fibers up to a length of 5 mm.
  • an established manufacturing method for a battery shell according to claim 1 can be used, whereby costs can be saved and the process risk of the manufacturing process can be minimized.
  • the battery shell has on the outside at least one external reinforcement molded monolithically with the battery shell, in particular at least one external reinforcement extending in a longitudinal direction of the battery shell, in particular at least one outer reinforcement having two straps, in particular at least an outer stiffening means having two straps, which are at least indirectly spaced apart from one another by a spacer element, in particular a web.
  • an “external stiffening means” is understood to mean a geometric configuration of the battery shell on the outside of the battery shell and/or a material change in the battery shell, which is designed to stiffen the battery shell.
  • An outer stiffening means is preferably set up to stiffen the bottom of the battery tray and/or at least one side wall of the battery tray.
  • a profiling of at least one side wall of the battery shell is preferably considered, with the profiling of the at least one profiled side wall of the battery shell having at least one area moment of inertia of the at least one profiled side wall of the battery shell, particularly preferably two area moments of inertia of the at least one profiled side wall of the battery shell. increased compared to a side wall of a battery tray without profiling and with a comparable wall thickness and comparable material composition.
  • a profiling is preferably an I-profile, a U-profile, a T-profile, a Z-profile, an L-profile or a different profiling.
  • profiling can be understood to mean any geometric change compared to a planar extension of at least one side wall and/or the bottom of the battery shell.
  • a material change in at least one side wall of the battery shell should be considered for an outer stiffener, the material change in the at least a materially modified side wall of the battery tray at least one area moment of inertia of the at least one materially modified side wall of the battery tray, particularly preferably two area moments of inertia of the at least one materially modified side wall of the battery tray, compared to a side wall of a battery tray without profiling and with a comparable wall thickness and comparable profiling.
  • the addition of fiber material in at least one wall and/or the bottom of the battery shell should be considered in particular, with the fiber material being arranged in such a way that it has at least one area moment of inertia, preferably two area moments of inertia, of at least can increase a side wall and / or the bottom of the battery tray.
  • an external reinforcement presented here is not limited to reinforcement of a side wall of the battery shell, but that two or more side walls of the battery shell, preferably all side walls of the battery shell, can also have an outer reinforcement.
  • an external stiffening means can alternatively and analogously to at least one side wall also be set up to stiffen the bottom of a battery tray, in particular by means of profiling of the bottom and/or a material change in the bottom.
  • a battery shell can have a square base.
  • a "longitudinal direction" of the battery tray is a direction along a side wall of the
  • the longitudinal direction is understood to mean the direction in which the at least one side wall of the battery shell extends, which has the longest extent.
  • the direction of longitudinal extent is parallel to the bottom of the battery tray.
  • a “belt” is understood to mean a band of an extending profiling geometry.
  • girths are understood to mean the bands of an extending profiling geometry, which are kept at a distance by a spacer element, in particular a continuous web, and are thus set up to have at least one moment of inertia of a surface area to increase extending profile geometry.
  • a belt is preferably understood to mean the side wall of the battery shell.
  • the side wall which forms a chord of the outer stiffening element, is adjoined by a spacer element, which merges into a further chord.
  • a “spacer element” is understood to mean any geometry that is set up to keep two belts that extend essentially in a common direction at a distance from one another.
  • a spacer element is preferably understood to mean a web.
  • a "web” is understood to mean a flat connection between two straps, preferably between a strap in the form of a side wall of the battery tray and a strap corresponding thereto.
  • an outer reinforcement element in the form of a collar on the side wall of the battery shell should preferably be considered, with the collar being used to increase at least one area moment of inertia of the at least one side wall of the battery shell, particularly preferably to increase two area moments of inertia of the at least one side wall of the battery shell, compared to one Side wall of a battery shell is set up without a collar and with a comparable wall thickness and comparable material composition.
  • the rigidity of the battery shell can advantageously be increased by the outer reinforcement element.
  • an outer stiffening element additionally enables particularly effective protection against loads acting from the outside on the battery tray, in particular against loads that may occur in the event of a traffic accident and can lead to deformation of the designated motor vehicle having the battery tray.
  • an outer stiffening element advantageously offers an additional deformation zone in the area of the stiffening element, which can absorb energy from external loads by deforming the outer stiffening element before they act on the designated components and systems inside the battery shell.
  • the monolithic design can prevent any defects from occurring when a separately formed outer reinforcement element and a battery shell are connected.
  • the battery shell has on the inside at least one inner reinforcement molded monolithically with the battery shell, in particular at least one inner reinforcement extending in a transverse direction of the battery shell, in particular a frame extending in the transverse direction and/or longitudinal direction .
  • An “internal stiffening means” is understood to mean a geometric configuration of the battery shell on the inside of the battery shell, which is designed to stiffen the battery shell.
  • An internal stiffening means is preferably a frame.
  • a frame is understood to mean a geometry exhibited in the interior of the battery shell, which is set up to stiffen the battery shell.
  • a frame is preferably a longitudinal frame, with a longitudinal frame extending in the longitudinal direction of the battery shell and being set up to increase at least one area moment of inertia, particularly preferably two area moments of inertia, of a cross section of the battery shell running normal to the longitudinal direction, so that the battery shell is reinforced.
  • a frame is preferably a transverse frame, with a transverse frame extending in the transverse direction of the battery shell and being set up to increase at least one area moment of inertia, particularly preferably two area moments of inertia, of a cross section of the battery shell running normal to the transverse direction, so that the battery shell is reinforced.
  • a frame is preferably arranged in such a way that it is set up as a spatial separation between two designated adjacent battery cells and/or battery modules.
  • An inner stiffening means preferably has a material change, at least in some areas, compared to the battery shell.
  • a battery shell can have a square base.
  • a "transverse direction" of the battery tray means a direction along a side wall
  • the transverse direction is understood to mean the direction of extension across the at least one side wall of the battery shell, which has the longest extent.
  • the direction of transverse extension is parallel to the bottom of the battery tray.
  • a reinforcement of the battery shell can be achieved which, compared to a conventional battery shell with the same stiffness values, advantageously allows the wall thickness of the base and/or at least one side wall to be reduced. In this way, material and thus costs and weight can be saved overall.
  • the internal stiffening means proposed here increases the stiffness compared to a conventional battery shell with a comparable weight, as a result of which the normal deformation of the battery shell during normal operation of the battery can advantageously be reduced, whereby the distance between the designated systems and/or components arranged inside the battery shell can be reduced.
  • the inner stiffening means proposed here results in a spatial separation between the systems and/or components arranged in a designated manner on both sides of the inner stiffening means, as a result of which these can advantageously be decoupled. It should be considered in particular that any heat flow between the systems and/or components arranged on either side of the inner reinforcement can advantageously be reduced by the inner reinforcement.
  • the monolithic design can prevent any defects from occurring when a separately formed inner reinforcement element and a battery shell are connected.
  • At least one inner stiffening means has a core, in particular a structured core, in the middle of two cover layers delimiting the core, in particular a structured core having a cross-rib structure.
  • An inner reinforcement element preferably a frame, preferably has a sandwich construction.
  • sandwich construction preferably has a sandwich construction.
  • a sandwich construction is understood to mean a planar construction or a substantially planar construction of a stiffening means, the sandwich construction having a core of two directly adjacent to the core
  • Top layers is lined.
  • a “core” can be described as having a lower specific weight than the cover layers.
  • a core preferably has a particularly high stability to transverse contraction, in particular to a transverse contraction caused by bending of the stiffening means.
  • a core preferably has a geometry that differs from that of the cover layers, by means of which the specific properties of the core can advantageously be achieved.
  • a core preferably has a material composition that differs from that of the cover layers, by means of which the specific properties of the core can advantageously be achieved.
  • the core preferably comprises a porous material.
  • the core is preferably made of wood, in particular of balsa wood.
  • the core is preferably made of aluminum, in particular of an aluminum honeycomb or an aluminum foam.
  • a “structured core” is understood to mean both a core with a geometry that differs from that of the cover layers and a core with a material composition that differs from that of the cover layers, with a structured core having a structure.
  • cross-ribbed structure is understood to mean a geometry of a core, the core having ribs whose respective ends preferably form the nodes of the ribbed structure.
  • a cross-ribbed structure is preferably set up to divert the compressive and/or shearing forces occurring in a core into the delimiting cover layers.
  • Ribs are preferably formed flat or essentially flat.
  • mutually adjacent ribs each share only one common node.
  • a cross-rib structure preferably has a zigzag pattern.
  • Cross ribs preferably cross like the diagonals in a rectangle.
  • a “cover layer” is understood to mean a material layer which limits a core of a reinforcement material in a sandwich construction.
  • a cover layer preferably has a material change compared to the material of the battery shell, preferably in the form of fiber material introduced into the cover layer for this purpose is preferably set up to increase the rigidity of the cover layer in a direction in which the cover layer extends.
  • the inner stiffening means proposed here in a sandwich construction advantageously enables a lightweight construction of an inner stiffening means.
  • weight and material can be saved compared to an inner reinforcement without a sandwich construction.
  • rigidity of the internal stiffener can be significantly increased for the same weight.
  • An inner stiffening means and/or an outer stiffening means in particular at least one cover layer of an inner stiffening means and/or at least one belt of an outer stiffening means, preferably has a fiber material at least in regions, in particular a fiber material essentially in a main direction of extension of the at least one inner one Stiffening means and/or fiber material aligned in a main extension direction of the at least one outer stiffening means.
  • a "fibrous material” is understood to mean a structure which consists of at least one linear and elementary fiber. Different fibers can be meant here, in particular a glass fiber, a carbon fiber and/or an aramid fiber.
  • a fiber material is preferably understood to mean a unidirectional endless fiber.
  • a plurality of unidirectional fibers in a fiber material are arranged largely parallel to one another.
  • a fiber material is preferably understood to mean a fabric made from unidirectional fibers, in particular a fabric made from unidirectional fibers in which a first fiber and a second fiber pattern-wise intersect at an angle of exactly or approximately 90° when viewed from the fabric surface.
  • a fiber material is preferably understood as meaning a fleece, a fleece being understood as a structure made of fibers which have been combined in some way to form a fleece and connected to one another in some way.
  • a fiber material Before being processed in the battery shell, a fiber material is preferably kept in shape by a thermoplastic polymer, in particular by a thermoplastic polymer, which is also used at least as a designated part of the molding compound of the battery shell, so that there is material compatibility between the fiber material and the molding compound.
  • a fiber composite material can advantageously be achieved at least in regions, which consists of reinforcing fibers and a matrix of the molding compound embedding the fibers.
  • a “main direction of extent” of a stiffening means is understood to mean the direction of longitudinal extent of the stiffening means when considering the stiffening means in isolation.
  • the ratio of stiffness to weight of an inner and/or outer reinforcement can be increased through the use of fiber material.
  • the addition of fiber material in at least one cover layer of an inner reinforcement and/or at least one belt of an outer reinforcement should be considered in particular.
  • the first and/or the second fluid channel expediently has a connecting means on the outside of the battery shell, the connecting means being set up for connection to a temperature control device.
  • a “connecting means” is understood to mean a means for connecting/connecting a temperature control device to a first fluid channel and/or a second fluid channel.
  • a connecting means is arranged on the outside of the battery shell.
  • a connecting means is preferably set up to create a detachable connection between a first and/or second fluid channel and a temperature control device.
  • a connecting means preferably has a sealing means having a sealing effect, so that no leakage occurs at the designated connection of connecting means and temperature control device.
  • a “temperature control device” is understood to mean a device that is set up to bring about and/or maintain a temperature, in particular a temperature of a battery cell of a traction battery.
  • a temperature control device there is preferably fluid communication between the temperature control device and at least one battery temperature control element, so that a heat transfer medium between the temperature control device and the at least one battery temperature control element can be exchanged.
  • a temperature control device with the at least one corresponding battery temperature control element is preferably set up to cool and/or heat a battery cell of a traction battery.
  • a temperature control device is preferably a component of a motor vehicle, with the temperature control device being arranged outside the receiving area of a battery shell.
  • a “heat transfer medium” is understood to mean, in particular, a gaseous and/or liquid substance or a gaseous and/or liquid mixture of substances which can be used to transport heat and/or cold by means of a volume flow of the heat transfer medium.
  • the battery shell preferably has a first connection means on the first fluid channel and a second connection means on the second fluid channel, with the first connection means and the second connection means differing in terms of their geometry, so that confusion when the battery shell is connected to a temperature control device is advantageously not possible .
  • the first and/or the second fluid channel extends through an outer reinforcement, in particular parallel to the spacer element, in particular a web, of the outer reinforcement.
  • the first and/or the second fluid channel preferably extends through an outer reinforcement, in particular through a chord of the outer reinforcement, in particular through a first chord and a second chord of the outer reinforcement.
  • the connecting means can be arranged outside of an outer stiffening means, as a result of which accessibility during assembly of the battery shell can be improved.
  • first and/or the second fluid channel extends through the side wall of the battery shell and in a connecting means between a first belt, in particular a first belt in the form of the side wall of the battery shell, and a second belt of the outer Reinforcement funds opens.
  • the connecting means is easily accessible on the one hand, so that a temperature control device can be easily connected, and on the other hand is protected by a belt that is further outside, so that any external load that occurs can be absorbed by the belt that is outside. whereby any damage to the lanyard can be prevented in the event of low external loads.
  • the first and/or the second fluid channel particularly preferably has at least one connection means on the inside of the battery shell, in particular at least one connection means which is set up for connection to at least one battery temperature control element.
  • connection means is understood to mean a means for connecting/connecting a battery temperature control element to a first fluid channel and/or a second fluid channel.
  • a connection means is arranged on the inside of the battery shell.
  • a connection means is preferably set up to produce a detachable connection between a fluid channel and a battery temperature-control element.
  • connection means preferably has a sealing means having a sealing effect, so that no leakage occurs at the designated connection of connection means and battery temperature control element.
  • a “battery temperature control element” is understood to mean a device that is set up for temperature control, in particular for cooling or heating, a battery cell and/or a battery module.
  • the temperature control power required by a designated battery cell and/or a designated battery module is preferably provided by means of a designated temperature control device and transported by a heat transfer medium into the battery shell or out of the battery shell.
  • the battery temperature control element preferably has an outer surface for at least regional contact with a battery cell or with a battery module of a battery module unit having at least two battery cells, an interior space which is at least partially enclosed by the outer surface for receiving a heat transfer medium, a flow connected to the interior space and a flow line connected to the interior space associated rewind on .
  • Each of the first and the second fluid channel preferably has a connection means on the inside.
  • the connection means proposed here can advantageously ensure that the battery shell proposed here can be securely connected to a designated battery temperature control element in a simple manner, so that a heat transfer medium can flow into the receiving space of the battery shell by means of the first and/or second fluid channel and through the battery temperature control element and the deviating fluid channel can flow out of the receiving space of the battery shell, whereby a flow of heat from outside the battery shell can flow into the battery temperature control element and out again.
  • a first and a second fluid channel have a plurality of connection means in pairs, so that a plurality of battery temperature control elements can be connected to the first and the second fluid channel.
  • the battery shell preferably has a first connection means on the first fluid channel and a second connection means on the second fluid channel, with the first connection means and the second connection means differing in terms of their geometry, in particular differing in the form of a plug and a sleeve, so that confusion with the designated connection of a battery temperature control element to the battery tray is advantageously not possible.
  • connection means is in the form of a plug connector, in particular in the form of a plug or a sleeve.
  • a plug connector in particular in the form of a plug or a sleeve.
  • a “connector” is understood to mean a movable and corresponding connection of two fluid channels, which can be joined and released again.
  • a mutually corresponding combination of plug and socket in the form of a plug connector the combination of plug and socket being set up for connecting two fluid channels, has a sealing means with a sealing effect.
  • a “plug” is understood to mean a geometry that is male as a counterpart to a female-shaped socket.
  • a plug is designed to be inserted into a corresponding socket, so that the plug and socket have mutual fluid communication.
  • a mating connector has a male in the form of a plug and a female in the form of a sleeve.
  • a “sleeve” is understood to mean a geometry that is designed as a female counterpart to a male-shaped plug.
  • a sleeve is designed to receive a corresponding plug, so that the plug and sleeve have mutual fluid communication.
  • connection means can also advantageously have the form of a plug connector, in particular in the form of a plug or a sleeve.
  • a connector has an undercut.
  • undercut is understood to mean part of the geometry of the connector, which can be described by the fact that a direction of extension of the connector, in particular a direction of extension transverse to the direction of longitudinal extension of the connector, in the area of the undercut has a smaller extension value than that on both sides of the Undercut adjacent areas of geometry.
  • a form-fitting connection between the plug connector and a designated temperature control device or a designated battery temperature control element can advantageously be achieved by means of an undercut of the plug connector.
  • the first and/or the second fluid channel is/are preferably formed at least in regions using a fluid injection method.
  • Fluid ection process a process for the production of workpieces that are hollow at least in a portion of the workpiece, in particular for the production of a battery shell according to the first aspect of the invention, wherein the first and the second fluid channel through extend the battery tray and are thus formed hollow within the battery tray.
  • a temporary filler in particular a "fluid" is injected by means of an "injection device" into an area of the workpiece to be manufactured that adjoins the designated cavity of the workpiece to be produced or is located in the designated cavity, in particular adjoins the first and/or second fluid channel of the battery shell.
  • Water and/or an inert gas, in particular nitrogen, can be used, inter alia, as a filler.
  • the filler is preferably injected at a pressure of about 200 bar.
  • the injected filler displaces a molten core, as a result of which the cavity, in particular the first and/or the second fluid channel, can be shaped.
  • the molding compound cools from the outside inwards and forms a crystallization boundary between an already solidified or partially solidified edge area and the molten core, so that the molten core displaced by the temporary filler lies inside the workpiece and has a thickness that is in an operative connection with the cooling time of the molding compound and the temperature of the tool.
  • the temporary filler advantageously presses the already crystallized or partially crystallized edge areas of the workpiece against the tool wall, in particular the article cavity, so that the shape and position tolerances of the workpiece, in particular the battery shell, can be achieved advantageously and reproducibly.
  • the injection device preferably has a projectile carrier which is set up to carry a projectile which, when injecting the filler, passes through the temporary filler when the cavity is formed as a boundary between the molten core and the filler the workpiece to be produced can be driven.
  • the filler can escape again from the workpiece to be produced, in particular when the workpiece is removed from the mold.
  • the first and/or the second fluid channel does not have to be formed with a core within the tool.
  • the costs for the tool required in a designated manner can advantageously be reduced.
  • first and/or second fluid channel can be formed using the fluid injection method, so the course of the first and/or second fluid channel can also have curvatures and/or changes in direction, which advantageously increases the design freedom of the battery shell.
  • the first and/or the second fluid channel extends at least partially through the bottom of the battery shell, in particular partially straight through the bottom of the battery shell.
  • a “regional extension” of a fluid channel “through the bottom of the battery shell” is understood to mean that the fluid channel preferably does not extend over the entire extension of the ground extends .
  • a fluid channel does not extend so far through the bottom of a battery shell that, starting from an end of the fluid channel opening on the outside of the battery shell, it also has a further end of the fluid channel on the outside of the battery shell.
  • Linear is understood to mean that a fluid channel runs in one direction through the bottom of the battery shell.
  • a fluid channel running in a straight line can have slight deviations from a linear axis. In particular, no fluid channel that meanders or with other major changes in direction.
  • a fluid channel has only one end on the outside of the battery shell and extends through the bottom of the battery shell into the receiving space of the battery shell.
  • a fluid channel preferably has a plurality of ends on the inside of the battery shell, each end on the inside preferably being set up for at least indirect connection to a battery temperature control element, so that parallel connection of a plurality of battery temperature control elements is advantageously possible.
  • this can ensure that a designated heat transfer medium, which enters the battery shell through a first channel, must exit the battery shell again through a second channel, provided that the ends of the first and second fluid channels inside the battery shell have a corresponding number are fluidly connected to one another by battery temperature control elements. It is preferably proposed here that a first and/or second fluid channel extends, starting from a side wall, into the bottom of the battery shell.
  • a first and/or second fluid channel can have a purely flat extension, in which it runs at the level of the bottom of the battery shell over the side wall on the outside of the battery shell, or initially in the side wall, following the side wall, downwards in the direction of the Extend soil and then merge into a predominantly hori zontal course in the bottom of the battery tray.
  • a first and/or second fluid channel preferably opens out on the outside in a horizontally extending course, in particular in a horizontally extending connecting means, in particular in a course that runs parallel to the plane formed by the bottom of the battery shell.
  • a first and/or second fluid channel extend inside the bottom of the battery shell below an inner stiffening means of the battery shell, in particular perpendicular to the longitudinal extent of the inner stiffening means.
  • this can advantageously be achieved in that the geometric complexity of a designated traction battery, which is known in the prior art, can be reduced, in particular by a first and/or second fluid channel, which extends inside the battery shell to the individual positions of the battery cells to be temperature-controlled and/or Battery modules extends, in particular also below an inner stiffening means. It was known in the prior art that a temperature control circuit runs in the form of hoses between the battery cells and/or battery modules. These hoses have also significantly increased the geometrical complexity when interacting with other required components, especially in combination with the electrical connection leads.
  • a first and/or second fluid channel not extend through the entire bottom of the battery shell in such a way that it again opens out on the outside of the battery shell.
  • first and/or the second fluid channel does not have to be closed and sealed on a second outside of the battery shell.
  • the first and/or the second fluid channel be formed hollow only to the extent required to reach the last battery cell and/or the last battery module within the battery shell.
  • a first and/or second fluid channel in a designated dead water area is behind or in front of the last opening of the first and/or second fluid channel inside the battery shell, in the area of the bottom of the battery tray.
  • the first and/or the second fluid channel based on the maximum extension of the bottom of the battery tray in the direction of the extension of the first and/or the second fluid channel, extends through the bottom of the battery tray by no less than 10%, preferably by no less than 20% and more preferably not less than 30%.
  • the first and/or the second fluid channel extends through the bottom of the battery tray by no less than 40%, preferably by no less than 50% and more preferably not less than 60%.
  • the first and/or the second fluid channel extends through the bottom of the battery tray by no less than 70%, preferably by no less than 80% and more preferably not less than 90%.
  • the first and/or the second fluid channel preferably extends in an edge region of less than 33%, based on the extent of the battery shell running transversely to the direction of the extension of the first and/or the second fluid channel. preferably in an edge area of less than 20% and particularly preferably in an edge area of less than 10%, in particular in a left and/or right edge area of the battery shell.
  • edge area is understood to mean the edge areas of the battery tray, in particular the edge areas of the bottom of the battery tray, in particular a right and a left edge area, which extend in a transverse direction to the longitudinal axis of the battery tray, starting from the side walls running parallel to the longitudinal direction.
  • a first fluid channel extends through a first edge area, in particular through a right edge area, and a second fluid channel through a second edge area, in particular a left edge area.
  • a first and a second fluid channel extend together through an edge area, in particular through a right or left edge area.
  • a fluid channel extends in one of the edge areas and a different fluid channel extends outside of both edge areas, in particular in a central area of the battery shell.
  • a particularly space-saving connection diagram of the at least one battery temperature control element in the receiving space of the battery shell and a particularly space-saving connection diagram on the outside for connecting a temperature control device can be implemented.
  • a connection scheme inside the battery shell can advantageously be achieved in which the proposed geometric configuration can already prevent the connections from being mixed up when a battery temperature control element is connected as intended. As a result, time can advantageously be saved during the designated installation of the battery temperature control elements.
  • the above values for the position of the first and/or second fluid channel in the edge area of the bottom of the battery shell should not be understood as sharp limits, but rather should be able to be exceeded or fallen below on an engineering scale without the described leave aspect of the invention.
  • the values should provide an indication of the size of the position of the first and/or second fluid channel in the edge area of the bottom of the battery shell.
  • the first and/or the second fluid channel optionally extends in a central area of less than 33%, based on the extent of the battery shell running transversely to the direction of the extension of the first and/or the second fluid channel, preferably in a central area of less than 20% and more preferably in a middle range of less than 10%.
  • a “middle area” of a battery shell is understood to mean the area of a battery shell which is arranged between the edge regions of the battery shell.
  • the "middle area" of the battery shell is understood to be an area that extends transversely to a central
  • a first and a second fluid channel extend through the central area of the battery shell.
  • a fluid channel extends through the central area of the battery shell, while a different fluid channel extends outside of the central area, in particular in one of the edge regions of the battery shell.
  • connection scheme with a low level of geometric complexity can advantageously be achieved, in particular with a low level of geometric complexity in relation to the designated connection of a battery temperature control element.
  • connection diagram for a temperature control circuit can be achieved, in particular a connection diagram in the interior of the battery shell for the designated connection of one or more battery temperature control elements, with the relevant connection points not being confused for geometric reasons alone.
  • the first and/or the second fluid channel extends under at least one internal reinforcement. It is proposed here that at least one fluid channel extends through the bottom of the battery shell below at least one inner stiffening means.
  • the first and second fluid passages extend under an internal stiffening means.
  • At least one fluid channel extends beneath a plurality of internal stiffeners.
  • a further reduction in the geometric complexity of the battery shell can advantageously be achieved.
  • a plurality of battery temperature control elements can be fluidly connected to the first and/or the second fluid channel in different areas of the battery shell on both sides of an inner reinforcement means.
  • the first and/or the second fluid channel extends at least partially through at least one side wall, in particular partially in a direction of extension of at least one side wall of the battery shell.
  • a “direction of extension of a side wall” is understood to mean a “direction of longitudinal extension” and/or a “direction of transverse extension” of a side wall, with the direction of longitudinal extension and the direction of transverse extension of the side wall running in the plane formed by the side wall.
  • a battery shell which has a first and/or a second fluid channel, a first and/or a second fluid channel extending at least in regions through at least one side wall.
  • at least part of a fluid channel runs through at least one side wall.
  • a first fluid channel extends through a first side wall and a second fluid channel extends through a second side wall.
  • the second side wall is opposite the first side wall of the battery tray.
  • a first and a second fluid channel extend within a single side wall, which has both the first and the second fluid channel.
  • a first fluid channel and/or a second fluid channel extends through a plurality of side walls.
  • a fluid channel can merge from a first side wall into a second side wall.
  • a first fluid channel and/or a second fluid channel extends from the bottom of the battery shell into at least one side wall or vice versa.
  • a first and/or a second fluid channel extends, starting at a connecting means, into at least one side wall of the battery shell.
  • the side wall of the battery shell preferably has at least one connection means.
  • a first and/or a second fluid channel starting at a connecting means, extend into at least one side wall of the battery shell and then continue their course through the bottom of the battery tray.
  • the bottom of the battery shell preferably has at least one connection means.
  • the bottom of a battery tray forms a flat surface both on the inside and on the outside of the battery tray, which provides optimal boundary conditions for the arrangement of the battery tray and the arrangement of the systems and / or components within the battery tray provides.
  • the first fluid channel and/or the second fluid channel extends by no less than 10% of a longitudinal extent of the at least one side wall in the direction of the at least one side wall, preferably by no less than 20% and particularly preferably by no less than 30%.
  • the first and/or the second fluid channel extends in the direction of the at least one side wall by no less than 40%, preferably by no less than 50% and particularly preferably by no less than 60% % .
  • the first and/or the second fluid channel extends in the direction of the at least one side wall by no less than 70%, preferably by no less than 80% and particularly preferably by no less than 90% % .
  • the above values for the extent of the first and/or second fluid channel in the at least one side wall of the battery shell should not be understood as sharp limits, but rather should be able to be exceeded or fallen below on an engineering scale without depart from the described aspect of the invention. In simple terms, the values should provide an indication of the extent of the first and/or second fluid channel in the at least one side wall of the battery shell.
  • a traction battery in particular a traction battery for a motor vehicle, having a battery tray according to the first aspect of the invention.
  • a “motor vehicle” is understood to mean a vehicle driven by a motor.
  • a motor vehicle is preferably not tied to a rail or at least not permanently track-bound.
  • the advantages of a battery tray according to the first aspect of the invention extend directly to a traction battery having a battery tray according to the first aspect of the invention.
  • the traction battery has a battery temperature control element, in particular a battery temperature control element having fluid communication with the first and the second fluid channel.
  • a traction battery which has at least one battery temperature control element. It should be specifically considered that a feed of the at least one battery temperature control element is fluidly connected to the first or second fluid channel, while a return of the at least one battery temperature control element is connected to the fluid channel that differs from the feed.
  • the flow and return of the at least one battery temperature control element are each fluidly connected to a fluid channel, in particular by means of a connection means, wherein the fluid channels extend through the battery shell according to the first aspect of the invention.
  • the at least one battery temperature control element can be connected directly from outside the battery shell in a comparatively simple manner to a temperature control device, preferably by means of corresponding connecting means which are monolithically formed together with the fluid channels and the entire battery shell.
  • connection means and connection means required can be reduced, which also reduces the number of possible leakage points in the temperature control circuit can be advantageously reduced.
  • the assembly of the at least one battery temperature control element can also be simplified as a result.
  • the connection means are arranged within the battery shell in such a way that they can be reached directly with standardized supply lines and return lines of a battery temperature control element without the need for assembly work when connecting the battery temperature control element. As a result, the assembly of a traction battery can be significantly accelerated.
  • the architecture of the battery shell proposed here can reduce the geometric complexity in the receiving space of the battery shell.
  • the position of the connection means and the length of the flow line as well as the length of the return line of the battery temperature control element are adapted in such a way for short distances and small necessary changes in direction of a flow line and/or a return line that the geometric complexity for the Temperature control of the traction battery can be advantageously reduced.
  • this aspect of the invention is not only limited to a traction battery having a battery temperature control element, but rather the traction battery can also have a plurality of battery temperature control elements, in particular a plurality of battery temperature control elements corresponding to the number of battery modules that are specifically arranged in the battery shell are .
  • a plurality of battery temperature control elements are each connected to the first fluid channel with their lead, in particular by means of a connection means, and thus jointly by means of the first fluid channel.
  • channel can be supplied with a heat transfer medium from outside the battery shell.
  • s the plurality of battery temperature control elements are each connected with their return to the second fluid channel, whereby the heat transfer medium can flow out together through the second fluid channel from the interior of the battery shell.
  • the plurality of battery temperature control elements are indirectly connected to one another, preferably in a parallel connection, and a loop for a heat transfer medium is formed through the first and second fluid channel, starting from the outside of the battery shell , proceeding through the plurality of battery temperature control elements on the inside of the battery tray and back to the outside of the battery tray.
  • the temperature control device can be connected to the first and the second fluid channel, as a result of which a fluid connection is created between the temperature control device and each individual battery temperature control element.
  • the task is solved by a motor vehicle having a battery tray according to the first aspect of the invention.
  • the task is solved by a tool for producing a monolithic battery shell made of plastic, having a first and/or second fluid channel, in particular a battery shell according to the first aspect of the invention, the tool forming an article cavity, the tool having means for Filling the article cavity with a molding compound made of plastic, the tool having at least one injection device for injecting a fluid into the article cavity.
  • a “tool” is understood to mean a device for primary shaping, in particular for primary shaping of a battery shell according to the first aspect of the invention from a molten z liquid molding compound.
  • a tool is preferably understood to mean an injection molding tool.
  • a tool is preferably understood to mean a pressing tool.
  • a tool is preferably understood to mean a plunge edge tool.
  • An “article cavity” is understood to mean the hollow space that is formed by a tool for the area-wise shaping of the component to be produced with the tool, in particular a battery shell.
  • a “means for filling” is understood to mean a device that is assigned directly or indirectly to the tool and is set up to introduce a molten molding compound into the tool.
  • a means for filling is preferably understood as meaning a device which is set up to fill the article cavity of the tool and/or the mold cavity of the tool with a molten molding compound.
  • the region in which the molten molding compound can flow into the tool is preferably arranged within the tool in such a way that it can advantageously resume a backflow of the molding compound by a molten core displaced in the fluid injection process.
  • an auxiliary cavity for receiving a displaced molten core can advantageously be dispensed with.
  • the displaced molten z-liquid core can preferably be used for a battery shell that is subsequently produced.
  • a tool which has at least one injection device or two injection devices, the at least one injection device or the two injection devices being set up to inject a first and/or a second fluid channel of a battery shell according to the first aspect of the invention to form hollow.
  • a first injection device is preferably set up to shape a first fluid channel in a hollow manner, and a second injection device is set up to shape a second fluid channel in a hollow shape.
  • a “side cavity” is understood to mean an additional cavity which is arranged next to an article cavity in a tool for forming a battery shell, in particular a battery shell according to the first aspect of the invention.
  • a secondary cavity is preferably at least indirectly fluidly connected to the article cavity.
  • a secondary cavity is preferably set up to accommodate a molten molding compound, in particular a molten molding compound, which is pushed back out of the workpiece to be molded by a filler in the injection process.
  • the tool preferably has at least one means for clamping a fiber material, in particular a shock-frozen fiber material.
  • “Clamping” is understood as meaning a fastening, in particular a releasable fastening of a fiber material, in particular a shock-frozen fiber material, in a tool.
  • a means for clamping should be considered, which clamps the fiber material as long as it is not completely saturated with the molding composition.
  • the means proposed here for clamping are set up in such a way that it is displaced from the molding compound as soon as the molding compound reaches the means for clamping with the necessary pressure of the molding compound. In this way, it can advantageously be achieved that the means for clamping the fiber material is clamped in for as long as necessary and at the same time is passively displaced from the molding compound in a simple manner.
  • the injection device expediently has a shaping shaft which forms a mold cavity with the article cavity.
  • a “shaping shaft” is understood to mean an area of an injection device, in particular that part of the injection device which forms an area of the battery shell specifically produced with the tool through contact of the molding compound with the shaping shaft.
  • a “mold cavity” is understood to mean that area between the article cavity, any shaping shaft and any mold core, which is filled/filled with a molding compound in one step of the fluid injection process. It should be expressly pointed out that a mold cavity can also consist of a plurality can be influenced by shaping shafts and/or a plurality of mandrels.
  • a junction in the first and/or second fluid channel can be formed with a defined geometric precision with regard to its shape and position tolerances. Among other things, this can result in better shape and position tolerances for a fastener. are enough, which also further options for sealing between the connecting means and temperature control can be made possible.
  • the tool has at least one mold core which is set up to form a structured core in the middle of two cover layers delimiting the core, in particular to form a structured core having a cross-rib structure.
  • a “mold core” is understood to mean any device that is mostly movable relative to the closed tool, in particular an inner mold that is designed to mold a cavity in the battery shell that is designated to be produced by the tool.
  • the tool has at least one mold core, which is set up to shape a partial area of the fluid channel at least one connection means.
  • connection means can be formed at least in regions with a fluid channel, with the fluid channel particularly preferably opening into a first or second fluid channel designed to be hollow.
  • a split mold core is proposed here, which advantageously enables an undercut to be formed on a connecting means or a connecting means.
  • the tool has a tapping tool, with the tapping tool being set up to shape a fluid channel between a first or second fluid channel and a connection means.
  • a “piercing tool” is understood to mean a tool with which a fluid channel, in particular a first and/or second fluid channel, can be pierced, in particular through a connection means, in particular through a sleeve or a plug.
  • a tapping tool is preferably a movable part of the tool.
  • a tapping tool is preferably one that can be temperature-controlled, in particular heated, in particular by means of ultrasound or by means of a high-frequency generator.
  • the tool is set up to form a battery shell according to the first aspect of the invention, with a first region of a fluid channel of a connection means being formed using a mold core, with a first and/or second fluid channel being formed using a fluid injection method the first area of the fluid channel of the connecting means and the first and/or second fluid channel do not meet, and wherein a fluid connection is established between the first area of the fluid channel of the connecting means and the first or the second fluid channel by means of a tapping tool.
  • the molded battery shell initially has no fluid connection between an area of a fluid channel of a connection means and the first Having fluid channel of the battery tray and / or the second fluid channel of the battery tray.
  • This fluid connection is brought about by means of the piercing tool after the battery shell has been shaped.
  • this can be done within the tool for molding and, on the other hand, after the battery shell has been removed from the tool, in particular after the battery shell has been removed from the mold, but in the same station.
  • different tapping tools have different diameters, the diameters preferably and advantageously being set up to bring about hydraulic balancing of the battery temperature control elements.
  • the tool for forming a connection means has an auxiliary cavity.
  • the tool has an auxiliary cavity which corresponds to a designated opening of the first or second fluid channel in a connection means and can thus receive at least the molten molding compound displaced from the fluid channel of the connection means.
  • each connection means has a corresponding one
  • a valve is particularly preferably arranged between the at least one secondary cavity and the tool forming the article cavity.
  • valve is understood to mean a component for shutting off or controlling fluids.
  • the at least one secondary cavity is separated directly or indirectly from the mold cavity by a valve.
  • the valve advantageously allows the pressure acting against the filler in the injection process to be controlled by the valve. If the valve is opened, the pressure acting against the filler in the direction of the valve decreases and at least the molten liquid soul located in the corresponding branch of the first or second fluid channel can be discharged from the filler in the direction of the secondary cavity assigned to the valve.
  • This process of propulsion through a branch of the fluid channel and/or the fluid channel can advantageously be interrupted again as soon as the associated valve is closed again.
  • the length of the extension of the fluid channel can be controlled or regulated. If a fluid channel is assigned a plurality of secondary cavities, the corresponding branch can be selected by controlling the valves assigned to each secondary cavity and the advance distance of the respective branch of the fluid channel formed by the filler can be controlled or regulated.
  • the object is a method for producing a monolithic battery shell made of plastic having a first and/or second fluid channel, in particular a battery shell according to the first aspect of the invention, by means of an injection molding device or a pressing device with a tool forming an article cavity , in particular a tool according to the fourth aspect of the invention, with means for filling the article cavity with a molding compound made of plastic, with at least one injection device for injecting a fluid into the article cavity and with at least one secondary cavity, the manufacturing method comprising the following steps : a ) filling the article cavity with a plastic molding compound ; b) Introduction of a pressurized fluid by means of the injection device into the article cavity, with a part of the molding compound forming the first and/or the second fluid channel being displaced into a secondary cavity; c) Demoulding of the monolithic battery shell.
  • filling means that an injection mold is filled and filled directly or indirectly by an extruder with a molten molding compound.
  • “filling” means that a pressing tool is loaded directly or indirectly with a molding compound by an extruder and then the molding compound is distributed in the article cavity by the stroke of the pressing tool, so that the article cavity is filled with the molding compound.
  • Forming is understood to mean any reshaping of a body by means of which a three-dimensional formation can be achieved, in particular a three-dimensional battery shell.
  • Molding is preferably understood to mean molding by means of an injection molding process.
  • Shaping preferably means shaping by means of a compression molding process or an extrusion process.
  • a molding composition is introduced into a cavity of a die, the die being heated or being heated and/or being cooled.
  • the cavity is then closed using a plunger.
  • the pressure gives the molding compound the shape specified by the cavity and pressure piston.
  • Removal from the mold is understood to mean the removal of the designated battery shell produced according to the first aspect of the invention from the tool.
  • a method is proposed according to the first variant, in which an injection mold in a first step is filled and then a first and / or a second fluid channel is formed hollow. Finally, the solidified battery shell is removed from the injection mold.
  • a pressing tool is loaded with a molding compound and the molding compound in the pressing tool is distributed filling the pressing tool by the stroke of the pressing tool. Subsequently, the first and/or the second fluid channel are formed hollow by means of an injection process and after the molding compound has solidified, the battery shell is demolded from the pressing tool.
  • the tool forming the article cavity is equipped at least in regions with a fiber material, in particular a shock-frozen fiber material.
  • a battery shell comprising a fiber material can advantageously be produced.
  • a valve is particularly expediently arranged between the at least one secondary cavity and the tool forming the article cavity, with the displacement of the molding compound into the at least one secondary cavity being controlled by the valve.
  • a fluid connection between a first fluid channel or a second fluid channel and a region of a fluid channel of a connecting means is established by means of a piercing tool after demolding the battery shell or before demolding the battery shell.
  • a fluid connection between a first fluid duct or a second fluid duct and a region of a fluid duct of a connecting means is produced by means of a piercing tool before the battery shell is removed from the mold, in particular on an at least partially crystallized battery shell or one that is already completely crystallized battery tray.
  • the tapping tool is preferably at the same time a mold core for a region of the fluid channel of the connecting means, with the mold core being heated before it is used as a tapping tool.
  • the tool preferably contains a mechanism which, when the tool is open or closed, allows a piercing tool to be exchanged with a mold core for a region of the fluid channel of the connection means, so that the piercing can be carried out correspondingly when the tool is open and/or closed.
  • the tool preferably has a separate tapping tool which, when the tool is open, allows at least one To establish a fluid connection between a first fluid channel or a second fluid channel and a region of a fluid channel of at least one connection means.
  • a separate tapping tool which, when the tool is open, allows at least one To establish a fluid connection between a first fluid channel or a second fluid channel and a region of a fluid channel of at least one connection means.
  • the fluid connection of several connection means with the first and/or second fluid channel can be established by means of the one tapping tool, in particular also several connection means at different positions of the battery shell.
  • a fluid connection between a first fluid duct or a second fluid duct and a region of a fluid duct of a connecting means is established by means of a piercing tool after the battery shell has been removed from the mold.
  • the tapping preferably takes place using the tapping tool in the same tool station in which the battery shell is also formed.
  • a tapping tool can purposefully produce at least one fluid connection between a first fluid channel or a second fluid channel and a region of a fluid channel of at least one connection means.
  • FIG. 1 schematically a section of an embodiment of a battery shell
  • FIG. 2 a schematic detail of an embodiment of a battery shell with a battery temperature control element
  • FIG. 3 schematically shows a detail of a section through an embodiment of a battery shell with a connection means in a tool, shown schematically in some areas, during the production of the battery shell;
  • FIG. 4 a schematic of an embodiment of a battery shell
  • FIG. 5 a schematic of an embodiment of a battery shell with a connection diagram for battery temperature control elements
  • FIG. 6 a schematic of an embodiment of a battery shell with a connection diagram for battery temperature control elements
  • FIG. 7 schematically shows a detail of a section through an embodiment of a battery shell with a connection means in a tool that is shown schematically in some areas;
  • FIG. 8 a schematic detail of a section through an embodiment of a battery shell with a connecting means during the manufacture of the battery shell;
  • FIG. 9 a schematic detail of a section through an embodiment of a battery shell with a designated connecting means in a tool during the manufacture of the battery shell
  • FIG. 10 a schematic detail of a section through an embodiment of a battery shell with a connecting means in a tool during production of the battery shell
  • FIG. 11 a detail of a section through an embodiment of a battery shell
  • FIG. 12 a schematic detail of a section through an embodiment of a battery shell with a connecting means in a tool during the manufacture of the battery shell;
  • FIG. 13 a schematic detail of a section through an embodiment of a battery shell with a connecting means in a tool during the manufacture of the battery shell.
  • the section of an embodiment of a monolithic battery shell 100 in FIG. 1 has a battery shell 100 consisting of a base 102, at least one side wall 104, an outer reinforcement 130, an inner reinforcement 140 and a first or second fluid channel 110, 120 .
  • the battery tray 100 has an inside 108 and an outside 106 .
  • the outer stiffening means 130 essentially consists of two straps 132, one of the straps 132 collapsing with the side wall 104 of the battery shell 100, a spacer element 134, which keeps the two straps 132 at a distance from one another even under load and the associated deformation, so that these provide a significant contribution to at least one area moment of inertia of the battery tray 100 .
  • the outer stiffening element 130 is monolithically formed with the remainder of the battery tray 100 and is thus bonded to the bottom 102 and the side wall 104 of the battery tray 100 .
  • the outer reinforcement element 130 extends in a longitudinal direction 136 of the battery shell 100 .
  • the inner reinforcement element 140 essentially consists of two cover layers 144 which are arranged around a core 142 , in particular a structured core 142 having a cross-rib structure 146 .
  • the inner stiffening element 140 is monolithically formed with the remainder of the battery tray 100 and is thus bonded to the bottom 102 and the side wall 104 of the battery tray 100 .
  • the inner reinforcement element 140 has a fiber material 150 which is provided in the two cover layers 144 of the inner reinforcement means 140 .
  • the fibrous material 150 extends in a transverse direction 148 of the battery shell 100 together with the inner stiffening means 140 .
  • a battery shell 100 with the structure corresponding to the embodiment in FIG. 1 is also conceivable, which has no fiber material 150 .
  • the first or second fluid channel 110 , 120 is monolithically formed with the remainder of the battery tray 100 and is thus bonded to the bottom 102 and side wall 104 of the battery tray 100 .
  • the first or second fluid channel 110 , 120 extends through the bottom 102 of the battery tray under the internal stiffener 140 .
  • the battery tray 100 has an inside 108 and an outside 106 .
  • the bottom 102 of the battery tray 100 has a profile (not labeled ) which is set up to reinforce the bottom 102 .
  • the first fluid channel 110 and the second fluid channel 120 are monolithically formed with the rest of the battery tray 100 and are thus integrally connected to the bottom 102 and the side wall 104 of the battery tray 100 .
  • the first fluid channel 110 and the second fluid channel 120 each have a connection means 170 .
  • a battery temperature control element 180 is connected to the connection means 170 and is set up to control the temperature of a designated battery cell (not shown) and/or a designated battery module (not shown).
  • the first fluid channel 110 and the second fluid channel 120 can be used to provide a feed and a return for a heat transfer medium (not shown), which flows through the battery temperature control element 180 in a designated manner.
  • the detailed section of a section through an embodiment of a battery tray 100 with a connection means 170 in a tool 200, shown schematically in some areas, during the production of the battery tray 100 in Figure 3 consists essentially of an area of the bottom 102 of the battery tray 100 having a monolithic connection with the battery tray 100 formed first fluid channel 110 and also formed monolithically with the battery shell 100 second fluid channel 120 .
  • the first fluid channel 110 has a connection means 170 which is also formed monolithically with the battery shell 100 .
  • the battery tray 100 with the connection means 170 is still located in the tool 200 , which is only partially shown, in particular in the upper area of the connection means 170 .
  • the connecting means 170 is in the form of a plug 172 which has an undercut 176 .
  • connection means 170 has a fluid channel 171 in the interior of the connection means 170 which is fluidly connected to the first fluid channel 110 .
  • the fluid channel 171 inside the connection means 170 is exactly like the first fluid channel 110 and the second fluid channel 120 is formed with a fluid injection method.
  • the tool 200 has a multi-part design (not designated ). Directly adjacent to connection means 170 is a two-part area of tool 200 which can be opened by moving in the opposite direction in the direction of the main extension direction of base 102 of the battery shell and can thus release molded and solidified connection means 170 in the form of a plug 172 . So that the parts of the tool 200 adjoining the connecting means 170 can open, the areas of the tool 200 adjoining these tool parts are first moved upwards with a translatory movement, at least until the areas of the tool 200 adjoining the connecting means 170 in one lateral movement in the cutting plane are freely movable.
  • connection means 170 The parts of the tool 200 adjoining the connection means 170 have, in addition to a cavity (not labeled) for the connection means 170 which merges into the cavity (not labeled) of the battery shell 100 , an auxiliary cavity 250 and a valve 260 .
  • the valve 260 is shown schematically and can preferably be in the form of a slide (not shown), which can preferably be designed to be displaceable into the sectional plane.
  • the cavity (not labeled) of the tool 200 is filled with a molding compound 210 in a first step.
  • the first fluid channel 110 , the second fluid channel 120 and the fluid channel 171 of the connecting means 170 are formed using a fluid injection method. While the fluid injection method is being carried out, the first fluid channel 110 is first advanced through the bottom 102 of the battery shell 100 to such an extent that it has at least passed the area below the connection means 170 .
  • the valve 260 is then opened in the parts of the tool 200 adjoining the connection means 170, so that the molding compound 210, which is located in the fluid channel 171 of the connection means 170 that has not yet been formed, moves along the crystallization limit of the molding compound 170 into the secondary cavity 250 can press in the parts of the tool 200 adjoining the connection means 170, as a result of which the fluid channel 172 of the connection means 170 is formed.
  • the fluid channel 171 of the connecting means 170 and the first fluid channel 110 are automatically fluidly connected to one another, since the fluid channel 171 of the connecting means 170 and the first fluid channel 110 are formed from a common temporary filler (not shown) starting from the first fluid channel 110.
  • the valve 260 Before the fluid channel 171 of the connection means 170 reaches the valve 260, the valve 260 is closed, as a result of which the propulsion of the fluid channel 171 can be stopped. In parallel, it is conceivable that the first fluid channel 110 is pushed further by the temporary filler (not shown).
  • connection means 170 After removal from the mold, the part of the solidified molding compound that is above the connection means 170 and extends to the valve 260 is separated along the parting line 178 , as a result of which the fully formed connection means 170 remains behind in connection with the battery shell 100 below the parting line 178 .
  • the method described above can also be used to form a connection means (not shown) on the second fluid channel 120, with a fluid channel (not shown) of the connection means (not shown) adjoining the second fluid channel 120 being analogous to FIG a temporary filler (not shown) can be formed starting from the second fluid channel 120 .
  • a first fluid channel 110 and/or a second fluid channel 120 can each also have a plurality of connection means 170 . These are preferably arranged one behind the other when viewed in the direction of a fluid channel 110 , 120 . It goes without saying that a plurality of connecting means 170 can also be produced using the above method, with the plurality of valves 260 for forming the plurality of fluid channels 171 in the respective connecting means 170 in parallel or in series for forming the fluid channels 171 in the Connection means 170 can be opened.
  • the tool 200 can also be arranged kinematically in such a way that the areas of the tool 200 adjoining the connecting means 170 can open into and out of the cutting plane in a lateral movement.
  • a valve 260 implemented with a spool would preferably be configured such that the spool could move in a lateral motion in the plane of the section.
  • the battery shell 100 On the inside of the battery shell 100 , the battery shell 100 has a plurality of inner stiffening means 140 in the form of a frame 140 each.
  • the inner stiffening means 140 run in the transverse direction (not shown) of the battery shell 100 between the respective delimiting side walls 104 .
  • the sidewalls 104, floor 102 and internal stiffeners 140 are monolithically formed together.
  • the battery tray 100 also has a first fluid channel 110 and a second fluid channel 120 which are arranged in a central region 192 of the battery tray.
  • the secondary cavities 250 are designed to receive the molding compound (not shown) displaced from the respective fluid channel 110 , 120 .
  • the valves 260 are set up to control and/or regulate the propulsion of the fluid channels 110 , 120 .
  • the embodiment of a battery tray 100 shown in Figure 5 consists essentially of a base 102 and four side walls 104 connected to one another, which together with the base 102 delimit an inner side 108 of the battery tray 100 from an outer side 106 of the battery tray 100, the battery tray 100 a plurality of internal stiffening elements 140 which are monolithically formed with the rest of the battery shell.
  • the battery tray 100 also has a first fluid channel 110 and a second fluid channel 120 which are arranged in a central region 192 of the battery tray.
  • a plurality of battery temperature control elements 180 are arranged in the battery shell 100 .
  • the battery temperature control elements 180 are arranged in a schematic grid (not designated, each between at least one side wall 104, at least one inner stiffening element 140 and a first fluid channel 110 or a second fluid channel 120.
  • first fluid channel 110 second fluid channel 120 and a plurality of battery temperature control elements 180 which has a particularly advantageous degree of geometric complexity, in particular a particularly low geometric complexity.
  • connection diagram A, B is understood to mean a connection of at least one battery temperature control element 180 or a plurality of battery temperature control elements 180 to the first fluid channel 110 and the second fluid channel 120 .
  • a battery element 180 is fluidly connected to the first fluid channel 110 or the second fluid channel 120 by means of a feed (not marked) and to the fluid channel 110, 120 deviating therefrom by a return (not marked).
  • Connection diagram A requires two connection means 170, a first connection means 170, for each battery temperature control element 180 corresponding to the first fluid channel 110 and a second connection means 170 corresponding to the second fluid channel 120 .
  • connection diagram A a separate course (not marked) and a separate return (not marked) are required for each battery temperature control element 180 .
  • Connection diagram B has a lower geometric complexity than connection diagram A. According to connection diagram B, two preferably opposite battery temperature control elements 180 always share a common feed (not marked) and a common return (not marked) , whereby each two battery temperature control elements 180 also share only one connecting means 170 corresponding to the first fluid channel 110 and one connecting means 170 connected to the second fluid channel 120 corresponding connection means 170 share.
  • connection means 170 can advantageously be reduced.
  • the embodiment of a battery tray 100 shown in Figure 6 consists essentially of a base 102 and four side walls 104 connected to one another, which together with the base 102 delimit an inner side 108 of the battery tray 100 from an outer side 106 of the battery tray 100, the battery tray 100 a plurality of internal stiffening members 140 monolithically molded with the remainder of the battery shell.
  • the battery shell 100 also has a first fluid channel 110 and a second fluid channel 120 which are each arranged in a different edge region 190 of the battery shell.
  • a plurality of battery temperature control elements 180 are arranged in the battery shell 100 .
  • the battery temperature control elements 180 are each arranged adjacent to the inner reinforcement elements 140 and the first fluid channel 110 and the second fluid channel 120 .
  • the arrangement of the battery temperature control elements 180 and the first fluid channel 110 and the second fluid channel 120 results in a particularly low geometric complexity of the designated traction battery (not shown), preferably also in comparison to the arrangements from FIG.
  • the detailed section of a section through an embodiment of a battery shell 100 with a connection means 170 in a tool (not labeled ) shown schematically in some areas during the production of the battery shell 100 in Figure 7 consists essentially of a region of the bottom 102 of the battery shell 100 having a monolithic first fluid channel 110 formed with battery tray 100 .
  • the first fluid channel 110 has a connection means 170 which is also formed monolithically with the battery shell 100 .
  • the battery tray 100 with the connection means 170 is still in the tool (not labeled), which is only partially shown, in particular in the area of the connection means 170 .
  • the connecting means 170 is in the form of a plug 172 which has an undercut 176 .
  • the tool (not designated) is designed in several parts. Immediately adjacent to the connection means 170 is a two-part area of the tool (not designated) which is opened by a movement in the opposite direction in the direction of the main extension direction of the base 102 of the battery shell can be and so the molded and solidified connection means 170 can release in the form of a plug 172.
  • the areas (not shown) of the tool (not indicated) adjoining these tool parts are first moved upwards with a translatory movement, at least until the areas of the tool (not labeled) adjoining the connection means 170 can be moved freely in a lateral movement in the cutting plane.
  • connection means 170 The parts of the tool (not labeled) adjoining the connection means 170 have, in addition to a cavity (not labeled) for the connection means 170, which merges into the cavity (not labeled) of the battery shell 100, a mold core 232 for a fluid channel (not labeled). the connection means 170 on .
  • the tool (not designated) is filled with a molding compound (not designated) in a first step, the molding compound (not designated) also extending along the core 232 for a fluid channel (not designated) of the connecting means 170 , so that the connecting means 170 in the form of a plug 172 can essentially be formed.
  • the first fluid channel 110 is formed using a fluid injection method.
  • the core 232 for a fluid channel of the connection means 170 is positioned in such a way that it just does not extend into the formed first fluid channel 110 .
  • the fluid channel (not labeled) of the connection means 170 is therefore not connected to the first fluid channel 110 and must be opened if necessary in a method step downstream of the demolding, in particular with a tapping tool (not shown).
  • the core 232 for a fluid channel of the connection means 170 is positioned such that it extends straight into the formed first fluid channel 110 .
  • the fluid channel (not labeled ) of the connection means 170 is consequently already fluidly connected to the first fluid channel 110 .
  • the core 232 for a fluid channel of the connection means 170 can be heated after the battery shell (not labeled) has been formed, in particular after the crystallization of the molding compound 210, in particular at its lower tip (not labeled). After the core 232 has been heated, it can be used as a piercing tool by moving it in the direction of the first fluid channel 110 . The battery tray (not labeled) can then be demoulded from the tool (not labeled/not shown).
  • the detailed section of a section through an embodiment of a battery tray 100 with a connection means 170 in a tool 200, shown schematically in some areas, during the production of the battery tray 100 in Figure 8 consists essentially of an area of the bottom 102 of the battery tray 100 having a monolithic connection with the battery tray 100 formed first fluid channel 110 .
  • the first fluid channel 110 has a connection means 170 which is also formed monolithically with the battery shell 100 .
  • the battery tray 100 with the connection means 170 is still in the tool 200, which is only partially shown, in particular only in the form of a core 232 for a fluid channel of the connecting means 170 .
  • connection means 170 has the form of a sleeve 174 .
  • connection means 170 in FIG. 7 there are two variants for the positioning of the core 232 for the fluid channel of the connection means 170 in the embodiment of the connection means 170 in FIG. 8 that were already explained in FIG.
  • connection means 170 and the first fluid channel 110 are already fluidly connected after demolding battery shell 100, or a different variant in which the fluid channel (not labeled) of connection means 170 and the first fluid channel 110 can first be connected to a tapping tool (not shown).
  • the core 232 is heated after the battery shell (not designated) has been formed and is used as a tapping tool within the tool (not shown).
  • the battery shell (not labeled) can then be removed from the mold and the connection means 170 and the first fluid channel 110 are fluidly connected.
  • FIG. 9 The detail of a section of an embodiment of a battery tray 100 in Figure 9 with a designated connecting means 160 in a tool 200 during the production of the battery tray 100 essentially shows a section of the battery tray 100 comprising a region of the base 102 and a region of a side wall 104 , a designated connecting means 160 protruding from the battery shell in the area of the side wall 104 .
  • the tool 200 is shown in areas and has an injection device 220 .
  • the designated connecting means 160 also has an undercut 176 .
  • the designated connecting means 160 After the designated connecting means 160 has been formed hollow on the inside and removed from the mold, the designated connecting means 160 can be shortened at the parting line 178 to form the connecting means 160 .
  • FIG. 9 shows that process status in which the battery shell 100 is filled with a molding compound (not labeled) and the fluid injection process has not yet started.
  • FIG. 10 shows the view from FIG. 9 again, the fluid injection method having already been completed, so that a first fluid channel 110 is formed.
  • the detailed section of a section of an embodiment of a battery tray 100 in Figure 11 essentially shows a section of the battery tray 100 comprising an area of the base 102, an area of a side wall 104 and an outer reinforcement 130, with the area of the side wall 104 consisting of the A first fluid channel 110 protrudes from the battery shell and extends parallel to a spacer element 134 of the outer stiffening means 130 through the outer belt 132 of the outer stiffening means 130 where it merges into a connecting means 160 .
  • the outer stiffening means 130 has a fiber material 150 in the straps 132 , of which a first strap 132 coincides with a side wall 104 of the battery shell 100 , which fiber material is designed to stiffen the outer stiffening means 130 .
  • the detailed section of a section of an embodiment of a battery tray 100 in Figure 12 with a designated connecting means 160 in a tool 200 during the manufacture of the battery tray 100 essentially shows a section of the battery tray 100 having an area of the base 102 and an area of a side wall 104 , a designated connecting means 160 protruding from the battery shell in the area of the side wall 104 .
  • the tool 200 is shown in areas and has an injection device 220 , the injection device 220 having a shaping shaft 222 and a projectile 224 .
  • the designated connecting means 160 also has an undercut 176 .
  • FIG. 12 shows that process status in which the battery shell 100 is filled with a molding compound (not labeled) and the fluid injection process has not yet started. Rather, the projectile 224 , which is set up to discharge the molding compound (not designated) from the designated first fluid channel (not designated), is still in contact with the injection device 220 .
  • FIG. 13 shows the view from FIG. 12 again, the fluid injection process having already begun.
  • the projectile 224 By propelling the projectile 224 by a temporary filler (not numbered) from the injector 220 through the first fluid passage 110 being hollowed thereby, the first fluid passage 110 is formed in the battery tray 100 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterieschale aufweisend zumindest einen gemeinsam mit der Batterieschale monolithisch ausgeformten Fluidkanal, eine Traktionsbatterie aufweisend selbige Batterieschale und ein Kraftfahrzeug aufweisend selbige Batterieschale. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Werkzeug zum Herstellen ebendieser monolithischen Batterieschale und ein Verfahren zum Herstellen der monolithischen Batterieschale.

Description

Batterieschale , Traktionsbatterie , Kraftfahrzeug , Werkzeug zum Herstellen einer monolithischen Batterieschale und Verfahren zum Herstellen einer monolithischen Batterieschale
Die Erfindung betri f ft eine Batterieschale , eine Traktionsbatterie , ein Kraftfahrzeug, ein Werkzeug zum Herstellen einer monolithischen Batterieschale und ein Verfahren zum Herstellen einer monolithischen Batterieschale .
Eine Batterie , insbesondere eine Traktionsbatterie für die Energiespeicherung in einem Kraftfahrzeug, besteht aus einer Vielzahl von Bauteilen . Einem Batteriegehäuse aufweisend zumindest eine Batterieschale kommt dabei unter anderem die Aufgabe zu, Batteriemodule und weitere benötigte Komponenten zu befestigen und zu schützen .
Batterieschalen aus Kunststof f sind im Stand der Technik in unterschiedlichen Aus führungen bekannt .
Da die Batteriemodule beim Be- und/oder Entladen Wärme abgeben und eine besonders geringe Temperatur einem Batteriemodul schaden oder für eine Ef fi zienz der chemischen Reaktion in dem Batteriemodul nachteilig sein kann, sind üblicherweise auch ein oder mehrere Batterietemperierelemente in dem Batteriegehäuse angeordnet , welche dazu eingerichtet sind, die Wärme der Batteriemodule auf zunehmen und aus dem Gehäuse zu transportieren oder die Batteriemodule mit Wärme zu versorgen . Insbesondere sind Batterietemperierelemente in Gestalt eines Wärmetauschers bekannt , der dazu eingerichtet ist, von einem Wärmeträgermedium durchströmt zu werden .
Im Stand der Technik sind Batterieschalen mit einem designierten Temperierkreislauf bekannt , die zwei Doppelnippel als eine separate Baugruppe neben der Batterieschale oder gar als einzelne separate Bauteile an zumindest einer Seitenwand der Batterieschale aufweisen .
Die Doppelnippel sind so eingerichtet , dass auf der Außenseite der Batterieschale eine Temperiereinrichtung und auf der Innenseite ein Batterietemperierelement angeschlossen werden kann, sodass die Doppelnippel einen Fluidaustausch, insbesondere einen Austausch eines Wärmeträgermediums , zwischen der Außenseite und der Innenseite der Batterieschale ermöglichen .
Nachteilig an der im Stand der Technik bekannten Lösung ist , dass die Doppelnippel in zumindest eine Seitenwand der Batterieschale integriert werden müssen . Dazu weisen im Stand der Technik bekannte Batterieschalen eine Ausnehmung in der zumindest einen Seitenwand der Batterieschale auf , welche durch den Einbau der zumindest zwei Doppelnippel erneut abgedichtet werden muss , damit eine ordnungsgemäße Nutzung einer eine solche Batterieschale aufweisenden designierten Traktionsbatterie sichergestellt werden kann .
Diesbezüglich sind im Stand der Technik Dichtigkeitsprobleme an der Verbindung zwischen Doppelnippel und Batterieschale bekannt .
Weiterhin ist bekannt , dass die im Stand der Technik bekannten Doppelnippel einen vergleichsweise hohen Bauraumbedarf erfordern . Nachteilig im bekannten Stand der Technik ist ebenfalls , das s die Position der Doppelnippel in Folge der vergleichsweise hohen Form- und Lagetoleranzen bei dem Verfahren zum Anbringen und Ausrichten der Doppelnippel variieren kann, wodurch sich Probleme mit dem Anschluss einer Temperiereinrichtung auf der Außenseite der Batterieschale und/oder Probleme mit dem Anschluss eines Batterietemperierelements auf der Innenseite der Batterieschale ergeben können . Außerdem kann es hierdurch in einem vergleichsweise eng mit Systemen und Komponenten bestückten Kraftfahrzeug und auch innerhalb der designiert eng bepackten Batterieschale zu Konflikten mit dem Raumbedarf nebenstehender Komponenten und/oder Systeme kommen, insbesondere zwischen einem Batteriemodul und einer Temperierkreislaufleitung im Inneren der Batterieschale .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen .
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Batterieschale , insbesondere eine Batterieschale einer Traktionsbatterie , wobei die Batterieschale aus Kunststof f ausgeformt ist , wobei die Batterieschale einen Boden und zumindest vier Seitenwände aufweist , wobei die Batterieschale eine Innenseite und eine Außenseite aufweist , wobei die Batterieschale eine ersten Fluidkanal und einen zweiten Fluidkanal aufweist , wobei sich der erste Fluidkanal und der zweite Fluidkanal durch die Batterieschale hindurch erstrecken, wobei der erste und/oder der zweite Fluidkanal monolithisch mit der Batterieschale ausgeformt ist .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert : Zunächst sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein" , „zwei" usw . im Regel fall als „mindestens"- Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein..." , „mindestens zwei ..." usw . , sofern sich nicht aus dem j eweil igen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann of fensichtlich oder technisch zwingend ist , dass dort nur „genau ein ..." , „genau zwei ..." usw . gemeint sein können .
Im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung sei der Ausdruck „insbesondere" immer so zu verstehen, dass mit diesem Ausdruck ein optionales , bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird . Der Ausdruck ist nicht als „und zwar" und nicht als „nämlich" zu verstehen .
Unter einer „Traktionsbatterie" wird ein Energiespeicher verstanden, insbesondere ein Energiespeicher für elektrischen Strom . Vorzugsweise ist eine Traktionsbatterie zum Einbau in sowie zum Antrieb von Elektroautos geeignet . Vorzugsweise ist eine Traktionsbatterie zur Nutzung in einem batterieelektrischen Kraftfahrzeug und/oder einem Kraftfahrzeug mit batterieelektrischem Antrieb und Verbrennungsmotor geeignet .
Unter einem „Kunststof f" wird ein Werkstof f verstanden, der hauptsächlich aus Makromolekülen besteht .
Vorzugsweise ist ein Kunststof f ein thermoplastischer Kunststof f , wobei sich ein thermoplastischer Kunststof f in einem stof f abhängigen Temperaturbereich verformen lässt , wobei dieser Prozess reversibel ist und durch Abkühlung und Wiedererwärmung bis in den schmel z flüssigen Zustand beliebig oft wiederholt werden kann .
Unter einer „Batterieschale" wird ein Gehäusebestandteil einer
Batterie , insbesondere einer Traktionsbatterie , verstanden . Insbesondere ist eine Batterieschale zur Aufnahme von Komponenten einer Batterie eingerichtet und weist dementsprechend einen Aufnahmeraum zur Aufnahme von Komponenten auf , sodass diese durch die Batterieschale vor äußeren Einflüssen geschützt und/oder zumindest mittelbar in der Batterieschale befestigt werden können .
Vorzugsweise wird unter einer Batterieschale eine Batterieunterschale oder eine Batterieoberschale verstanden, wobei Batterieunterschale und Batterieoberschale vorzugsweise gemeinsam die wesentlichen Komponenten des Gehäuses einer Traktionsbatterie ergeben .
Insbesondere weist eine Batterieschale einen „Boden" und im vorzugsweisen Fall einer Traktionsbatterie mit einem im Wesentlichen rechteckigen Grundriss zumindest vier „Seitenwände" auf .
Boden und Seitenwände der Batterieschale formen das Aufnahmevolumen einer Batterieschale aus , wobei das Aufnahmevolumen der Batterieschale die „Innenseite" der Batterieschale beschreibt .
Ausgehend von dem Aufnahmevolumen der Batterieschale befindet sich die „Außenseite" der Batterieschale auf der von dem Aufnahmevolumen abgewendeten Seite des Bodens sowie der Seitenwände .
Unter einem „Fluidkanal" wird ein sich in einer Längsrichtung des Fluidkanals erstreckender freier Querschnitt verstanden, welcher in Erstreckungsrichtung des Fluidkanals von einer Kanalwand umlaufend begrenzt wird, wobei ein Fluidkanal am Anfang und am Ende seiner Längserstreckung in die Umgebung des Kanals mündet . Mit anderen Worten ist ein Fluidkanal ein Hohlraum, der in der Batterieschale ausgeformt ist . Vorzugsweise weist ein Fluidkanal eine längliche Erstreckung auf , wobei eine Länge des Fluidkanals größer ist als ein Durchmesser des Fluidkanals .
Unter einem „ersten Fluidkanal" wird im Fall einer Mehrzahl von Fluidkanälen ein erster Fluidkanal bezeichnet , welcher insbesondere von einem „zweiter Fluidkanal" abweicht .
Unter einem Fluidkanal , der sich „durch die Batterieschale hindurch erstreckt" wird ein Fluidkanal verstanden, welcher sich durch zumindest eine Seitenwand und/oder den Boden der Batterieschale hindurch erstreckt , sodass der Anfang oder das Ende der Längserstreckung des Fluidkanals auf der Innenseite der Batterieschale und die abweichende Öf fnung des Fluidkanals auf der Außenseite der Batterieschale mündet .
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die Anzahl der Fluidkanäle gemäß diesem Aspekt der Erfindung nicht auf zwei Fluidkanäle beschränkt ist , sondern auf eine Anzahl von mehr als zwei Fluidkanälen analog übertragen werden kann .
Insbesondere ist auch denkbar, dass weitere Fluidkanäle für ein abweichendes designiertes Medium verwendet werden .
Konkret sei insbesondere daran gedacht , dass eine designierte Traktionsbatterie aufweisend eine Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung einen ersten Fluidkanal und einen zweiten Fluidkanal aufweist , wobei der erste Fluidkanal als Vorlauf mit einem designierten Wärmeträgermedium für zumindest ein Batterietemperierelement auf der Innenseite der Batterieschale eingerichtet ist , wobei der zweite Fluidkanal als Rücklauf mit dem designierten Wärmeträgermedium für zumindest ein Batterietemperierelement auf der Innenseite der Batterieschale eingerichtet ist , sodass das designierte Wärmeträgermedium mittels dem ersten Fluidkanal designiert in den Innenraum der Batterieschale strömt und mittels dem zweiten Fluidkanal designiert wieder aus dem Innenraum der Batterieschale herausströmt .
Unter einer „monolithisch" ausgeformten Batterieschale wird eine Batterieschale verstanden, welche in einem einzigen Bauteil zusammenhängend und fugenlos hergestellt ist .
Mit anderen Worten ist eine monolithisch ausgeformte Batterieschale nicht aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt und auch nicht aus einer Mehrzahl von Einzelteilen etwa mittels eines Schweißverfahrens stof f schlüssig gefügt . Vielmehr ist eine monolithisch ausgeformte Batterieschale fugenlos .
Vorzugsweise wird unter einer monolithisch ausgeformten Batterieschale eine werkzeugfallende Batterieschale verstanden .
Unter einer werkzeugfallenden Batterieschale wird eine Batterieschale verstanden, die in einem Schritt mithil fe eines Werkzeugs hergestellt wird .
Hier wird nun eine Batterieschale vorgeschlagen, deren erster und/oder zweiter Fluidkanal monolithisch mit der Batterieschale ausgeformt ist .
Hierdurch können vorteilhaft bessere und insbesondere auch reproduzierbare Form- und Lagetoleranzen für den ersten und/oder zweiten Fluidkanal erreicht werden, wodurch die Maßhaltigkeit der Mündungen des ersten und/oder zweiten Fluidkanals vorteilhaft verbessert werden kann . Hierdurch können etwaige Konflikte in Folge zu schlechter Form- und Lagetoleranzen mit designierten an den ersten und/oder den zweiten Fluidkanal angrenzenden Systemen und/oder Komponenten vermieden werden .
Weiterhin entsteht durch die hier vorgeschlagene Batterieschale ein nahtloser Übergang zwischen der Batterieschale und dem sich durch die Batterieschale erstreckenden ersten und/oder zweiten Fluidkanal , wodurch vorteilhaft eine nachträgliche Abdichtung eines Bereichs der Batterieschale vermieden werden kann, welcher im Stand der Technik abgedichtet werden musste . Hierdurch kann insbesondere die Verfügbarkeit der Batterieschale durch das Vermeiden einer etwaigen Problemstelle für die Dichtheit der Batterieschale erhöht werden .
Vorteilhaft kann bei der Herstel lung einer Batterieschale aufweisend einen ersten und/oder einen zweiten Fluidkanal weiterhin ein im Stand der Technik benötigter separater Verfahrensschritt des Anbringens der Doppelnippel und damit Zeit und Geld eingespart werden .
Als weiterer vorteilhafter Ef fekt kann mittels dem monolithisch mit der Batterieschale ausgeformten ersten und/oder zweiten Fluidkanal ein geringerer Bauraumbedarf gegenüber dem im Stand der Technik verwendeten Doppelnippel erreicht werden, insbesondere da ein Doppelnippel an seinem Schaft einen zusätzlichen Bauraumbedarf für die Befestigung mit und Abdichtung gegenüber der Batterieschale erfordert . Hierdurch kann außerdem vorteilhaft Material und damit Geld und Gewicht eingespart werden .
Gemäß einem alternativen ersten Aspekt der Erfindung sind auch andere Lösungen denkbar .
So löst die Aufgabe alternativ insbesondere auch eine Batterieschale , insbesondere eine Batterieschale einer Traktionsbatterie , wobei die Batterieschale aus Kunststof f ausgeformt ist , wobei die Batterieschale einen Boden und zumindest vier Seitenwände aufweist , wobei die Batterieschale eine Innenseite und eine Außenseite aufweist , wobei die Batterieschale eine ersten Fluidkanal und einen zweiten Fluidkanal aufweist , wobei sich der erste Fluidkanal und der zweite Fluidkanal durch die Batterieschale hindurch erstrecken . Vorzugsweise ist der erste und/oder der zweite Fluidkanal stof fschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraf tschlüssig mit der Batterieschale verbunden, insbesondere mit zumindest einer Seitenwand der Batterieschale verbunden .
Es versteht sich, dass auch durch den alternativen ersten Aspekt der Erfindung das Leckagerisiko der Batterieschale und der Bauraumbedarf gegenüber einem Doppelnippel vorteilhaft reduziert werden können . Weiterhin kann vorteilhaft die Positionierungspräzision gegenüber den im Stand der Technik bekannten Doppelnippeln erhöht werden .
Gemäß einer zweckmäßigen Aus führungs form ist die Batterieschale mit einem Spritzgießverfahren oder einem Pressverfahren hergestellt .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Spritzgießverfahren" wird ein Urformverfahren verstanden, wobei der zu verarbeitende Werkstof f , insbesondere Kunststof f , mittels einer Spritzgießmaschine verflüssigt und in eine Form, dem Spritzgießwerkzeug, unter Druck eingespritzt wird . In dem Spritzgusswerkzeug geht der Werkstof f durch Abkühlung und/oder eine Vernetzungsreaktion wieder in den festen Zustand über und kann nach dem Öf fnen des Spritzgießwerkzeugs als Bauteil entnommen werden .
Unter einem „Pressverfahren" wird ein Urformverfahren verstanden, bei welchem die Formmasse in einem ersten Schritt in die Kavität eines zugehörigen Presswerkzeugs eingebracht wird, wobei das Presswerkzeug in einem zweiten Schritt geschlossen wird, insbesondere unter Einsatz eines Druckkolbens . Durch das Schlie- ßen des Presswerkzeugs erlangt die Formmasse die von dem Presswerkzeug vorgegebene Form . Vorzugsweise wird das Presswerkzeug temperiert .
Bei einer „Formmasse" sei insbesondere an einen thermoplastischen oder einen duroplastischen Werkstof f gedacht , welcher gegebenenfalls mit einem Fasermaterial , insbesondere Glas faser, Kohlenstof f faser, Aramidfaser oder dergleichen, versetzt ist .
Insbesondere kann unter einem Pressverfahren auch ein Direkt- Compoundier-Verf ahren ( D-LFT ) verstanden werden, bei dem ein Fasermaterial in einen Extruder eingezogen wird, dort mit dem bereits auf geschmol zenen Matrixpolymer , insbesondere einem Thermoplast oder einem Duroplast , imprägniert sowie in einen Spritzkolben überführt wird und anschließend als Formmasse in das Presswerkzeug eingebracht wird .
Vorzugsweise weist die Formmasse Fasern bis zu einer Länge von 5 °mm auf .
Vorteilhaft kann so erreicht werden, dass ein etabliertes Herstellverfahren für eine Batterieschale gemäß dem Anspruch 1 eingesetzt werden kann, wodurch Kosten eingespart und das Prozessrisiko des Herstellprozesses minimiert werden können .
Gemäß einer optionalen Aus führungs form weist die Batterieschale auf der Außenseite zumindest ein monolithisch mit der Batterieschale ausgeformtes äußeres Verstei fungsmittel auf , insbesondere zumindest ein sich in einer Längsrichtung der Batterieschale erstreckendes äußeres Verstei fungsmittel , insbesondere zumindest ein äußeres Verstei fungsmittel aufweisend zwei Gurte , insbesondere zumindest ein äußeres Verstei fungsmittel aufweisend zwei Gurte , welche zumindest mittelbar von einem Distanzelement , insbesondere einem Steg, zueinander beabstandet sind . Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „äußeren Verstei fungsmittel" wird eine geometrische Ausgestaltung der Batterieschale auf der Außenseite der Batterieschale und/oder eine stof fliche Veränderung der Batterieschale verstanden, welche dazu eingerichtet ist , die Batterieschale zu verstei fen .
Vorzugsweise ist ein äußeres Verstei fungsmittel dazu eingerichtet , den Boden der Batterieschale und/oder zumindest eine Seitenwand der Batterieschale zu verstei fen .
Vorzugsweise sei bei einem äußeren Verstei fungsmittel an eine Profilierung zumindest einer Seitenwand der Batterieschale gedacht , wobei die Profilierung der zumindest einen profilierten Seitenwand der Batterieschale zumindest ein Flächenträgheitsmoment der zumindest einen profilierten Seitenwand der Batterieschale , besonders bevorzugt zwei Flächenträgheitsmomente der zumindest einen profilierten Seitenwand der Batterieschale , gegenüber einer Seitenwand einer Batterieschale ohne Profilierung und mit vergleichbarer Wandstärke sowie vergleichbarer stof flicher Zusammensetzung erhöht .
Bei einer Profilierung sei vorzugsweise an ein I-Profil , ein U- Profil , ein T-Profil , ein Z-Prof il , ein L-Profil oder eine abweichende Profilierung gedacht .
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass unter einer Profilierung j ede geometrische Änderung gegenüber einer ebenen Erstreckung zumindest einer Seitenwand und/oder des Bodens der Batterieschale verstanden werden kann .
Vorzugsweise sei bei einem äußeren Verstei fungsmittel an eine stof fliche Veränderung zumindest einer Seitenwand der Batterieschale gedacht , wobei die stof fl iche Veränderung der zumindest einen stof flich veränderten Seitenwand der Batterieschale zumindest ein Flächenträgheitsmoment der zumindest einen stof flich veränderten Seitenwand der Batterieschale , besonders bevorzugt zwei Flächenträgheitsmomente der zumindest einen stof flich veränderten Seitenwand der Batterieschale , gegenüber einer Seitenwand einer Batterieschale ohne Profilierung und mit vergleichbarer Wandstärke sowie vergleichbarer Profilierung erhöht .
Bei einer stof flichen Veränderung zur Erreichung eines äußeren Verstei fungsmittels sei insbesondere an einen Zusatz von Fasermaterial in zumindest einer Wand und/oder dem Boden der Batterieschale gedacht , wobei das Fasermaterial derart angeordnet ist , dass es zumindest ein Flächenträgheitsmoment , bevorzugt zwei Flächenträgheitsmomente , der zumindest einen Seitenwand und/oder des Bodens der Batterieschale erhöhen kann .
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sich der hier vorgestellte Aspekt eines äußeren Verstei fungsmittels nicht auf eine Verstei fung einer Seitenwand der Batterieschale beschränkt ist , sondern auch zwei oder mehr Seitenwände der Batterieschale , vorzugsweise alle Seitenwände der Batterieschale , eine äußere Verstei fung aufweisen können .
Weiterhin sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass ein äußeres Verstei fungsmittel alternativ sowie analog zu zumindest einer Seitenwand auch dazu eingerichtet sein kann, den Boden einer Batterieschale zu verstei fen, insbesondere mittels Profilierung des Bodens und/oder einer stof flichen Veränderung des Bodens .
Eine Batterieschale kann eine quadratische Grundfläche aufweisen . In diesem Fall sei bei einer „Längsrichtung" der Batterieschale an eine Richtung entlang einer Seitenwand der
Batterieschale gedacht . Sofern die Batterieschale eine rechteckige oder anderweitig von einer quadratischen Grundfläche abweichende Grundfläche aufweist , so wird unter der Längsrichtung die Erstreckungsrichtung der zumindest einen Seitenwand der Batterieschale verstanden, die die längste Erstreckung aufweist .
Insbesondere ist die Längserstreckungsrichtung parallel zu dem Boden der Batterieschale .
Unter einem „Gurt" wird ein Band einer sich erstreckenden Profilierungsgeometrie verstanden . Insbesondere werden unter Gurten die Bänder einer sich erstreckenden Profilierungsgeometrie verstanden, welche von einem Distanzelement , insbesondere einem durchgehenden Steg, auf Abstand gehalten werden und so dazu eingerichtet sind, zumindest ein Flächenträgheitsmoment einer sich erstreckenden Profilgeometrie zu erhöhen .
Vorzugsweise wird unter einem Gurt die Seitenwand der Batterieschale verstanden . Hier sei konkret daran gedacht , dass sich an die Seitenwand, welche einen Gurt des äußeren Verstei fungselements abbildet , ein Distanzelement anschließt , welches in einen weiteren Gurt übergeht .
Unter einem „Distanzelement" wird j ede Geometrie verstanden, die dazu eingerichtet ist , zwei sich im Wesentlichen in einer gemeinsamen Richtung erstreckende Gurte auf Distanz zueinander zu halten .
Vorzugsweise wird unter einem Distanzelement ein Steg verstanden . Unter einem „Steg" wird eine ebene Verbindung zwischen zwei Gurten verstanden, vorzugsweise zwischen einem Gurt in Form einer Seitenwand der Batterieschale und einem hierzu korrespondierenden Gurt . Weiterhin sei vorzugsweise an ein äußeres Verstei fungselement in Form eines Kragens an der Seitenwand der Batterieschale gedacht , wobei der Kragen zur Erhöhung zumindest eines Flächenträgheitsmoments der zumindest einen Seitenwand der Batterieschale , besonders bevorzugt zur Erhöhung von zwei Flächenträgheitsmomenten der zumindest einen Seitenwand der Batterieschale , gegenüber einer Seitenwand einer Batterieschale ohne Kragen und mit vergleichbarer Wandstärke sowie vergleichbarer stof flicher Zusammensetzung eingerichtet ist .
Vorteilhaft kann durch das äußere Verstei fungselement die Steifigkeit der Batterieschale erhöht werden . Insbesondere ermöglicht ein äußeres Verstei fungselement zusätzlich einen besonders wirksamen Schutz gegen von außen auf die Batterieschale einwirkende Lasten, insbesondere gegenüber Lasten, die bei einem Verkehrsunfall etwaig eintreten und zu einer Verformung des designierten Kraftfahrzeugs aufweisend die Batterieschale führen können . Darüber hinaus bietet ein äußeres Verstei fungselement vorteilhaft im Bereich des Verstei fungselements eine zusätzliche Verformungs zone , die mittels Verformung des äußeren Versteifungselements Energie von äußeren Lasten aufnehmen kann, bevor diese auf die designierten Komponenten und Systeme im Inneren der Batterieschale wirken .
Da das hier vorgeschlagene äußere Verstei fungsmittel monolithisch mit der Batterieschale ausge formt ist , ergeben sich hierfür vorteilhaft nur geringe zusätzliche Produktionskosten sowie eine hohe Reproduzierbarkeit .
Weiterhin kann durch die monolithische Aus formung verhindert werden, dass bei einer Verbindung von einem separat ausgeformten äußeren Verstei fungselement und einer Batterieschale etwaige Fehlstellen auftreten . Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form weist die Batterieschale auf der Innenseite zumindest ein monolithisch mit der Batterieschale ausgeformtes inneres Verstei fungsmittel auf , insbesondere zumindest ein sich in einer Querrichtung der Batterieschale erstreckendes inneres Verstei fungsmittel , insbesondere ein sich in der Querrichtung und/oder Längsrichtung erstreckender Spant .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „inneren Verstei fungsmittel" wird eine geometrische Ausgestaltung der Batterieschale auf der Innenseite der Batterieschale verstanden, welche dazu eingerichtet ist , die Batterieschale zu verstei fen .
Vorzugsweise handelt es sich bei einem inneren Verstei fungsmittel um einen Spant . Unter einem Spant wird eine im Innenraum der Batterieschale aufgewiesene Geometrie verstanden, die zur Verstei fung der Batterieschale eingerichtet ist .
Vorzugsweise ist ein Spant ein Längsspant , wobei ein Längsspant sich in Längsrichtung der Batterieschale erstreckt und dazu eingerichtet ist zumindest ein Flächenträgheitsmoment , besonders bevorzugt zwei Flächenträgheitsmomente , eines normal zur Längsrichtung verlaufenden Querschnitts der Batterieschale zu erhöhen, sodass die Batterieschale verstei ft wird .
Vorzugsweise ist ein Spant ein Querspant , wobei ein Querspant sich in Querrichtung der Batterieschale erstreckt und dazu eingerichtet ist zumindest ein Flächenträgheitsmoment , besonders bevorzugt zwei Flächenträgheitsmomente , eines normal zur Querrichtung verlaufenden Querschnitts der Batterieschale zu erhöhen, sodass die Batterieschale verstei ft wird . Vorzugsweise ist ein Spant so angeordnet , dass er als räumliche Trennung zwischen zwei designiert benachbarten Batteriezellen und/oder Batteriemodulen eingerichtet ist .
Vorzugsweise weist ein inneres Verstei fungsmittel eine zumindest bereichsweise stof fliche Veränderung gegenüber der Batterieschale auf .
Eine Batterieschale kann eine quadratische Grundfläche aufweisen . In diesem Fall sei bei einer „Querrichtung" der Batterieschale an eine Richtung entlang einer Seitenwand der
Batterieschale gedacht .
Sofern die Batterieschale eine rechteckige oder anderweitig von einer quadratischen Grundfläche abweichende Grundfläche aufweist , so wird unter der Querrichtung die Erstreckungsrichtung querab der zumindest einen Seitenwand der Batterieschale verstanden, die die längste Erstreckung aufweist .
Insbesondere ist die Quererstreckungsrichtung parallel zu dem Boden der Batterieschale .
Vorteilhaft kann mit dem hier vorgeschlagenen monolithisch mit der Batterieschale ausgeformten inneren Verstei fungsmittel eine Verstei fung der Batterieschale erreicht werden, welche es im Vergleich zu einer herkömmlichen Batterieschale mit gleichen Stei figkeitswerten vorteilhaft ermöglicht , die Wandstärke des Bodens und/oder zumindest einer Seitenwand zu reduzieren . Hierdurch kann insgesamt Material und damit Kosten und Gewicht eingespart werden .
Weiterhin ist denkbar, dass das hier vorgeschlagene innere Verstei fungsmittel die Stei figkeit gegenüber einer herkömmlichen Batterieschale bei vergleichbarem Gewicht erhöht , wodurch im Regelbetrieb der Batterie die Regelverformung der Batterieschale vorteilhaft reduziert werden kann, wodurch der Abstand zwischen den designiert im Inneren der Batterieschale angeordneten Systemen und/oder Komponenten reduziert werden kann .
Weiterhin ergibt sich durch das hier vorgeschlagene innere Verstei fungsmittel eine räumliche Trennung zwischen den beiderseits des inneren Verstei fungsmittels designiert angeordneten Systemen und/oder Komponenten, wodurch diese vorteilhaft entkoppelt werden können . Dabei sei insbesondere daran gedacht , dass ein etwaiger Wärmestrom zwischen den designiert beiderseits des inneren Verstei fungsmittels angeordneten Systemen und/oder Komponenten vorteilhaft durch das innere Verstei fungsmittel reduziert werden kann .
Da das hier vorgeschlagene innere Verstei fungsmittel monolithisch mit der Batterieschale ausgeformt ist , ergeben sich hierfür vorteilhaft nur geringe zusätzliche Produktionskosten sowie eine hohe Reproduzierbarkeit der hergestellten Batterieschalen .
Weiterhin kann durch die monolithische Aus formung verhindert werden, dass bei einer Verbindung von einem separat ausgeformten inneren Verstei fungselement und einer Batterieschale etwaige Fehlstellen auftreten .
Gemäß einer besonders bevorzugten Aus führungs form weist zumindest ein inneres Verstei fungsmittel einen Kern, insbesondere einen strukturierten Kern, in der Mitte von zwei den Kern begrenzenden Decklagen auf , insbesondere einen strukturierten Kern aufweisend eine Kreuzrippenstruktur .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Vorzugsweise weist ein inneres Verstei fungselement , vorzugsweise ein Spant , eine Sandwichbauweise auf . Unter einer „Sandwichbau- weise" wird eine bereichsweise Kombination unterschiedlicher Geometrien und/oder stof flicher Beschaf fenheit verstanden, sodass die verschiedenen Bereiche unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen .
Insbesondere wird unter einer Sandwichbauweise eine ebene Bauweise oder eine im Wesentlichen ebene Bauweise eines Versteifungsmittels verstanden, wobei die Sandwichbauweise einen Kern aufweist , der von zwei unmittelbar an den Kern angrenzenden
Deckschichten gesäumt wird .
Ein „Kern" kann dadurch beschrieben werden, dass er ein im Vergleich zu den Decklagen geringeres spezi fisches Gewicht aufweist . Vorzugsweise weist ein Kern eine besonders hohe Stabilität gegenüber Querkontraktion auf , insbesondere gegenüber einer Querkontraktion hervorgerufen von einer Biegung des Verstei fungsmittels .
Vorzugsweise weist ein Kern eine gegenüber den Decklagen abweichende Geometrie auf , mittels welcher die spezi fischen Eigenschaften des Kerns vorteilhaft erreicht werden können .
Vorzugsweise weist ein Kern eine gegenüber den Decklagen abweichende stof fliche Beschaf fenheit auf , mittels welcher die spezi fischen Eigenschaften des Kerns vorteilhaft erreicht werden können .
Vorzugsweise weist der Kern ein poröses Material auf .
Vorzugsweise besteht der Kern aus Hol z , insbesondere aus Balsahol z .
Vorzugsweise besteht der Kern aus Aluminium, insbesondere aus einer Aluminiumwabe oder einem Aluminiumschaum . Unter einem „strukturierten Kern" wird sowohl ein Kern mit gegenüber den Decklagen abweichender Geometrie sowie ein Kern mit gegenüber den Decklagen abweichender stof flicher Beschaf fenheit verstanden, wobei ein strukturierter Kern eine Struktur aufweist .
Unter einer „Kreuzrippenstruktur" wird eine Geometrie eines Kerns verstanden, wobei der Kern Rippen aufweist , deren j eweilige Enden vorzugsweise die Knotenpunkte der Rippenstruktur bilden .
Vorzugsweise ist eine Kreuzrippenstruktur dazu eingerichtet , die in einem Ken auf tretenden Druckkräfte und/oder Schubkräfte in die begrenzenden Decklagen abzuleiten .
Vorzugsweise sind Rippen eben oder im Wesentlichen eben ausgeformt .
Vorzugsweise teilen einander angrenzende Rippen j eweils nur einen gemeinsamen Knotenpunkt miteinander .
Vorzugsweise weist eine Kreuzrippenstruktur ein Zickzack-Muster auf .
Vorzugsweise kreuzen sich Kreuzrippen wie die Diagonalen in einem Rechteck .
Unter einer „Decklage" wird eine Materiallage verstanden, welche einen Kern eines Verstei fungsmittels in Sandwichbauweise beschränkt .
Vorzugsweise weist eine Decklage eine stof fliche Veränderung gegenüber dem Material der Batterieschale auf , vorzugsweise in Form von in die Decklage eingebrachtem Fasermaterial , welches dazu vorzugsweise dazu eingerichtet ist , die Stei figkeit der Decklage in einer Erstreckungsrichtung der Decklage zu erhöhen .
Das hier vorgeschlagene innere Verstei fungsmittel in Sandwich- bauweise ermöglicht vorteilhaft einen Leichtbau eines inneren Verstei fungsmittels . Somit kann bei gleicher Stei figkeit Gewicht und Material gegenüber einem inneren Verstei fungsmittel ohne Sandwichbauweise eingespart werden . Alternativ kann bei gleichem Gewicht die Stei figkeit des inneren Verstei fungsmittels signifikant erhöht werden .
Bevorzugt weist ein inneres Verstei fungsmittel und/oder ein äußeres Verstei fungsmittel , insbesondere zumindest eine Decklage eines inneren Verstei fungsmittels und/oder zumindest ein Gurt eines äußeren Verstei fungsmittels , zumindest bereichsweise einen Fasermaterial auf , insbesondere ein im Wesentlichen in einer Haupterstreckungsrichtung des zumindest einen inneren Versteifungsmittels und/oder in einer Haupterstreckungsrichtung des zumindest einen äußeren Verstei fungsmittels ausgerichtetes Fasermaterial .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Fasermaterial" wird ein Gebilde verstanden, welches aus zumindest einer linearen und elementaren Faser besteht . Hierbei können unterschiedliche Fasern gemeint sein, insbesondere eine Glas faser, eine Kohlefaser und/oder eine Aramidfaser .
Vorzugsweise wird unter einem Fasermaterial eine unidirektionale Endlos faser verstanden . Hierbei sei unter anderem daran gedacht , dass eine Mehrzahl von unidirektionalen Fasern in einem Fasermaterial weitestgehend parallel zueinander angeordnet sind .
Vorzugsweise wird unter einem Fasermaterial ein Gewebe aus unidirektionalen Fasern verstanden, insbesondere ein Gewebe aus unidirektionalen Fasern bei welchem sich eine erste Faser und eine zweite Faser in der Sicht auf die Gewebefläche unter einem Winkel von genau oder annähernd 90 ° mustermäßig kreuzen .
Vorzugsweise wird unter einem Fasermaterial ein Vlies verstanden, wobei ein Vlies als ein Gebilde aus Fasern verstanden wird, die auf irgendeine Weise zu einem Vlies zusammengefügt und auf irgendeine Weise miteinander verbunden worden sind .
Vorzugsweise wird ein Fasermaterial vor seiner Verarbeitung in der Batterieschale von einem thermoplastischen Polymer in Form gehalten, insbesondere von einem thermoplastischen Polymer, welcher designiert auch zumindest al s Bestandteil der Formmasse der Batterieschale verwendet wird, sodass eine Stof f kompatibilität zwischen Fasermaterial und Formmasse besteht .
Mittels dem Fasermaterial und der Formmasse der designierten Batterieschale kann vorteilhaft zumindest bereichsweise ein Faserverbundwerkstof f erreicht werden, welcher aus verstärkenden Fasern und einer die Fasern einbettenden Matrix aus der Formmasse besteht .
Unter einer „Haupterstreckungsrichtung" eines Verstei fungsmittels wird bei isolierter Betrachtung des Verstei fungsmittels die Längserstreckungsrichtung des Verstei fungsmittels verstanden .
Vorteilhaft kann durch den Einsatz von Fasermaterial das Verhältnis von Stei figkeit zu Gewicht eines inneren und/oder äußeren Verstei fungsmittels erhöht werden .
Bei einer stof flichen Veränderung mittels einem Fasermaterial sei insbesondere an einen Zusatz von Fasermaterial in zumindest einer Decklage eines inneren Verstei fungsmittels und/oder zumindest eines Gurts eines äußeren Verstei fungsmittels gedacht . Zweckmäßig weist der erste und/oder der zweite Fluidkanal auf der Außenseite der Batterieschale ein Verbindungsmittel auf , wobei das Verbindungsmittel zum Verbinden mit einer Temperiereinrichtung eingerichtet ist .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Verbindungsmittel" wird ein Mittel zum Anschlie- ßen/Verbinden einer Temperiereinrichtung mit einem ersten Fluidkanal und/oder einem zweiten Fluidkanal verstanden . Insbesondere ist ein Verbindungsmittel auf der Außenseite der Batterieschale angeordnet .
Vorzugsweise ist ein Verbindungsmittel dazu eingerichtet , eine lösbare Verbindung zwischen einem ersten und/oder zweiten Fluidkanal und einer Temperiereinrichtung herzustellen .
Vorzugsweise weist ein Verbindungsmittel ein eine Dichtwirkung aufweisendes Dichtmittel auf , sodass an der designierten Verbindung von Verbindungsmittel und Temperiereinrichtung keine Leckage auf tritt .
Unter einer „Temperiereinrichtung" wird eine Vorrichtung verstanden, die zur Herbei führung und/oder Aufrechterhaltung einer Temperatur eingerichtet ist , insbesondere einer Temperatur einer Batteriezelle einer Traktionsbatterie . Hierfür besteht vorzugsweise eine Fluidkommunikation zwischen der Temperiereinrichtung und zumindest einem Batterietemperierelement , sodass ein Wärmeträgermedium zwischen der Temperiereinrichtung und dem zumindest einen Batterietemperierelement ausgetauscht werden kann .
Vorzugsweise ist eine Temperiereinrichtung mit dem zumindest einen korrespondierenden Batterietemperierelement dazu eingerichtet , eine Batteriezelle einer Traktionsbatterie zu kühlen und/oder zu erwärmen . Vorzugsweise ist eine Temperiereinrichtung ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs , wobei die Temperiereinrichtung außerhalb des Aufnahmeraus einer Batterieschale angeordnet ist .
Unter einem „Wärmeträgermedium" wird insbesondere ein gas förmiger und/oder flüssiger Stof f oder ein gas förmiges und/oder flüssiges Stof fgemisch verstanden, welches zum Transport von Wärme und/oder Kälte mittels einem Volumenstrom des Wärmeträgermediums eingesetzt werden kann .
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die hier vorgeschlagene Batterieschale auf einfache Art und Weise sicher mit einer designierten Temperiereinrichtung verbunden werden kann, sodass ein Wärmeträgermedium mittels des ersten und/oder zweiten Fluidkanals in den Aufnahmeraum der Batterieschale einströmen und aus dem Aufnahmeraum der Batterieschale herausströmen kann, wodurch ein Wärmestrom in den Aufnahmeraum der Batterieschale hinein und/oder herausströmen kann .
Bevorzugt weist die Batterieschale ein erstes Verbindungsmittel an dem ersten Fluidkanal und ein zweites Verbindungsmittel an dem zweiten Fluidkanal auf , wobei sich das erste Verbindungsmittel und das zweite Verbindungsmittel hinsichtlich ihrer Geometrie unterscheiden, sodass eine Verwechslung beim designierten Anschluss der Batterieschale an eine Temperiereinrichtung vorteilhaft nicht möglich ist .
Gemäß einer optionalen Aus führungs form erstreckt sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal durch ein äußeres Verstei fungsmittel , insbesondere parallel zu dem Distanzelement , insbesondere einem Steg, des äußeren Verstei fungsmittels . Vorzugsweise erstreckt sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal durch ein äußeres Verstei fungsmittel hindurch, insbesondere durch einen Gurt des äußeren Verstei fungsmittels hindurch, insbesondere durch einen ersten Gurt und einen zweiten Gurt des äußeren Verstei fungsmittels hindurch .
Hierdurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass das Verbindungsmittel außerhalb eines äußeren Verstei fungsmittels angeordnet sein kann, wodurch die Zugänglichkeit bei der Montage der Batterieschale verbessert werden kann .
Unter anderem ist auch konkret denkbar, dass sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal durch die Seitenwand der Batterieschale hindurch erstreckt und in einem Verbindungsmittel zwischen einem ersten Gurt , insbesondere einem ersten Gurt in Form der Seitenwand der Batterieschale , und einem zweiten Gurt des äußeren Verstei fungsmittels mündet .
Auf diese Weise kann vorteilhaft erreicht werden, dass das Verbindungsmittel einerseits gut erreichbar ist , sodass eine Temperiereinrichtung gut angeschlossen werden kann, und andererseits von einem weiter außerhalb liegenden Gurt geschützt ist , sodass eine etwaig auftretende äußere Last von dem außerhalb liegenden Gurt abgefangen werden kann, wodurch eine etwaige Beschädigung des Verbindungsmittels bei geringen äußeren Lasten verhindert werden kann .
Besonders bevorzugt weist der erste und/oder der zweite Fluidkanal auf der Innenseite der Batterieschale zumindest ein Anschlussmittel auf , insbesondere zumindest ein Anschlussmittel , welches zum Verbinden mit zumindest einem Batterietemperierelement eingerichtet ist .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert : Unter einem „Anschlussmittel" wird ein Mittel zum Anschlie- ßen/Verbinden eines Batterietemperierelements mit einem ersten Fluidkanal und/oder einem zweiten Fluidkanal verstanden . Insbesondere ist ein Anschlussmittel auf der Innenseite der Batterieschale angeordnet .
Vorzugsweise ist ein Anschlussmittel dazu eingerichtet , eine lösbare Verbindung zwischen einem Fluidkanal und einem Batterietemperierelement herzustellen .
Vorzugsweise weist ein Anschlussmittel ein eine Dichtwirkung aufweisendes Dichtmittel auf , sodass an der designierten Verbindung von Anschlussmittel und Batterietemperierelement keine Leckage auf tritt .
Unter einem „Batterietemperierelement" wird eine Vorrichtung verstanden, die zum Temperieren, insbesondere zum Kühlen oder Erwärmen, einer Batteriezelle und/oder eines Batteriemoduls eingerichtet ist . Vorzugsweise wird die von einer designierten Batteriezelle und/oder einem designierten Batteriemodul benötigte Temperierleistung mittels einer designierten Temperiereinrichtung bereitgestellt und von einem Wärmeträgermedium in die Batterieschale hinein oder aus der Batterieschale heraustransportiert .
Vorzugsweise weist das Batterietemperierelement eine Außenfläche zum zumindest bereichsweisen Anliegen an einer Batteriezelle o- der an einem mindestens zwei Batteriezellen aufweisenden Batteriemodul einer Batteriemoduleinheit , einen von der Außenfläche zumindest bereichsweise umschlossenen Innenraum zur Aufnahme eines Wärmeträgermediums , einen mit dem Innenraum verbundenen Vorlauf und einen mit dem Innenraum verbundenen Rücklauf auf .
Bevorzugt weist j eweils der erste und der zweite Fluidkanal auf der Innenseite ein Anschlussmittel auf . Vorteilhaft kann durch das hier vorgeschlagene Anschlussmittel erreicht werden, dass die hier vorgeschlagene Batterieschale auf einfache Art und Weise sicher mit einem designierten Batterietemperierelement verbunden werden kann, sodass ein Wärmeträgermedium mittels des ersten und/oder zweiten Fluidkanals in den Aufnahmeraum der Batterieschale einströmen und durch das Batterietemperierelement und den abweichenden Fluidkanal aus dem Aufnahmeraum der Batterieschale herausströmen kann, wodurch ein Wärmestrom von außerhalb der Batterieschale in das Batterietemperierelement hinein und wieder herausströmen kann .
Gemäß einer besonders bevorzugen Aus führungs form weisen ein erster und ein zweiter Fluidkanal paarweise eine Mehrzahl von Anschlussmitteln auf , sodass eine Mehrzahl von Batterietemperierelementen an den ersten und den zweiten Fluidkanal angeschlossen werden können . Hierdurch kann vorteilhaft eine Parallelschaltung einer Mehrzahl von Batterietemperierelementen, insbesondere einer Mehrzahl von Batterietemperierelementen entsprechend der Anzahl von designierten Batteriezellen und/oder Batteriemodulen im Aufnahmeraum der Batterieschale und/oder der designierten Traktionsbatterie , erreicht werden .
Bevorzugt weist die Batterieschale ein erstes Anschlussmittel an dem ersten Fluidkanal und ein zweites Anschlussmittel an dem zweiten Fluidkanal auf , wobei sich das erste Anschlussmittel und das zweite Anschlussmittel hinsichtlich ihrer Geometrie unterscheiden, insbesondere in Form eines Steckers und einer Muf fe unterscheiden, sodass eine Verwechslung beim designierten Anschluss eines Batterietemperierelements an die Batterieschale vorteilhaft nicht möglich ist .
Optional weist zumindest ein Anschlussmittel die Form eines Steckverbinders auf , insbesondere die Form eines Steckers oder einer Muf fe . Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Steckverbinder" wird eine bewegliche und korrespondierende Verbindung von zwei Fluidkanälen verstanden, welche gefügt und erneut gelöst werden kann .
Vorzugsweise weist eine miteinander korrespondierende Kombination aus Stecker und Muf fe in Form eines Steckverbinders , wobei die Kombination aus Stecker und Muf fe zum Verbinden von zwei Fluidkanälen eingerichtet ist , ein Dichtmittel mit einer Dichtwirkung auf .
Unter einem „Stecker" wird eine Geometrie verstanden, die als Gegenstück zu einer weiblich ausgeformten Muf fe männlich ausgebildet ist . Ein Stecker ist dazu eingerichtet , in eine korrespondierende Muf fe eingeführt zu werden, sodass Stecker und Muf fe eine gegenseitige Fluidkommunikation aufweisen .
Mit anderen Worten weist ein korrespondierender Steckverbinder einen Vater in Form eines Steckers und eine Mutter in Form einer Muf fe auf .
Unter einer „Muf fe" wird eine Geometrie verstanden, die als Gegenstück zu einem männlich ausgeformten Stecker weiblich ausgebildet ist . Eine Muf fe ist dazu eingerichtet , einen korrespondierenden Stecker auf zunehmen, sodass Stecker und Muf fe eine gegenseitige Fluidkommunikation aufweisen .
Insgesamt kann hierdurch vorteilhaft ein Anschlussmittel erreicht werden, welches unverwechselbar und passgenau auf ein korrespondierendes Mittel zum Verbinden von zwei Fluidkanälen abgestimmt ist , insbesondere zum Verbinden von Anschlussmittel und einem Vorlauf oder einem Rücklauf eines Batterietemperierelements mit der Batterieschale . Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass auch ein Verbindungsmittel in vorteilhafter Art und Wei se die Form eines Steckverbinders aufweisen kann, insbesondere in Form eines Steckers oder einer Muf fe .
Gemäß einer besonders zweckmäßigen Aus führungs form weist ein Steckverbinder einen Hinterschnitt auf .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Hinterschnitt" wird ein Teil der Geometrie des Steckverbinders verstanden, welcher dadurch beschrieben werden kann, dass eine Erstreckungsrichtung des Steckers , insbesondere eine Erstreckungsrichtung quer zu der Längserstreckungsrichtung des Steckers , in dem Bereich des Hinterschnitts einen kleineren Erstreckungswert aufweist als die beiderseits an den Hinterschnitt angrenzenden Bereiche der Geometrie .
Vorteilhaft kann mittels einem Hinterschnitt des Steckverbinders eine formschlüssige Verbindung zwischen Steckverbinder und einer designierten Temperiereinrichtung oder einem designierten Batterietemperierelement erreicht werden .
Bevorzugt ist der erste und/oder der zweite Fluidkanal zumindest bereichsweise mit einem Fluidinj ektionsverfahren ausgeformt .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Fluidin ektionsverfahren" wird ein Verfahren zur Herstellung von Werkstücken verstanden, die zumindest in einem Teilbereich des Werkstücks hohl ausgeformt sind, insbesondere zur Herstellung einer Batterieschale gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei sich der erste und der zweite Fluidkanal durch die Batterieschale erstrecken und somit hohl innerhalb der Batterieschale ausgeformt sind.
Dabei wird nach einem Arbeitsschritt der Herstellung in welchem eine Artikelkavität mit einer „Formmasse", insbesondere einem schmelzflüssigen Kunststoff, aufgefüllt wird, mittels einer „Injektionsvorrichtung" ein vorübergehender Füllstoff, insbesondere ein „Fluid", in einen Bereich des herzustellenden Werkstücks injiziert, der an den designierten Hohlraum des herzustellenden Werkstücks angrenzt oder in dem designierten Hohlraum liegt, insbesondere an den ersten und/oder zweiten Fluidkanal der Batterieschale angrenzt.
Als Füllstoff kann unter anderem Wasser und/oder ein inertes Gas, insbesondere Stickstoff, verwendet werden. Der Füllstoff wird vorzugsweise mit einem Druck von etwa 200 bar injiziert.
Der injizierte Füllstoff verdrängt eine schmelzflüssige Seele, wodurch der Hohlraum, insbesondere der erste und/oder der zweite Fluidkanal, ausgeformt werden kann.
In dem Werkzeug kühlt die Formmasse von außen nach innen ab und bildet eine Kristallisationsgrenze zwischen einem bereits erstarrten oder teilerstarrten Randbereich und der schmelzflüssigen Seele, sodass die von dem vorübergehenden Füllstoff verdrängte schmelzflüssige Seele im Inneren des Werkstücks liegt und eine Dicke aufweist die in einer Wirkverbindung mit der Abkühlzeit der Formmasse und der Temperatur des Werkzeugs steht.
Vorteilhaft drückt der vorübergehende Füllstoff die bereits kristallisierten oder teilkristallisierten Randbereiche des Werkstücks an die Werkzeugwand, insbesondere die Artikelkavität, sodass die Form- und Lagetoleranzen des Werkstücks, insbesondere der Batterieschale, vorteilhaft und reproduzierbar erreicht werden können. Vorzugsweise weist die Inj ektionsvorrichtung einen Proj ektilträger auf , der zum Tragen eines Proj ektils eingerichtet ist , welches beim Inj i zieren des Füllstof fs von dem vorübergehenden Füllstof f beim Aus formen des Hohlraums als Grenze zwischen der schmel z flüssigen Seele und dem Füllstof f durch das herzustellende Werkstück getrieben werden kann .
Nach dem Erstarren der verbliebenen Formmasse kann der Füllstof f wieder aus dem herzustellenden Werkstück entweichen, insbesondere beim Entformen des Werkstücks .
Vorzugsweise kann hierdurch erreicht werden, dass der erste und/oder der zweite Fluidkanal nicht mit einem Kern innerhalb des Werkzeugs ausgeformt werden müssen . Hierdurch können die Kosten für das designiert benötigte Werkzeug vorteilhaft gesenkt werden .
Weiterhin kann mittels dem Fluidinj ektionsverfahren ein komplexerer Verlauf des ersten und/oder zweiten Fluidkanals ausgeformt werden, so kann der Verlauf des ersten und/oder zweiten Fluidkanals auch Krümmungen und/oder Richtungsänderungen aufweisen, wodurch der Gestaltungsspielraum der Batterieschale vorteilhaft steigt .
Gemäß einer besonders bevorzugten Aus führungs form erstreckt sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal zumindest bereichsweise durch den Boden der Batterieschale , insbesondere bereichsweise geradlinig durch den Boden der Batterieschale .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einer „bereichsweisen Erstreckung" eines Fluidkanals „durch den Boden der Batterieschale" wird verstanden, dass der Fluidkanal sich vorzugsweise nicht über die gesamte Erstreckung des Bodens erstreckt . Insbesondere erstreckt sich ein Fluidkanal nicht so weit durch den Boden einer Batterieschale , dass er ausgehend von einem auf der Außenseite der Batterieschale mündenden Ende des Fluidkanals auch noch ein weiteres Ende des Fluidkanals auf der Außenseite der Batterieschale aufweist .
Unter „geradlinig" wird verstanden, dass sich ein Fluidkanal in einer Richtung durch den Boden der Batterieschale verläuft . Dabei kann ein geradlinig verlaufender Fluidkanal geringfügige Abweichungen zu einer geradlinigen Achse aufweisen . Insbesondere ist unter einem geradlinig verlaufenden Fluidkanal kein Fluidkanal zu versehen, welcher mäandriert oder mit anderen größeren Richtungswechseln verläuft .
Hierdurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass ein Fluidkanal nur ein Ende auf der Außenseite der Batterieschale aufweist und sich durch den Boden der Batterieschale in den Aufnahmeraum der Batterieschale hinein erstreckt .
Vorzugsweise weist ein Fluidkanal eine Mehrzahl von Enden auf der Innenseite der Batterieschale auf , wobei ein j edes Ende auf der Innenseite vorzugsweise zu einem zumindest mittelbaren Verbinden mit einem Batterietemperierelement eingerichtet ist , sodass eine Parallelschaltung einer Mehrzahl von Batterietemperierelementen vorteilhaft ermöglicht ist .
Insbesondere kann hierdurch sichergestellt werden, dass ein designiertes Wärmeträgermedium, welches durch einen ersten Kanal designiert in die Batterieschale eintritt , durch einen zweiten Kanal wider aus der Batterieschale austreten muss , sofern die Enden des ersten und des zweiten Fluidkanals im Inneren der Batterieschale über eine korrespondierende Anzahl von Batterietemperierelementen miteinander fluidverbunden sind . Bevorzugt wird hier vorgeschlagen, dass ein erster und/oder zweiter Fluidkanal sich ausgehend von einer Seitenwand in den Boden der Batterieschale erstreckt . Dabei kann ein erster und/oder zweiter Fluidkanal eine rein ebene Erstreckung aufweisen, bei der er auf Höhe des Bodens der Batterieschale über die Seitenwand auf die Außenseite der Batterieschale verläuft , oder sich zunächst in der Seitenwand, der Seitenwand folgend, nach unten in Richtung des Bodens erstrecken und dann in einen überwiegend hori zontalen Verlauf in den Boden der Batterieschale übergehen .
Vorzugsweise mündet ein erster und/oder zweiter Fluidkanal auf der Außenseite in einem sich hori zontal erstreckenden Verlauf , insbesondere in einem sich hori zontal erstreckenden Verbindungsmittel , insbesondere in einem Verlauf , der parallel zu der von dem Boden der Batterieschale gebildeten Ebene verläuft .
Gemäß einer besonders bevorzugen Aus führungs form wird hier vorgeschlagen, dass sich ein erster und/oder zweiter Fluidkanal innerhalb des Bodens der Batterieschale unterhalb eines inneren Verstei fungsmittels der Batterieschale hindurcherstreckt , insbesondere senkrecht zu der Längserstreckung des inneren Versteifungsmittels .
Insgesamt kann hierdurch vorteilhaft erreicht werden, dass die im Stand der Technik bekannte geometrische Komplexität einer designierten Traktionsbatterie reduziert werden kann, insbesondere durch einen ersten und/oder zweiten Fluidkanal , der sich im Inneren der Batterieschale zu den einzelnen Positionen der zu temperierenden Batteriezellen und/oder Batteriemodule erstreckt , insbesondere auch unterhalb eines inneren Verstei fungsmittels hindurch erstreckt . Im Stand der Technik war bekannt , dass ein Temperierkreislauf in Form von Schläuchen zwischen den Batteriezellen und/oder Batteriemodule verlaufen ist . Diese Schläuche haben die geometrische Komplexität auch interagierend mit anderen benötigten Komponenten erheblich erhöht , insbesondere in Kombination mit den elektrischen Anschlussleitungen . Somit kann vorteilhaft auch erreicht werden, dass die Konfektionierungs zeit und die Montagezeit einer designierten Traktionsbatterie reduziert werden können, insbesondere da nicht mehr notwendig ist , dass einem Temperierkreislauf zugehörige Schläuche zwischen einem Doppelnippel und einem Batterietemperierelement abgelängt , innerhalb der Batterieschale geführt und befestigt werden müssen .
Gemäß einer zweckmäßigen Aus führungs form wird vorgeschlagen, dass sich ein erster und/oder zweiter Fluidkanal nicht durch den gesamten Boden der Batterieschale derart hindurcherstreckt , dass er an erneut auf der Außenseite der Batterieschale mündet .
Hierdurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass der erste und/oder der zweite Fluidkanal nicht auf einer zweiten Außenseite der Batterieschale verschlossen und abgedichtet werden muss . Stattdessen wird konkret vorgeschlagen, dass der erste und/oder der zweite Fluidkanal nur soweit hohl ausgeformt werden, wie es zum Erreichen der letzten Batteriezelle und/oder des letzten Batteriemoduls innerhalb der Batterieschale erforderlich ist .
Dabei sei auch konkret daran gedacht , dass ein erster und/oder zweiter Fluidkanal in einem designierten Totwassergebiet , insbesondere in einem in designierter Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums betrachteten Totwassergebiet hinter oder vor der letzten Mündung des ersten und/oder zweiten Fluidkanals im Inneren der Batterieschale , im Bereich des Bodens der Batterieschale münden . Zweckmäßig erstreckt sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal , bezogen auf die maximale Erstreckung des Bodens der Batterieschale in Richtung der Erstreckung des ersten und/oder des zweiten Fluidkanals , durch den Boden der Batterieschale um nicht weniger als 10 % , bevorzugt um nicht weniger als 20 % und besonders bevorzugt um nicht weniger als 30 % .
Vorzugsweise erstreckt sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal , bezogen auf die maximale Erstreckung des Bodens der Batterieschale in Richtung der Erstreckung des ersten und/oder des zweiten Fluidkanals , durch den Boden der Batterieschale um nicht weniger als 40 % , bevorzugt um nicht weniger als 50 % und besonders bevorzugt um nicht weniger als 60 % .
Vorzugsweise erstreckt sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal , bezogen auf die maximale Erstreckung des Bodens der Batterieschale in Richtung der Erstreckung des ersten und/oder des zweiten Fluidkanals , durch den Boden der Batterieschale um nicht weniger als 70 % , bevorzugt um nicht weniger als 80 % und besonders bevorzugt um nicht weniger als 90 % .
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Erstreckung des ersten und/oder zweiten Fluidkanals im Boden der Batterieschale nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab Überoder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen . Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe der Erstreckung des ersten und/oder zweiten Fluidkanals im Boden der Batterieschale liefern .
Bevorzugt erstreckt sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal , bezogen auf die quer zu der Richtung der Erstreckung des ersten und/oder des zweiten Fluidkanals verlaufende Erstreckung der Batterieschale , in einem Randbereich von weniger als 33 % , bevorzugt in einem Randbereich von weniger als 20 % und besonders bevorzugt in einem Randbereich von weniger als 10 % , insbesondere in einem linken und/oder einem rechten Randbereich der Batterieschale .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Randbereich" werden die Randbereiche der Batterieschale verstanden, insbesondere die Randbereiche des Bodens der Batterieschale , insbesondere ein rechter und ein linker Randbereich, die sich in einer Querrichtung zur Längsachse der Batterieschale ausgehend von den parallel zur Längsrichtung verlaufenden Seitenwänden erstrecken .
Hier wird vorgeschlagen, dass sich ein erster Fluidkanal durch einen ersten Randbereich, insbesondere durch einen rechten Randbereich, und ein zweiter Fluidkanal durch einen zweiten Randbereich, insbesondere einen linken Randbereich, erstreckt .
Gemäß einer zweiten Variante wird vorgeschlagen, dass sich ein erster und ein zweiter Fluidkanal gemeinsam durch einen Randbereich erstrecken, insbesondere durch einen rechten oder einen linken Randbereich .
Gemäß einer dritten Variante wird vorgeschlagen, dass sich ein Fluidkanal in einem der Randbereiche erstreckt und ein abweichender Fluidkanal sich außerhalb beider Randbereiche erstreckt , insbesondere in einem Mittenbereich der Batterieschale .
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass ein besonders platzsparendes Anschlussschema des zumindest einen Batterietemperierelements im Aufnahmeraum der Batterieschale sowie ein besonders platzsparendes Anschlussschema auf der Außenseite zum Anschluss einer Temperiereinrichtung realisiert werden kann . Weiterhin kann vorteilhaft ein Anschlussschema im Inneren der Batterieschale erreicht werden, bei welchem ein Vertauschen der Anschlüsse beim designierten Anschließen eines Batterietemperierelements bereits durch die vorgeschlagene geometrische Ausgestaltung verhindert werden kann . Hierdurch kann vorteilhaft Zeit bei der designierten Montage der Batterietemperierelemente eingespart werden .
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Position des ersten und/oder zweiten Fluidkanals im Randbereich des Bodens der Batterieschale nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen . Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe der Position des ersten und/oder zweiten Fluidkanals im Randbereich des Bodens der Batterieschale liefern .
Optional erstreckt sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal , bezogen auf die quer zu der Richtung der Erstreckung des ersten und/oder des zweiten Fluidkanals verlaufende Erstreckung der Batterieschale , in einem Mittenbereich von weniger als 33 % , bevorzugt in einem Mittenbereich von weniger als 20 % und besonders bevorzugt in einem Mittenbereich von weniger als 10 % .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Mittenbereich" einer Batterieschale wird der Bereich einer Batterieschale verstanden, welcher zwischen den Randbereichen der Batterieschale angeordnet ist .
Insbesondere wird unter dem „Mittenbereich" der Batterieschale ein Bereich verstanden, welcher sich quer zu einer zentralen
Längsachse der Batterieschale erstreckt . Hier wird gemäß einer ersten Variante vorgeschlagen, dass sich ein erster und ein zweiter Fluidkanal durch den Mittenbereich der Batterieschale erstreckt .
Gemäß einer zweiten Variante wird vorgeschlagen, dass sich ein Fluidkanal durch den Mittenbereich der Batterieschale erstreckt , während ein abweichender Fluidkanal sich außerhalb des Mittenbereichs erstreckt , insbesondere in einem der Randbereiche der Batterieschale .
Hierdurch kann vorteilhaft ein Anschlussschema mit einer geringen geometrischen Komplexität erreicht werden, insbesondere mit einer geringen geometrischen Komplexität bezogen auf den designierten Anschluss eines Batterietemperierelements .
Weiterhin kann vorteilhaft erreicht werden, dass ein Anschlussschema für einen Temperierkreislauf erreicht werden kann, insbesondere ein Anschlussschema im Innenraum der Batterieschale zum designierten Anschließen eines oder mehrerer Batterietemperierelemente , wobei ein verwechseln der relevanten Anschlussstellen bereits aus geometrischen Gründen nicht vorkommen kann .
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Position des ersten und/oder zweiten Fluidkanals im Mittenbereich des Bodens der Batterieschale nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen . Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe der Position des ersten und/oder zweiten Fluidkanals im Mittenbereich des Bodens der Batterieschale liefern .
Gemäß einer besonders bevorzugten Aus führungs form erstreckt sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal unter zumindest einem inneren Verstei fungsmittel hindurch . Hier wird vorgeschlagen, dass sich zumindest ein Fluidkanal unterhalb von zumindest einem inneren Verstei fungsmittel durch den Boden der Batterieschale hindurcherstreckt .
Vorzugsweise erstreckt sich der erste und der zweite Fluidkanal unter einem inneren Verstei fungsmittel hindurch .
Vorzugsweise erstreckt sich zumindest ein Fluidkanal unter einer Mehrzahl von inneren Verstei fungsmitteln hindurch .
Vorteilhaft kann hierdurch eine weitere Reduktion der geometrischen Komplexität der Batterieschale erreicht werden . Insbesondere können so designiert eine Mehrzahl von Batterietemperierelementen in unterschiedlichen Bereichen der Batterieschale auf beiden Seiten eines inneren Verstei fungsmittels mit dem ersten und/oder dem zweiten Fluidkanal fluidverbunden werden .
Gemäß einer zweckmäßigen Aus führungs form erstreckt sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal zumindest bereichsweise durch zumindest eine Seitenwand, insbesondere bereichsweise in einer Erstreckungsrichtung zumindest einer Seitenwand der Bat terieschale .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einer „Erstreckungsrichtung einer Seitenwand" wird eine „Längserstreckungsrichtung" und/oder eine „Quererstreckungsrichtung" einer Seitenwand verstanden, wobei die Längserstreckungsrichtung und die Quererstreckungsrichtung der Seitenwand in der von der Seitenwand gebildeten Ebene verlaufen .
Somit wird hier unter anderem eine Batterieschale vorgeschlagen, welche einen ersten und/oder einen zweiten Fluidkanal aufweist , wobei sich ein erster und/oder ein zweiter Fluidkanal zumindest bereichsweise durch zumindest eine Seitenwand erstreckt . Mit anderen Worten verläuft zumindest ein Teil eines Fluidkanals durch zumindest eine Seitenwand .
Dabei sei konkret auch daran gedacht , dass ein erster Fluidkanal sich durch eine erste Seitenwand erstreckt und sich ein zweiter Fluidkanal durch eine zweite Seitenwand erstreckt .
Vorzugsweise liegt die zweite Seitenwand gegenüber der ersten Seitenwand der Batterieschale .
Vorzugsweise sei ebenfalls unter anderem daran gedacht , dass sich ein erster und ein zweiter Fluidkanal innerhalb einer einzigen Seitenwand erstrecken, welche sowohl den ersten als auch den zweiten Fluidkanal aufweist .
Vorzugsweise sei weiterhin daran gedacht , dass sich ein erster Fluidkanal und/oder ein zweiter Fluidkanal durch eine Mehrzahl von Seitenwänden erstreckt . Insbesondere kann ein Fluidkanal von einer ersten Seitenwand in eine zweite Seitenwand übergehen .
Konkret sei auch daran gedacht , das s ein erster Fluidkanal und/oder ein zweiter Fluidkanal sich von dem Boden der Batterieschale in zumindest eine Seitenwand erstreckt oder andersherum .
Unter anderem ist so denkbar, dass ein erster und/oder ein zweiter Fluidkanal sich beginnend an einem Verbindungsmittel in zumindest eine Seitenwand der Batterieschale erstreckt . Bevorzugt weist die Seitenwand der Batterieschale zumindest ein Anschlussmittel auf .
Alternativ sei auch daran gedacht , dass ein erster und/oder ein zweiter Fluidkanal sich beginnend an einem Verbindungsmittel in zumindest eine Seitenwand der Batterieschale erstrecken und dann ihren Verlauf durch den Boden der Batterieschale fortsetzen .
Bevorzugt weist der Boden der Batterieschale zumindest ein Anschlussmittel auf .
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass das vorhandene Raumangebot einer Batterieschale einerseits optimal genutzt werden kann und andererseits ein erster und/oder ein zweiter Fluidkanal derart in die Batterieschale integriert werden kann, dass die Systeme und Komponenten im Inneren der Batterieschale optimal erreicht werden . Weiterhin kann vorteilhaft erreicht werden, dass das Anschlussschema eines oder mehrerer designierter Batterietemperierelemente ideal einfach und kostensparend gestaltet werden kann .
Mit einem Verlauf eines Fluidkanals innerhalb der Seitenwand einer Batterieschale kann vorteilhaft auch erreicht werden, dass der Boden einer Batterieschale sowohl auf der Innenseite wie auch auf der Außenseite der Batterieschale eine ebene Fläche bildet , welche optimale Randbedingungen für die Anordnung der Batterieschale sowie die Anordnung der Systeme und/oder Komponenten innerhalb der Batterieschale bietet .
Optional erstreckt sich der erste Fluidkanal und/oder der zweite Fluidkanal um nicht weniger als 10 % einer Längserstreckung der zumindest einen Seitenwand in Richtung der zumindest einen Seitenwand, bevorzugt um nicht weniger als 20 % und besonders bevorzugt um nicht weniger als 30 % .
Vorzugsweise erstreckt sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal , bezogen auf die Längserstreckung der zumindest einen Seitenwand der Batterieschale in Richtung der zumindest einen Seitenwand um nicht weniger als 40 % , bevorzugt um nicht weniger als 50 % und besonders bevorzugt um nicht weniger als 60 % . Vorzugsweise erstreckt sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal , bezogen auf die Längserstreckung der zumindest einen Seitenwand der Batterieschale in Richtung der zumindest einen Seitenwand um nicht weniger als 70 % , bevorzugt um nicht weniger als 80 % und besonders bevorzugt um nicht weniger als 90 % .
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Erstreckung des ersten und/oder zweiten Fluidkanals in der zumindest einen Seitenwand der Batterieschale nicht al s scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen . Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe der Erstreckung des ersten und/oder zweiten Fluidkanals in der zumindest einen Seitenwand der Batterieschale liefern .
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Traktionsbatterie , insbesondere eine Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Kraftfahrzeug" wird ein durch einen Motor angetriebenes Fahrzeug verstanden . Vorzugsweise ist ein Kraftfahrzeug nicht an eine Schiene gebunden oder zumindest nicht dauerhaft spurgebunden .
Es versteht sich, das s sich die Vorteile einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, unmittelbar auf eine Traktionsbatterie aufweisend eine Batterieschale gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erstrecken . Gemäß einer besonders bevorzugten Aus führungs form weist die Traktionsbatterie ein Batterietemperierelement auf , insbesondere ein Batterietemperierelement aufweisend eine Fluidkommunikation mit dem ersten und dem zweiten Fluidkanal .
Hier wird also eine Traktionsbatterie vorgeschlagen, welche zumindest ein Batterietemperierelement aufweist . Dabei sei konkret daran gedacht , dass ein Vorlauf des zumindest einen Batterietemperierelements mit dem ersten oder zweiten Fluidkanal fluidverbunden ist , während ein Rücklauf des zumindest einen Batterietemperierelements mit dem von dem Vorlauf abweichenden Fluidkanal verbunden ist .
Hiermit kann vorteilhaft erreicht werden, dass der Vorlauf und der Rücklauf des zumindest einen Batterietemperierelements mit j eweils einem Fluidkanal fluidverbunden sind, insbesondere mittels einem Anschlussmittel , wobei sich die Fluidkanäle gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durch die Batterieschale hindurch erstrecken . Auf diese Weise kann erreicht werden, dass das zumindest eine Batterietemperierelement direkt von außerhalb der Batterieschale auf vergleichsweise einfache Art und Weise an eine Temperiereinrichtung angeschlossen werden kann, vorzugsweise mittels entsprechenden Verbindungsmitteln, die gemeinsam mit den Fluidkanälen und der gesamten Batterieschale monolithisch ausgeformt sind .
Besonders vorteilhaft kann hierdurch die Anzahl der Verbindungsstellen eines Temperierkreislaufs einer Traktionsbatterie reduziert werden, wodurch einerseits Kosten eingespart werden können und andererseits die Verfügbarkeit erhöht werden kann, da die Anzahl an erforderlichen Anschlussmitteln und Verbindungsmitteln reduziert werden kann, wodurch auch die Anzahl der möglichen Leckagestellen des Temperierkreislaufs vorteilhaft reduz iert werden kann . Auch die Montage des zumindest einen Batterietemperierelements kann hierdurch erleichtert werden . Unter anderem ist vorgesehen, dass die Anschlussmittel innerhalb der Batterieschale derart angeordnet sind, dass sie mit standardisierten Vorlaufleitungen und Rücklauf leitungen eines Batterietemperierelements direkt ohne notwendige Konfektionierungsarbeiten beim Anschließen des Batterietemperierelements erreicht werden können . Hierdurch kann die Montage einer Traktionsbatterie erheblich beschleunigt werden .
Weiterhin kann durch die hier vorgeschlagene Architektur der Batterieschale eine Reduktion der geometrischen Komplexität im Aufnahmeraum der Batterieschale erreicht werden . Dabei sei unter anderem auch daran gedacht , dass die Position der Anschlussmittel und die Länge der Vorlaufleitung sowie die Länge der Rücklaufleitung des Batterietemperierelements derart für kurze Weglängen und geringe notwendige Richtungswechsel einer Vorlaufleitung und/oder einer Rücklauf leitung angepasst sind, dass die geometrische Komplexität für die Temperierung der Traktionsbatterie vorteilhaft reduziert werden kann .
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass dieser Aspekt der Erfindung nicht nur auf eine Traktionsbatterie aufweisend ein Batterietemperierelement beschränkt ist , sondern die Traktionsbatterie vielmehr auch eine Mehrzahl von Batterietemperierelementen aufweisen kann, insbesondere eine Mehrzahl von Batterietemperierelementen entsprechend der Anzahl von Batteriemodulen, welche designiert in der Batterieschale angeordnet sind .
Vorzugsweise sei dabei daran gedacht , dass eine Mehrzahl von Batterietemperierelementen j eweils mit ihrem Vorlauf an dem ersten Fluidkanal angeschlossen sind, insbesondere mittels einem Anschlussmittel , und somit gemeinsam mittels des ersten Fluid- kanals mit einem Wärmeträgermedium von außerhalb der Batterieschale versorgt werden können . Weiterhin sei daran gedacht , das s die Mehrzahl von Batterietemperierelementen j eweils mit ihrem Rücklauf an dem zweiten Fluidkanal angeschlossen sind, wodurch das Wärmeträgermedium gemeinsam durch den zweiten Fluidkanal wieder aus dem Inneren der Batterieschale abfließen kann .
Vorzugsweise kann so erreicht werden, dass die Mehrzahl von Batterietemperierelementen, vorzugsweise in einer Parallelschaltung, mittelbar miteinander verbunden sind und durch den ersten und zweiten Fluidkanal eine Schlei fe für ein Wärmeträgermedium, ausgehend von der Außenseite der Batterieschale , fortfolgend durch die Mehrzahl von Batterietemperierelementen auf der Innenseite der Batterieschale und wieder zurück zu der Außenseite der Batterieschale , bilden . An der Außenseite kann an dem ersten und dem zweiten Fluidkanal die Temperiereinrichtung angeschlossen sein, wodurch eine Fluidverbindung zwischen Temperiereinrichtung und j edem einzelnen Batterietemperierelement entsteht .
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des zweiten Aspekts mit dem Gegenstand des vorstehenden Aspekts der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist , und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ .
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung .
Es versteht sich, das s sich die Vorteile einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, unmittelbar auf ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Batterieschale gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erstrecken .
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des dritten Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist , und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ .
Nach einem vierten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Werkzeug zum Herstellen einer monolithischen Batterieschale aus Kunststof f aufweisend einen ersten und/oder zweiten Fluidkanal , insbesondere einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei das Werkzeug eine Artikelkavität bildet , wobei das Werkzeug Mittel zum Füllen der Artikelkavität mit einer Formmasse aus Kunststof f aufweist , wobei das Werkzeug zumindest eine Inj ektionsvorrichtung zur Inj ektion eines Fluids in die Artikelkavität aufweist .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Werkzeug" wird eine Vorrichtung zum Urformen verstanden, insbesondere zum Urformen einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung aus einer schmel z flüssigen Formmasse .
Vorzugsweise wird unter einem Werkzeug ein Spritzgießwerkzeug verstanden .
Vorzugsweise wird unter einem Werkzeug ein Presswerkzeug verstanden .
Vorzugsweise wird unter einem Werkzeug ein Tauchkantenwerkzeug verstanden .
Unter einer „Artikelkavität" wird der Hohlraum verstanden, der von einem Werkzeug zum bereichsweisen Aus formen des designiert mit dem Werkzeug herzustellenden Bauteils , insbesondere einer Batterieschale , ausgeformt wird . Unter einem „Mittel zum Füllen" wird eine dem Werkzeug mittelbar oder unmittelbar zugeordnete Vorrichtung verstanden, welche dazu eingerichtet ist , eine schmel z flüssige Formmasse in das Werkzeug einzubringen .
Vorzugsweise wird unter einem Mittel zum Füllen eine Vorrichtung verstanden, welche dazu eingerichtet ist , die Artikelkavität des Werkzeugs und/oder den Formhohlraum des Werkzeugs mit einer schmel z flüssigen Formmasse auf zufüllen .
Vorzugsweise ist der Bereich in dem die schmel z flüssige Formmasse in das Werkzeug einströmen kann so innerhalb des Werkzeugs angeordnet , dass er einen Rückstrom der Formmasse durch eine im Fluidinj ektionsverfahren verdrängte schmel z flüssige Seele vorteilhaft wieder aufnehmen kann . Auf diese Weise kann vorteilhaft auf eine Nebenkavität zur Aufnahme einer verdrängten schmel zflüssigen Seele verzichtet werden . Weiterhin kann erreicht werden, dass die verdrängte schmel z flüssige Seele vorzugsweise für eine anschließend hergestellte Batterieschale verwendet werden kann .
Hier wird unter anderem ein Werkzeug vorgeschlagen, welches zumindest eine In ektionsvorrichtung oder zwei Inj ektionsvorrichtungen aufweist , wobei die zumindest eine Inj ektionsvorrichtung oder die zwei Inj ektionsvorrichtungen dazu eingerichtet sind, einen ersten und/oder einen zweiten Fluidkanal einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung hohl aus zuformen .
Vorzugsweise ist eine erste Inj ektionsvorrichtung dazu eingerichtet , einen ersten Fluidkanal hohl aus zuformen, und eine zweite Inj ektionsvorrichtung ist dazu eingerichtet , einen zweiten Fluidkanal hohl aus zuformen .
Gemäß einer besonders bevorzugten Aus führungs form weist das
Werkzeug zumindest eine Nebenkavität auf . Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einer „Nebenkavität" wird eine zusätzliche Kavität verstanden, die neben einer Artikelkavität in einem Werkzeug zum Aus formen einer Batterieschale , insbesondere einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung, angeordnet ist .
Vorzugsweise ist eine Nebenkavität zumindest mittelbar mit der Artikelkavität fluidverbunden .
Vorzugsweise ist eine Nebenkavität zur Aufnahme einer schmel zeförmigen Formmasse eingerichtet , insbesondere einer schmel zeförmigen Formmasse , welche von einem Füllstof f im Inj ektionsverfahren wieder aus dem aus zuformenden Werkstück verdrängt wird .
Es versteht sich, das s sich die Vorteile einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, unmittelbar auf ein Werkzeug zum Aus formen einer Batterieschale gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erstrecken .
Bevorzugt weist das Werkzeug zumindest ein Mittel zum Einklemmen eines Fasermaterials , insbesondere eines schockgefrosteten Fasermaterials , auf .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter „Einklemmen" wird ein Befestigen verstanden, insbesondere ein lösbares Befestigen eines Fasermaterials , insbesondere eines schockgefrosteten Fasermaterials , in einem Werkzeug .
Insbesondere sei dabei an ein Mittel zum Einklemmen gedacht , welches das Fasermaterial solange einklemmt , wie es nicht vollständig von der Formmasse durchtränkt ist . Vorzugsweise ist das hier vorgeschlagene Mittel zum Einklemmen dazu eingerichtet , dass es von der Formmasse verdrängt wird, sobald die Formmasse das Mittel zum Einklemmen mit dem notwendigen Druck der Formmasse erreicht . Hierdurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass das Mittel zum Einklemmen des Fasermaterials so lange wie notwendig einklemmt und gleichzeitig auf einfache Art und Weise passiv von der Formmasse verdrängt wird .
Zweckmäßig weist die Inj ektionsvorrichtung einen formgebenden Schaft auf , der mit der Artikelkavität einen Formhohlraum bildet .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „formgebenden Schaft" wird ein Bereich einer Inj ektionsvorrichtung verstanden, insbesondere derj enige Teil der Inj ektionsvorrichtung, der einen Bereich der designiert mit dem Werkzeug hergestellten Batterieschale durch Kontakt der Formmasse mit dem formgebenden Schaft aus formt .
Unter einem „Formhohlraum" wird derj enige Bereich zwischen Artikelkavität , einem etwaigen formgebenden Schaft und einem etwaigen Formkern verstanden, welcher in einem Arbeitsschritt des Fluidinj ektionsverfahrens mit einer Formmasse ausgefüllt/auf gefüllt wird . Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass ein Formhohlraum auch von einer Mehrzahl von formgebenden Schäften und/oder einer Mehrzahl von Formkernen beeinflusst sein kann .
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine Einmündung in den ersten und/oder zweiten Fluidkanal mit einer definierten geometrischen Präzision hinsichtlich seiner Form- und Lagetoleranzen ausgeformt werden kann . Hierdurch können unter anderem bessere Form- und Lagetoleranzen für ein Verbindungsmittel er- reicht werden, wodurch auch weitere Möglichkeiten einer Abdichtung zwischen Verbindungsmittel und Temperiereinrichtung ermöglicht werden können .
Gemäß einer besonders bevorzugten Aus führungs form weist das Werkzeug zumindest einen Formkern auf , welcher zur Aus formung eines strukturierten Kerns in der Mitte von zwei den Kern begrenzenden Decklagen eingerichtet ist , insbesondere zur Aus formung eines strukturierten Kerns aufweisend eine Kreuzrippenstruktur .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Formkern" wird j egliche zumeist gegenüber dem geschlossenen Werkzeug bewegliche Vorrichtung verstanden, insbesondere eine Innenform verstanden, die dazu eingerichtet ist, einen Hohlraum in der designiert von dem Werkzeug herzustellenden Batterieschale aus zuformen .
Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht , dass die Batterieschale einen Bereich mit einem strukturierten Kern aufweisen kann .
Optional weist das Werkzeug zumindest einen Formkern auf , der zur Aus formung eines Teilbereichs des Fluidkanals zumindest eines Anschlussmittels eingerichtet ist .
Hierdurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass das Anschlussmittel zumindest bereichsweise mit einem Fluidkanal ausgeformt werden kann, wobei der Fluidkanal besonders vorzugsweise in einem designiert hohl ausgeformten ersten oder zweiten Fluidkanal mündet .
Unter anderem wird hier ein geteilter Formkern vorgeschlagen, welcher vorteilhaft die Aus formung eines Hinterschnitts an einem Anschlussmittel oder einem Verbindungsmittel ermöglicht . Gemäß einer optionalen Aus führungs form weist das Werkzeug ein Anstichwerkzeug auf , wobei das Anstichwerkzeug dazu eingerichtet ist , einen Fluidkanal zwischen einem ersten oder zweiten Fluidkanal und einem Anschlussmittel aus zuformen .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Anstichwerkzeug" wird ein Werkzeug verstanden, mit welchem ein Fluidkanal , insbesondere ein erster und/oder zweiter Fluidkanal , angestochen werden kann, insbesondere durch ein Anschlussmittel , insbesondere durch eine Muf fe oder einen Stecker .
Vorzugsweise ist ein Anstichwerkzeug ein beweglicher Bestandteil des Werkzeugs .
Vorzugsweise ist ein Anstichwerkzeug ein temperierbar, insbesondere erhitzbar, insbesondere mittels Ultraschall oder mittels einem Hochfrequenzgenerator .
Hier wird vorgeschlagen, dass das Werkzeug dazu eingerichtet ist , eine Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung aus zuformen, wobei zunächst ein erster Bereich eines Fluidkanals eines Anschlussmittels mittels einem Formkern ausgeformt wird, wobei ein erster und/oder zweiter Fluidkanal mit einem Fluidinj ektionsverfahren ausgeformt wird, wobei der erste Bereich des Fluidkanals des Anschlussmittels und der erste und/oder zweite Fluidkanal sich nicht tref fen, und wobei mittels einem Anstichwerkzeug eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Bereich des Fluidkanals des Anschlussmittels und dem ersten oder dem zweiten Fluidkanal hergestellt wird .
Mit anderen Worten wird hier vorgeschlagen, dass die ausgeformte Batterieschale zunächst keine Fluidverbindung zwischen einem Bereich eines Fluidkanals eines Anschlussmittels und dem ersten Fluidkanal der Batterieschale und/oder dem zweiten Fluidkanal der Batterieschale aufweist . Diese Fluidverbindung wird nach dem Aus formen der Batterieschale mittels dem Anstichwerkzeug herbeigeführt . Dies kann einerseits innerhalb des Werkzeugs zum Aus formen geschehen und andererseits nach dem Entformen der Batterieschale aus dem Werkzeug, insbesondere nach dem Entformen der Batterieschale j edoch in derselben Station .
Vorteilhaft kann hierdurch ein definierter Übergang zwischen einem ersten oder einem zweiten Fluidkanal und einer Mündung in einem Anschlussmittel hergestellt werden .
Hierdurch kann im Fall einer parallelen Anordnung mehrerer Batterietemperierelemente vorteilhaft auch ein definierter hydraulischer Abgleich zwischen den einzelnen Batterietemperierelementen erreicht werden, sodass diese j eweils einen vergleichbaren designierten Volumenstrom des Wärmeträgermediums erfahren .
Gemäß einer besonders bevorzugten Aus führungs form weisen bei einer Mehrzahl von Anstichwerkzeugen in dem Werkzeug unterschiedliche Anstichwerkzeuge unterschiedliche Durchmesser auf , wobei die Durchmesser vorzugsweise und vorteilhaft dazu eingerichtet sind, einen hydraulischen Abgleich der Batterietemperierelemente herbei zu führ en .
Gemäß einer besonders zweckmäßigen Aus führungs form weist das Werkzeug zur Aus formung eines Anschlussmittels eine Nebenkavität auf .
Hier wird nun vorgeschlagen, dass das Werkzeug eine Nebenkavität aufweist , die mit einer designierten Mündung des ersten oder zweiten Fluidkanals in einem Anschlussmittel korrespondiert und somit zumindest die aus dem Fluidkanal des Anschlussmittels verdrängte schmel z flüssige Formmasse aufnehmen kann . Vorzugsweise ist j edem Anschlussmittel eine korrespondierende
Nebenkavität zugeordnet .
Besonders bevorzugt ist zwischen der zumindest einen Nebenkavität und dem die Artikelkavität bildenden Werkzeug ein Ventil angeordnet .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter einem „Ventil" wird ein Bauteil zur Absperrung oder Steuerung von Fluiden verstanden .
Hier wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Nebenkavität von dem Formhohlraum mittelbar oder unmittelbar durch ein Ventil getrennt ist .
Durch das Ventil kann vorteilhaft erreicht werden, dass der dem Füllstof f in dem Inj ektionsverfahren entgegenwirkende Druck durch das Ventil gesteuert werden kann . Wird das Ventil geöf fnet , sinkt der in Richtung des Ventils dem Füllstof f entgegenwirkende Druck und zumindest die in dem entsprechenden Ast des ersten oder zweiten Fluidkanals befindliche schmel z flüssige Seele kann von dem Füllstof f in Richtung der dem Ventil zugeordneten Nebenkavität abgeführt werden .
Dieser Prozess eines Vortriebs durch einen Ast des Fluidkanals und/oder den Fluidkanal kann vorteilhaft wieder unterbrochen werden, sobald das zugehörige Ventil wieder geschlossen wird .
Sofern einem Fluidkanal nur eine Nebenkavität zugeordnet ist, kann damit die Länge der Erstreckung des Fluidkanals gesteuert oder geregelt werden . Sind einem Fluidkanal eine Mehrzahl von Nebenkavitäten zugeordnet , so kann durch die Steuerung der einer j eden Nebenkavität zugeordneten Ventile der j eweils korrespondierende Ast ausgewählt und die Vortriebsstrecke des j eweiligen von dem Füllstof f ausgeformten Asts des Fluidkanals gesteuert oder geregelt werden .
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des vierten Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist , und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ .
Nach einem fünften Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Verfahren zum Herstellen einer monolithischen Batterieschale aus Kunststof f aufweisend einen ersten und/oder zweiten Fluidkanal , insbesondere einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung, mittels einer Spritzgießvorrichtung oder einer Pressvorrichtung mit einem eine Artikelkavität bildenden Werkzeug, insbesondere einem Werkzeug nach dem vierten Aspekt der Erfindung, mit Mitteln zum Füllen der Artikelkavität mit einer Formmasse aus Kunststof f , mit zumindest einer Inj ektionsvorrichtung zur Inj ektion eines Fluids in die Artikelkavität und mit zumindest einer Nebenkavität , wobei das Herstellverfahren die nachfolgenden Schritte umfasst : a ) Füllen der Artikelkavität mit einer Formmasse aus Kunststof f ; b ) Einleiten eines unter Druck stehenden Fluids mittels der Inj ektionsvorrichtung in die Artikelkavität , wobei ein den ersten und/oder den zweiten Fluidkanal aus formender Teil der Formmasse in eine Nebenkavität verdrängt wird; c ) Entformen der monolithischen Batterieschale .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert : Unter einem „Füllen" wird gemäß einer ersten Variante verstanden, dass ein Spritzgießwerkzeug von einem Extruder mittelbar oder unmittelbar, mit einer schmel z flüssigen Formmasse aufgefüllt und ausgefüllt wird .
Unter einem „Füllen" wird gemäß einer zweiten Variante verstanden, dass ein Presswerkzeug mit einer Formmasse von einem Extruder mittelbar oder unmittelbar beladen wird und anschließend durch den Hub des Presswerkzeugs die Formmasse in der Artikelkavität verteilt wird, sodass die Artikelkavität mit der Formmasse aufgefüllt wird .
Unter „Aus formen" wird j ede Umformung eines Körpers verstanden, mittels derer eine dreidimensionale Aus formung erreicht werden kann, insbesondere eine dreidimensional ausgeformte Batterieschale .
Vorzugsweise wird unter Aus formen ein Aus formen mittels einem Spritzgussverfahren verstanden .
Vorzugsweise wird unter Aus formen ein Aus formen mittels einem compression molding Verfahren oder einem Fließpressverfahren verstanden . Dabei wird eine Formmasse in eine Kavität eines Gesenks eingebracht , wobei das Gesenk aufgehei zt ist oder aufgehei zt wird und/oder gekühlt wird . Anschließend wird die Kavität unter Einsatz eines Druckkolbens geschlossen . Durch den Druck erlangt die Formmasse die von Kavität und Druckkolben vorgegebene Form .
Unter „Entformen" wird das Herausnehmen der designiert hergestellten Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung aus dem Werkzeug verstanden .
Hier wird mach der ersten Variante ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein Spritzgießwerkzeug in einem ersten Verfahrensschritt aufgefüllt wird und anschließend ein erster und/oder ein zweiter Fluidkanal hohl ausgeformt wird . Abschließend wird die erstarrte Batterieschale aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen .
Gemäß einer zweiten Variante wird vorgeschlagen, dass ein Presswerkzeug mit einer Formmasse beladen und durch den Hub des Presswerkzeugs die Formmasse in dem Presswerkzeug das Presswerkzeug auf füllend verteilt wird . Anschließend werden der erste und/oder der zweite Fluidkanal hohl mittels einem Inj ektionsverfahren ausgeformt und nach dem Erstarren der Formmasse wird die Batterieschale aus dem Presswerkzeug entformt .
Es versteht sich, das s sich die Vorteile einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung und die Vorteile eines Werkzeugs nach dem vierten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, unmittelbar auf ein Verfahren zum Herstellen einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung mit einem Werkzeug nach dem vierten Aspekt der Erfindung erstrecken .
Gemäß einer besonders bevorzugten Aus führungs form wird das die Artikelkavität bildende Werkzeug vor dem Füllen der Artikelkavität mit der Formmasse aus Kunststof f zumindest bereichsweise mit einem Fasermaterial , insbesondere einem schockgefrosteten Fasermaterial , bestückt .
Hierdurch kann vorteilhaft eine Batterieschale aufweisend ein Fasermaterial hergestellt werden .
Besonders zweckmäßig ist zwischen der zumindest einen Nebenkavität und dem die Artikelkavität bildenden Werkzeug ein Ventil angeordnet , wobei das Verdrängen der Formmasse in die zumindest eine Nebenkavität mit dem Ventil gesteuert wird . Es versteht sich, dass sich die Vorteile eines Werkzeugs gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung aufweisend ein Ventil , wie vorstehend beschrieben, auf ein Verfahren mit einem Werkzeug gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung aufweisend ein Ventil erstrecken .
Gemäß einer besonders zweckmäßigen Aus führungs form wird nach dem Entformen der Batterieschale oder vor dem Entformen der Batterieschale mittels einem Anstichwerkzeug eine Fluidverbindung zwischen einem ersten Fluidkanal oder einem zweiten Fluidkanal und einem Bereich eines Fluidkanals eines Anschlussmittels hergestellt .
Hier wird gemäß einer ersten Variante vorgeschlagen, dass eine Fluidverbindung zwischen einem ersten Fluidkanal oder einem zweiten Fluidkanal und einem Bereich eines Fluidkanals eines Anschlussmittels vor dem Entformen der Batterieschale aus dem Werkzeug mittels einem Anstichwerkzeug hergestellt wird, insbesondere an einer zumindest teilkristallisierten Batterieschale oder einer bereits vollständig kristallisierten Batterieschale .
Vorzugsweise ist das Anstichwerkzeug gleichzeitig ein Formkern für einen Bereich des Fluidkanals des Anschlussmittels , wobei der Formkern vor der Verwendung als Anstichwerkzeug erhitzt wird .
Vorzugsweise enthält das Werkzeug eine Mechanik, welche es bei geöf fnetem oder geschlossenem Werkzeug erlaubt , ein Anstichwerkzeug mit einem Formkern für einen Bereich des Fluidkanals des Anschlussmittels aus zutauschen, sodass der Anstich korrespondierend bei geöf fnetem und/oder geschlossenem Werkzeug ausgeführt werden kann .
Vorzugsweise weist das Werkzeug ein separates Anstichwerkzeug auf , welches es bei geöf fnetem Werkzeug erlaubt , zumindest eine Fluidverbindung zwischen einem ersten Fluidkanal oder einem zweiten Fluidkanal und einem Bereich eines Fluidkanals zumindest eines Anschlussmittels herzustellen . Hierbei sei unter anderem konkret daran gedacht , dass mittels dem einen Anstichwerkzeug die Fluidverbindung mehrerer Anschlussmittel mit dem ersten und/oder zweiten Fluidkanal hergestellt werden kann, insbesondere auch mehrerer Anschlussmittel an unterschiedlichen Positionen der Batterieschale .
Gemäß einer zweiten Variante wird hier vorgeschlagen, dass eine Fluidverbindung zwischen einem ersten Fluidkanal oder einem zweiten Fluidkanal und einem Bereich eines Fluidkanals eines Anschlussmittels nach dem Entformen der Batterieschale aus dem Werkzeug mittels einem Anstichwerkzeug hergestellt wird .
Vorzugsweise erfolgt der Anstich mittels dem Anstichwerkzeug in derselben Werkzeugstation in der die Batterieschale auch ausgeformt wird .
Hierbei sei daran gedacht , dass ein Anstichwerkzeug zielgerichtet zumindest eine Fluidverbindung zwischen einem ersten Fluidkanal oder einem zweiten Fluidkanal und einem Bereich eines Fluidkanals zumindest eines Anschlussmittels herstellen kann .
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des fünften Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist , und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ .
Weitere Vorteile , Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Aus führungsbeispielen . Dabei zeigen im Einzelnen :
Figur 1 : schematisch einen Ausschnitt einer Aus führungs form einer Batterieschale ; Figur 2 : schematisch einen Ausschnitt einer Aus führungs form einer Batterieschale mit einem Batterietemperierelement ;
Figur 3 : schematisch einen Detailausschnitt eines Schnittes durch eine Aus führungs form einer Batterieschale mit einem Anschlussmittel in einem bereichsweise schematisch dargestellten Werkzeug während der Herstellung der Batterieschale ;
Figur 4 : schematisch eine Aus führungs form einer Batterieschale ;
Figur 5 : schemati sch eine Aus führungs form einer Batterieschale mit einem Anschlussschema für Batterietemperierelemente ;
Figur 6 : schematisch eine Aus führungs form einer Batterieschale mit einem Anschlussschema für Batterietemperierelemente ;
Figur 7 : schematisch einen Detailausschnitt eines Schnittes durch eine Aus führungs form einer Batterieschale mit einem Anschlussmittel in einem bereichsweise schematisch dargestellten Werkzeug;
Figur 8 : schematisch einen Detailausschnitt eines Schnittes durch eine Aus führungs form einer Batterieschale mit einem Verbindungsmittel während der Herstellung der Batterieschale ;
Figur 9 : schematisch einen Detailausschnitt eines Schnittes durch eine Aus führungs form einer Batterieschale mit einem designierten Verbindungsmittel in einem Werkzeug während der Herstellung der Batterieschale ; Figur 10 : schematisch einen Detailausschnitt eines Schnittes durch eine Aus führungs form einer Batterieschale mit einem Verbindungsmittel in einem Werkzeug während der Herstellung der Batterieschale ;
Figur 11 : einen Detailausschnitt eines Schnittes durch eine Ausführungs form einer Batterieschale ;
Figur 12 : schematisch einen Detailausschnitt eines Schnittes durch eine Aus führungs form einer Batterieschale mit einem Verbindungsmittel in einem Werkzeug während der Herstellung der Batterieschale ; und
Figur 13 : schematisch einen Detailausschnitt eines Schnittes durch eine Aus führungs form einer Batterieschale mit einem Verbindungsmittel in einem Werkzeug während der Herstellung der Batterieschale .
In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugs zeichen gleiche Bauteile bzw . gleiche Merkmale , sodass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt , sodass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird . Ferner sind einzelne Merkmale , die in Zusammenhang mit einer Aus führungs form beschrieben wurden, auch separat in anderen Aus führungs formen verwendbar .
Der Ausschnitt einer Aus führungs form einer monolithisch ausgeformten Batterieschale 100 in Figur 1 weist eine Batterieschale 100 bestehend aus einem Boden 102 , zumindest einer Seitenwand 104 , einem äußeren Verstei fungsmittel 130 , einem inneren Verstei fungsmittel 140 und einem ersten oder zweiten Fluidkanal 110 , 120 auf . Die Batterieschale 100 weist eine Innenseite 108 und eine Außenseite 106 auf .
Das äußere Verstei fungsmittel 130 besteht im Wesentlichen aus zwei Gurten 132 , wobei einer der Gurte 132 mit der Seitenwand 104 der Batterieschale 100 zusammenfällt , einem Distanzelement 134 , welches die beiden Gurte 132 auch unter Belastung und damit einhergehender Verformung auf Distanz zueinander hält , sodass diese einen signi fikanten Beitrag zu mindestens einem Flächenträgheitsmoment der Batterieschale 100 bereitstellen .
Das äußere Verstei fungselement 130 ist monolithisch mit dem Rest der Batterieschale 100 ausgeformt und ist somit stof f schlüssig mit dem Boden 102 und der Seitenwand 104 der Batterieschale 100 verbunden .
Das äußere Verstei fungselement 130 erstreckt sich in einer Längsrichtung 136 der Batterieschale 100 .
Das innere Verstei fungselement 140 besteht im Wesentlichen aus zwei Decklagen 144 , welche um einen Kern 142 , insbesondere einen strukturierten Kern 142 , aufweisend eine Kreuzrippenstruktur 146 , herum angeordnet sind .
Das innere Verstei fungselement 140 ist monolithisch mit dem Rest der Batterieschale 100 ausgeformt und ist somit stof f schlüssig mit dem Boden 102 und der Seitenwand 104 der Batterieschale 100 verbunden .
Das innere Verstei fungselement 140 weist zu seiner weiteren Verstei fung ein Fasermaterial 150 auf , welches in den beiden Decklagen 144 des inneren Verstei fungsmittels 140 aufgewiesen wird . Das Fasermaterial 150 erstreckt sich gemeinsam mit dem inneren Verstei fungsmittel 140 in einer Querrichtung 148 der Batterieschale 100 .
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass ebenfalls eine Batterieschale 100 gemäß dem Aufbau entsprechend der Aus führungs form in Figur 1 denkbar ist , die kein Fasermaterial 150 aufweist .
Der erste oder zweite Fluidkanal 110 , 120 ist monolithisch mit dem Rest der Batterieschale 100 ausgeformt und ist somit stof fschlüssig mit dem Boden 102 und der Seitenwand 104 der Batterieschale 100 verbunden .
Der erste oder zweite Fluidkanal 110 , 120 erstreckt sich durch den Boden 102 der Batterieschale unter dem inneren Verstei fungsmittel 140 hindurch .
Der Ausschnitt einer Aus führungs form einer monolithisch ausgeformten Batterieschale 100 in Figur 2 weist eine Batterieschale 100 bestehend aus einem Boden 102 , zumindest einer Seitenwand 104 , einem ersten Fluidkanal 110 und einem zweiten Fluidkanal 120 auf .
Die Batterieschale 100 weist eine Innenseite 108 und eine Außenseite 106 auf .
Der Boden 102 der Batterieschale 100 weist eine Profilierung (nicht bezeichnet ) auf , die zur Verstei fung des Bodens 102 eingerichtet ist .
Der erste Fluidkanal 110 und der zweite Fluidkanal 120 sind monolithisch mit dem Rest der Batterieschale 100 ausgeformt und sind somit stof f schlüssig mit dem Boden 102 und der Seitenwand 104 der Batterieschale 100 verbunden . Der erste Fluidkanal 110 und der zweite Fluidkanal 120 weisen j eweils ein Anschlussmittel 170 auf . An den Anschlussmitteln 170 ist ein Batterietemperierelement 180 angeschlossen, welches zur Temperierung einer designierten Batteriezelle (nicht dargestellt ) und/oder eines designierten Batteriemoduls (nicht dargestellt ) eingerichtet ist .
Mittels dem ersten Fluidkanal 110 und dem zweiten Fluidkanal 120 können ein Vorlauf und ein Rücklauf für ein Wärmeträgermedium (nicht dargestellt ) bereitgestellt werden, welches designiert das Batterietemperierelement 180 durchströmt .
Der Detailausschnitt eines Schnittes durch eine Aus führungs form einer Batterieschale 100 mit einem Anschlussmittel 170 in einem bereichsweise schematisch dargestellten Werkzeug 200 während der Herstellung der Batterieschale 100 in Figur 3 besteht im Wesentlichen aus einem Bereich des Bodens 102 der Batterieschale 100 aufweisend einen monolithisch mit der Batterieschale 100 ausgeformten ersten Fluidkanal 110 und einen ebenfalls monolithisch mit der Batterieschale 100 ausgeformten zweiten Fluidkanal 120 .
In dem dargestellten Schnitt weist der erste Fluidkanal 110 ein Anschlussmittel 170 auf , welches ebenfalls monolithisch mit der Batterieschale 100 ausgeformt ist . Die Batterieschale 100 mit dem Anschlussmittel 170 befindet sich noch in dem Werkzeug 200 , welches nur bereichsweise , insbesondere im oberen Bereich des Anschlussmittels 170 , dargestellt ist .
Das Anschlussmittel 170 weist die Form eines Steckers 172 auf , welcher einen Hinterschnitt 176 aufweist .
Das Anschlussmittel 170 wei st einen Fluidkanal 171 im Inneren des Anschlussmittels 170 auf , welcher mit dem ersten Fluidkanal 110 fluidverbunden ist . Der Fluidkanal 171 im Inneren des Anschlussmittels 170 ist genau wie der erste Fluidkanal 110 und der zweite Fluidkanal 120 mit einem Fluidinj ektionsverfahren ausgeformt .
Das Werkzeug 200 ist mehrteilig ausgeführt (nicht bezeichnet ) . Unmittelbar angrenzend an das Anschlussmittel 170 ist ein zweigeteilter Bereich des Werkzeugs 200 angeordnet , welcher durch eine gegenläufige Bewegung in Richtung der Haupterstreckungsrichtung des Bodens 102 der Batterieschale geöf fnet werden kann und so das ausgeformte und erstarrte Anschlussmittel 170 in Form eines Steckers 172 freigeben kann . Damit sich die an das Anschlussmittel 170 angrenzenden Teile des Werkzeugs 200 öf fnen können, werden zuvor die an diese Werkzeugteile angrenzenden Bereiche des Werkzeugs 200 mit einer translatorischen Bewegung nach oben bewegt , zumindest bi s die an das Anschlussmittel 170 angrenzenden Bereiche des Werkzeugs 200 in einer seitlichen Bewegung in der Schnittebene frei bewegbar sind .
Die an das Anschlussmittel 170 angrenzenden Teile des Werkzeugs 200 weisen neben einer Kavität (nicht bezeichnet ) für das Anschlussmittel 170 , die in die Kavität (nicht bezeichnet ) der Batterieschale 100 übergeht , eine Nebenkavität 250 und ein Ventil 260 auf .
Das Ventil 260 ist schematisch dargestellt und kann vorzugsweise durch einen Schieber (nicht dargestellt ) ausgeführt werden, welcher vorzugsweise in die Schnittebene hinein verschiebbar ausgeführt sein kann .
Während der Herstellung der Batterieschale 100 wird die Kavität (nicht bezeichnet ) des Werkzeugs 200 in einem ersten Schritt mit einer Formmasse 210 gefüllt . In einem nachgelagerten Verfahrensschritt werden der erste Fluidkanal 110 , der zweite Fluidkanal 120 und der Fluidkanal 171 des Anschlussmittels 170 mittels einem Fluidinj ektionsverf ahren ausgeformt . Während der Durchführung des Fluidinj ektionsverfahrens wird der erste Fluidkanal 110 zunächst soweit durch den Boden 102 der Batterieschale 100 vorgetrieben, dass er zumindest den Bereich unterhalb des Anschlussmittels 170 passiert hat . Anschließend wird das Ventil 260 in den an das Anschlussmittel 170 angrenzenden Teilen des Werkzeugs 200 geöf fnet , sodass sich die Formmasse 210 , welche sich in dem bislang noch nicht ausgeformten Fluidkanal 171 des Anschlussmittels 170 befindet , entlang der Kristallisationsgrenze der Formmasse 170 in die Nebenkavität 250 in den an das Anschlussmittel 170 angrenzenden Teilen des Werkzeugs 200 drücken kann, wodurch das Fluidkanal 172 des Anschlussmittels 170 ausgeformt wird .
Hierdurch sind der Fluidkanal 171 des Anschlussmittels 170 und der erste Fluidkanal 110 automatisch miteinander fluidverbunden, da der Fluidkanal 171 des Anschlussmittels 170 und der erste Fluidkanal 110 von einem gemeinsamen vorübergehenden Füllstof f (nicht dargestellt ) ausgehend von dem ersten Fluidkanal 110 ausgeformt werden .
Bevor der Fluidkanal 171 des Anschlussmittels 170 das Ventil 260 erreicht , wird das Ventil 260 geschlossen, wodurch der Vortrieb des Fluidkanals 171 gestoppt werden kann . Parallel ist es denkbar, dass der erste Fluidkanal 110 weiter von dem vorübergehenden Füllstof f (nicht dargestellt ) vorangetrieben wird .
Nach dem Entformen wird der oberhalb an das Anschlussmittel 170 angrenzende und sich bis zu dem Ventil 260 erstreckende Teil der erstarrten Formmasse entlang der Trennlinie 178 abgetrennt , wodurch unterhalb der Trennlinie 178 das fertig ausgeformte Anschlussmittel 170 in Verbindung mit der Batterieschale 100 zurückbleibt . Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass mittels dem vorstehend beschriebenen Verfahren auch ein Anschlussmittel (nicht dargestellt ) an dem zweiten Fluidkanal 120 ausgeformt werden kann, wobei ein Fluidkanal (nicht dargestellt ) des von dem an den zweiten Fluidkanal 120 angrenzenden Anschlussmittels (nicht dargestellt ) analog von einem vorübergehenden Füllstof f (nicht dargestellt ) ausgehend von dem zweiten Fluidkanal 120 ausgeformt werden kann .
Weiterhin sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass ein erster Fluidkanal 110 und/oder ein zweiter Fluidkanal 120 j eweils auch eine Mehrzahl von Anschlussmitteln 170 aufweisen kann . Diese sind vorzugweise in Richtung eines Fluidkanals 110 , 120 betrachtet hintereinander angeordnet . Es versteht sich, dass auch eine Mehrzahl von Anschlussmitteln 170 mit dem vorstehenden Verfahren hergestellt werden kann, wobei die Mehrzahl von Ventilen 260 zur Aus formung der Mehrzahl von Fluidkanälen 171 in den j eweiligen Anschlussmitteln 170 parallel oder seriell zur Aus formung der Fluidkanäle 171 in den Anschlussmitteln 170 geöf fnet werden können .
Es versteht sich, dass das Werkzeug 200 kinematisch auch so angeordnet sein kann, dass die an das Anschlussmittel 170 angrenzenden Bereiche des Werkzeugs 200 in einer seitlichen Bewegung in die Schnittebene hinein und heraus öf fnen können . In diesem Fall wäre ein mit einem Schieber (nicht dargestellt ) ausgeführtes Ventil 260 vorzugsweise derart gestaltet , dass der Schieber sich in einer seitlichen Bewegung in der Schnittebene bewegen könnte .
Die in Figur 4 dargestellte Aus führungs form einer Batterieschale 100 besteht im Wesentlichen aus einem Boden 102 und vier miteinander verbundenen Seitenwänden 104 , welche gemeinsam mit dem Boden 102 eine Innenseite 108 der Batterieschale 100 von einer Außenseite 106 der Batterieschale 100 abgrenzen . Auf der Innenseite der Batterieschale 100 weist die Batterieschale 100 eine Mehrzahl von inneren Verstei fungsmitteln 140 in Form j e eines Spants 140 auf . Die inneren Verstei fungsmittel 140 verlaufen dabei in Querrichtung (nicht dargestellt ) der Batterieschale 100 zwischen den j eweils begrenzenden Seitenwänden 104 .
Die Seitenwände 104 , der Boden 102 und die inneren Verstei fungsmittel 140 sind gemeinsam monolithisch ausgebildet .
Die Batterieschale 100 weist weiterhin einen ersten Fluidkanal 110 und einen zweiten Fluidkanal 120 auf , welche in einem Mittenbereich 192 der Batterieschale angeordnet sind .
Schematisch ist in Figur 4 dargestellt, dass bei der Herstellung des ersten Fluidkanals 110 und des zweiten Fluidkanals 120 mittels einem Fluidinj ektionsverfahren in dem entsprechenden Werkzeug (nicht dargestellt ) j eweils eine Nebenkavität 250 und ein Ventil 260 vorgesehen sind .
Die Nebenkavitäten 250 sind zur Aufnahme der aus dem j eweiligen Fluidkanal 110 , 120 verdrängten Formmasse (nicht dargestellt ) eingerichtet .
Die Ventile 260 sind zur Steuerung und/oder Regelung des Vortriebs der Fluidkanäle 110 , 120 eingerichtet .
Die in Figur 5 dargestellte Aus führungs form einer Batterieschale 100 besteht im Wesentlichen aus einem Boden 102 und vier miteinander verbundenen Seitenwänden 104 , welche gemeinsam mit dem Boden 102 eine Innenseite 108 der Batterieschale 100 von einer Außenseite 106 der Batterieschale 100 abgrenzen, wobei die Batterieschale 100 eine Mehrzahl von inneren Verstei fungselementen 140 , welche mit dem Rest der Batterieschale monolithisch ausgeformt sind, aufweist .
Die Batterieschale 100 weist weiterhin einen ersten Fluidkanal 110 und einen zweiten Fluidkanal 120 auf , welche in einem Mittenbereich 192 der Batterieschale angeordnet sind .
In der Batterieschale 100 sind eine Mehrzahl von Batterietemperierelementen 180 angeordnet . Insbesondere sind die Batterietemperierelemente 180 in einem schematischen Raster (nicht bezeichnet , j e zwischen zumindest einer Seitenwand 104 , zumindest einem inneren Verstei fungselement 140 und einem ersten Fluidkanal 110 oder einem zweiten Fluidkanal 120 angeordnet .
Hierdurch ergibt sich vorteilhaft eine Anordnung von erstem Fluidkanal 110 , zweitem Fluidkanal 120 und einer Mehrzahl von Batterietemperierelementen 180 , welche ein besonders vorteilhaftes Maß an geometrischer Komplexität aufweist , insbesondere eine besonders geringe geometrische Komplexität .
In Figur 5 sind zwei Varianten eines denkbaren Anschlussschemas A, B für die Batterietemperierelemente 180 innerhalb der Batterieschale 100 dargestellt . Unter einem Anschlussschema A, B wird dabei eine Verbindung zumindest eines Batterietemperierelements 180 oder mehrerer Batterietemperierelemente 180 mit dem ersten Fluidkanal 110 und dem zweiten Fluidkanal 120 verstanden .
Dabei ist vorgesehen, dass ein Batterieelement 180 mittels einem Vorlauf (nicht gekennzeichnet ) mit dem ersten Fluidkanal 110 oder dem zweiten Fluidkanal 120 und mit einem Rücklauf (nicht gekennzeichnet ) mit dem hiervon abweichenden Fluidkanal 110 , 120 fluidkommuni zierend verbunden ist .
Das Anschlussschema A bedingt für j edes Batterietemperierelement 180 zwei Anschlussmittel 170 , ein erstes Anschlussmittel 170 korrespondierend zu dem ersten Fluidkanal 110 und ein zweites Anschlussmittel 170 korrespondierend mit dem zweiten Fluidkanal 120 .
Gemäß dem Anschlussschema A wird für j edes Batterietemperierelement 180 ein separater Verlauf (nicht gekennzeichnet ) und ein separater Rücklauf (nicht gekennzeichnet ) benötigt .
Das Anschlussschema B weist im Vergleich zum Anschlussschema A eine geringere geometrische Komplexität auf . Gemäß dem Anschlussschema B teilen sich stets zwei vorzugsweise gegenüberliegende Batterietemperierelemente 180 einen gemeinsamen Vorlauf (nicht gekennzeichnet ) und einen gemeinsamen Rücklauf (nicht gekennzeichnet ) , wodurch sich j e zwei Batterietemperierelemente 180 gemeinsam auch nur ein mit dem ersten Fluidkanal 110 korrespondierendes Anschlussmittel 170 und ein mit dem zweiten Fluidkanal 120 korrespondierendes Anschlussmittel 170 teilen .
Hierdurch kann die Anzahl der Anschlussmittel 170 vorteilhaft reduziert werden .
Die in Figur 6 dargestellte Aus führungs form einer Batterieschale 100 besteht im Wesentlichen aus einem Boden 102 und vier miteinander verbundenen Seitenwänden 104 , welche gemeinsam mit dem Boden 102 eine Innenseite 108 der Batterieschale 100 von einer Außenseite 106 der Batterieschale 100 abgrenzen, wobei die Batterieschale 100 eine Mehrzahl von inneren Verstei fungselementen 140 , welche mit dem Rest der Batterieschale monolithisch ausgeformt sind, aufweist .
Die Batterieschale 100 weist weiterhin einen ersten Fluidkanal 110 und einen zweiten Fluidkanal 120 auf , welche j e in einem voneinander abweichenden Randbereich 190 der Batterieschale angeordnet sind . In der Batterieschale 100 sind eine Mehrzahl von Batterietemperierelementen 180 angeordnet . Insbesondere sind die Batterietemperierelemente 180 j eweils angrenzend an die inneren Verstei fungselemente 140 und den ersten Fluidkanal 110 sowie den zweiten Fluidkanal 120 angeordnet .
Durch die Anordnung der Batterietemperierelemente 180 und den ersten Fluidkanal 110 sowie den zweiten Fluidkanal 120 ergibt sich eine besonders geringe geometrische Komplexität der designierten Traktionsbatterie (nicht dargestellt ) , vorzugsweise auch im Vergleich zu den Anordnungen aus Figur 5 .
Der Detailausschnitt eines Schnittes durch eine Aus führungs form einer Batterieschale 100 mit einem Anschlussmittel 170 in einem bereichsweise schematisch dargestellten Werkzeug (nicht bezeichnet ) während der Herstellung der Batterieschale 100 in Figur 7 besteht im Wesentlichen aus einem Bereich des Bodens 102 der Batterieschale 100 aufweisend einen monolithisch mit der Batterieschale 100 ausgeformten ersten Fluidkanal 110 .
In dem dargestellten Schnitt weist der erste Fluidkanal 110 ein Anschlussmittel 170 auf , welches ebenfalls monolithisch mit der Batterieschale 100 ausgeformt ist . Die Batterieschale 100 mit dem Anschlussmittel 170 befindet sich noch in dem Werkzeug (nicht bezeichnet ) , welches nur bereichsweise , insbesondere in dem Bereich des Anschlussmittels 170 , dargestellt ist .
Das Anschlussmittel 170 weist die Form eines Steckers 172 auf , welcher einen Hinterschnitt 176 aufweist .
Das Werkzeug (nicht bezeichnet ) ist mehrteilig ausgeführt . Unmittelbar angrenzend an das Anschlussmittel 170 ist ein zweigeteilter Bereich des Werkzeugs (nicht bezeichnet ) angeordnet , welcher durch eine gegenläufige Bewegung in Richtung der Haupterstreckungsrichtung des Bodens 102 der Batterieschale geöf fnet werden kann und so das ausgeformte und erstarrte Anschlussmittel 170 in Form eines Steckers 172 freigeben kann . Damit sich die an das Anschlussmittel 170 angrenzenden Teile (nicht dargestellt ) des Werkzeugs (nicht bezeichnet ) öf fnen können, werden zuvor die an diese Werkzeugteile angrenzenden Bereiche (nicht dargestellt ) des Werkzeugs (nicht bezeichnet ) mit einer translatorischen Bewegung nach oben bewegt , zumindest bis die an das Anschlussmittel 170 angrenzenden Bereiche des Werkzeugs (nicht bezeichnet ) in einer seitlichen Bewegung in der Schnittebene frei bewegbar sind .
Die an das Anschlussmittel 170 angrenzenden Teile des Werkzeugs (nicht bezeichnet ) weisen neben einer Kavität (nicht bezeichnet ) für das Anschlussmittel 170 , die in die Kavität (nicht bezeichnet ) der Batterieschale 100 übergeht , einen Formkern 232 für einen Fluidkanal (nicht bezeichnet ) in dem Anschlussmittel 170 auf .
Während der Herstellung der Batterieschale 100 wird das Werkzeug (nicht bezeichnet ) in einem ersten Schritt mit einer Formmasse (nicht bezeichnet ) gefüllt , wobei sich die Formmasse (nicht bezeichnet ) auch entlang dem Kern 232 für einen Fluidkanal (nicht bezeichnet ) des Anschlussmittels 170 erstreckt , sodass das Anschlussmittel 170 in Form eines Steckers 172 im Wesentl ichen ausgeformt werden kann .
In einem nachgelagerten Verfahrensschritt wird der erste Fluidkanal 110 mittels einem Fluidinj ektionsverfahren ausgeformt .
Beim Aus formen des ersten Fluidkanals 110 haben sich drei Varianten als vorteilhaft herausgestellt .
Gemäß einer ersten Variante ist der Kern 232 für einen Fluidkanal des Anschlussmittels 170 so positioniert , dass er sich gerade nicht in den ausgeformten ersten Fluidkanal 110 erstreckt . Nach dem Entformen der Batterieschale 100 ist der Fluidkanal (nicht bezeichnet ) des Anschlussmittels 170 folglich nicht mit dem ersten Fluidkanal 110 verbunden und muss in einem dem Entformen nachgelagerten Verfahrensschritt bei Bedarf geöf fnet werden, insbesondere mit einem Anstichwerkzeug (nicht dargestellt ) .
Gemäß einer zweiten Variante ist der Kern 232 für einen Fluidkanal des Anschlussmittels 170 so positioniert , dass er sich gerade in den ausgeformten ersten Fluidkanal 110 erstreckt . Nach dem Entformen der Batterieschale 100 ist der Fluidkanal (nicht bezeichnet ) des Anschlussmittels 170 folglich bereits mit dem ersten Fluidkanal 110 fluidverbunden .
Gemäß einer dritten Variante kann der Kern 232 für einen Fluidkanal des Anschlussmittels 170 nach dem Aus formen der Batterieschale (nicht bezeichnet ) , insbesondere nach der Kristallisation der Formmasse 210 , behei zt werden, insbesondere an seiner unteren Spitze (nicht bezeichnet ) behei zt werden . Nach dem Hei zen des Kerns 232 kann dieser durch eine Bewegung in Richtung des ersten Fluidkanals 110 als Anstichwerkzeug verwendet werden . Anschließend kann die Batterieschale (nicht bezeichnet ) aus dem Werkzeug (nicht bezeichnet/nicht dargestellt ) entformt werden .
Der Detailausschnitt eines Schnittes durch eine Aus führungs form einer Batterieschale 100 mit einem Anschlussmittel 170 in einem bereichsweise schematisch dargestellten Werkzeug 200 während der Herstellung der Batterieschale 100 in Figur 8 besteht im Wesentlichen aus einem Bereich des Bodens 102 der Batterieschale 100 aufweisend einen monolithisch mit der Batterieschale 100 ausgeformten ersten Fluidkanal 110 .
In dem dargestellten Schnitt weist der erste Fluidkanal 110 ein Anschlussmittel 170 auf , welches ebenfalls monolithisch mit der Batterieschale 100 ausgeformt ist . Die Batterieschale 100 mit dem Anschlussmittel 170 befindet sich noch in dem Werkzeug 200 , welches nur bereichsweise , insbesondere nur in Form eines Kerns 232 für einen Fluidkanal des Anschlussmittels 170 , dargestellt ist .
Das Anschlussmittel 170 weist die Form einer Muf fe 174 auf .
Ebenso wie für das Anschlussmittel 170 in Figur 7 bestehen in der Aus führungs form des Anschlussmittels 170 in Figur 8 zwei bereits in Figur 7 erläuterte Varianten für die Positionierung des Kerns 232 für den Fluidkanal des Anschlussmittels 170 .
Auch hier ergibt sich eine Variante , bei welcher der Fluidkanal (nicht bezeichnet ) des Anschlussmittels 170 und der erste Fluidkanal 110 nach dem Entformen der Batterieschale 100 bereits fluidverbunden sind, oder eine abweichende Variante , bei welcher der Fluidkanal (nicht bezeichnet ) des Anschlussmittels 170 und der erste Fluidkanal 110 zunächst mit einem Anstichwerkzeug (nicht dargestellt ) verbunden werden können .
Weiterhin ergibt sich eine Variante , bei welcher der Kern 232 nach dem Aus formen der Batterieschale (nicht bezeichnet ) behei zt wird und innerhalb des Werkzeugs (nicht dargestellt ) als Anstichwerkzeug verwendet wird . Anschließend kann die Batterieschale (nicht bezeichnet ) entformt werden und das Anschlussmittel 170 und der erste Fluidkanal 110 sind fluidverbunden .
Der Detailausschnitt eines Schnittes einer Aus führungs form einer Batterieschale 100 in Figur 9 mit einem designierten Verbindungsmittel 160 in einem Werkzeug 200 während der Herstel lung der Batterieschale 100 weist im Wesentlichen einen Ausschnitt der Batterieschale 100 aufweisend einen Bereich des Bodens 102 und einen Bereich einer Seitenwand 104 auf , wobei im Bereich der Seitenwand 104 aus der Batterieschale ein designiertes Verbindungsmittel 160 herausragt . Im Bereich des designierten Verbindungsmittels 160 ist das Werkzeug 200 bereichsweise dargestellt und weist eine Inj ektionsvorrichtung 220 auf .
Das designierte Verbindungsmittel 160 weist weiterhin einen Hinterschnitt 176 auf .
Nachdem das designierte Verbindungsmittel 160 innen hohl ausgeformt und entformt ist , kann das designierte Verbindungsmittel 160 an der Trennlinie 178 zu dem Verbindungsmittel 160 gekürzt werden .
In Figur 9 ist derj enige Prozess stand dargestellt , in welchem die Batterieschale 100 mit einer Formmasse (nicht bezeichnet ) aufgefüllt ist und das Fluidinj ektionsverfahren noch nicht begonnen hat .
In Figur 10 ist die Ansicht aus Figur 9 erneut gezeigt , wobei das Fluidinj ektionsverfahren bereits abgeschlossen ist , sodass ein erster Fluidkanal 110 ausgeformt ist .
Der Detailausschnitt eines Schnittes einer Aus führungs form einer Batterieschale 100 in Figur 11 weist im Wesentlichen einen Ausschnitt der Batterieschale 100 aufweisend einen Bereich des Bodens 102 , einen Bereich einer Seitenwand 104 und ein äußeres Verstei fungsmittel 130 auf , wobei im Bereich der Seitenwand 104 aus der Batterieschale ein erster Fluidkanal 110 herausragt und sich parallel zu einem Distanzelement 134 des äußeren Versteifungsmittels 130 durch den außen gelegenen Gurt 132 des äußeren Verstei fungsmittels 130 hindurcherstreckt , wo er in ein Verbindungsmittel 160 übergeht . Das äußere Verstei fungsmittel 130 weist in den Gurten 132 , von denen ein erster Gurt 132 mit einer Seitenwand 104 der Batterieschale 100 zusammenfällt , ein Fasermaterial 150 auf , welches zur Verstei fung des äußeren Verstei fungsmittels 130 eingerichtet ist .
Der Detailausschnitt eines Schnittes einer Aus führungs form einer Batterieschale 100 in Figur 12 mit einem designierten Verbindungsmittel 160 in einem Werkzeug 200 während der Herstel lung der Batterieschale 100 weist im Wesentlichen einen Ausschnitt der Batterieschale 100 aufweisend einen Bereich des Bodens 102 und einen Bereich einer Seitenwand 104 auf , wobei im Bereich der Seitenwand 104 aus der Batterieschale ein designiertes Verbindungsmittel 160 herausragt .
Im Bereich des designierten Verbindungsmittels 160 ist das Werkzeug 200 bereichsweise dargestellt und weist eine Inj ektionsvorrichtung 220 auf , wobei die In ektionsvorrichtung 220 einen formgebenden Schaft 222 und ein Proj ektil 224 aufweist .
Das designierte Verbindungsmittel 160 weist weiterhin einen Hinterschnitt 176 auf .
In Figur 12 ist derj enige Prozessstand dargestellt , in welchem die Batterieschale 100 mit einer Formmasse (nicht bezeichnet ) aufgefüllt ist und das Fluidinj ektionsverfahren noch nicht begonnen hat . Vielmehr ist das Proj ektil 224 , welches zum Austragen der Formmasse (nicht bezeichnet ) aus dem designierten ersten Fluidkanal (nicht bezeichnet ) eingerichtet ist , noch im Kontakt mit der Inj ektionsvorrichtung 220 .
In Figur 13 ist die Ansicht aus Figur 12 erneut gezeigt , wobei das Fluidinj ektionsverfahren bereits begonnen hat . Indem das Projektil 224 von einem vorübergehenden Füllstoff (nicht bezeichnet) von der In ektionsvorrichtung 220 durch den sich hierdurch hohl ausformenden ersten Fluidkanal 110 vorgetrieben wird, wird der erste Fluidkanal 110 in der Batterieschale 100 ausgeformt.
Bezugszeichenliste
A Anschlussschema Batterieelement A
B Anschlussschema Batterieelement B
100 Batterieschale
102 Boden
104 Seitenwand
106 Außenseite
108 Innenseite
110 erster Fluidkanal
120 zweiter Fluidkanal
130 äußeres Verstei fungsmittel
132 Gurt
134 Distanzelement , Steg
136 Längsrichtung
140 inneres Verstei fungsmittel , Spant
142 Kern, strukturierter Kern
144 Decklagen
146 Kreuzrippenstruktur
148 Querrichtung
150 Fasermaterial
160 Verbindungsmittel
170 Anschlussmittel
171 Fluidkanal Anschlussmittel
172 Stecker
174 Muf fe
176 Hint er schnitt
178 Trennlinie
180 Batterietemperierelement
190 Randbereich
192 Mittenbereich
200 Werkzeug
210 Formmasse
220 Inj ektionsvorrichtung
222 Schaft 224 Proj ektil
230 Formkern für strukturierten Kern
232 Formkern für Fluidkanal Anschlussmittel
240 Anstichwerkzeug 250 Nebenkavität
260 Ventil

Claims

Patentansprüche
1. Batterieschale (100) , insbesondere eine Batterieschale (100) einer Traktionsbatterie, wobei die Batterieschale (100) aus Kunststoff ausgeformt ist, wobei die Batterieschale (100) einen Boden (102) und zumindest vier Seitenwände (104) aufweist, wobei die Batterieschale (100) eine Innenseite (108) und eine Außenseite (106) aufweist, wobei die Batterieschale (100) eine ersten Fluidkanal (110) und einen zweiten Fluidkanal (120) aufweist, wobei sich der erste Fluidkanal (110) und der zweite Fluidkanal (120) durch die Batterieschale (100) hindurch erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Fluidkanal (110, 120) monolithisch mit der Batterieschale (100) ausgeformt ist.
2. Batterieschale (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieschale (100) mit einem Spritzgießverfahren oder einem Pressverfahren hergestellt ist.
3. Batterieschale (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieschale (100) auf der Außenseite (106) zumindest ein monolithisch mit der Batterieschale (100) ausgeformtes äußeres Versteifungsmittel (130) aufweist, insbesondere zumindest ein sich in einer Längsrichtung (136) der Batterieschale (100) erstreckendes äußeres Versteifungsmittel (130) , insbesondere zumindest ein äußeres Versteifungsmittel (130) aufweisend zwei Gurte (132) , insbesondere zumindest ein äußeres Versteifungsmittel (130) aufweisend zwei Gurte (132) , welche zumindest mittelbar von einem Distanzelement (134) , insbesondere einem Steg (134) , zueinander beabstandet sind .
4. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieschale (100) auf der
78 Innenseite (108) zumindest ein monolithisch mit der Batterieschale (100) ausgeformtes inneres Versteifungsmittel (140) aufweist, insbesondere zumindest ein sich in einer Querrichtung (148) der Batterieschale (100) erstreckendes inneres Versteifungsmittel (140) , insbesondere ein sich in der Querrichtung und/oder Längsrichtung (136) erstreckender Spant (140) .
5. Batterieschale (100) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein inneres Versteifungsmittel (140) einen Kern (142) , insbesondere einen strukturierten Kern (142) , in der Mitte von zwei den Kern (142) begrenzenden Decklagen (144) aufweist, insbesondere einen strukturierten Kern (142) aufweisend eine Kreuzrippenstruktur (146) .
6. Batterieschale (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein inneres Versteifungsmittel (130) und/oder ein äußeres Versteifungsmittel (140) , insbesondere zumindest eine Decklage (144) eines inneren Versteifungsmittels (140) und/oder zumindest ein Gurt (132) eines äußeren Versteifungsmittels (130) , zumindest bereichsweise ein Fasermaterial (150) aufweist, insbesondere ein im Wesentlichen in einer Haupterstreckungsrichtung des zumindest einen inneren Versteifungsmittels (140) und/oder in einer Haupterstreckungsrichtung des zumindest einen äußeren Versteifungsmittels (130) ausgerichtetes Fasermaterial (150) .
7. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Fluidkanal (110, 120) auf der Außenseite (106) der Batterieschale (100) ein Verbindungsmittel (160) aufweist, wobei das Verbindungsmittel (160) zum Verbinden mit einer Temperiereinrichtung eingerichtet ist.
8. Batterieschale (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal (110,
79 120) durch ein äußeres Versteifungsmittel (130) erstreckt, insbesondere parallel zu dem Distanzelement (134) , insbesondere einem Steg (134) , des äußeren Versteifungsmittels (130) erstreckt.
9. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Fluidkanal (110, 120) auf der Innenseite (108) der Batterieschale (100) zumindest ein Anschlussmittel (170) aufweist, insbesondere zumindest ein Anschlussmittel (170) , welches zum Verbinden mit zumindest einem Batterietemperierelement (180) eingerichtet ist.
10. Batterieschale (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Anschlussmittel die Form eines Steckverbinders aufweist, insbesondere die Form eines Steckers (172) oder einer Muffe (174) .
11. Batterieschale (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steckverbinder einen Hinterschnitt (176) aufweist.
12. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Fluidkanal (110, 120) zumindest bereichsweise mit einem Fluidinjektionsverfahren ausgeformt ist.
13. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal (110, 120) zumindest bereichsweise durch den Boden (102) der Batterieschale (100) erstreckt, insbesondere bereichsweise geradlinig durch den Boden (102) der Batterieschale (100) erstreckt .
14. Batterieschale (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal (110, 120) , bezogen auf die maximale Erstreckung des Bodens (102) der Batterieschale (100) in Richtung der Erstreckung des ersten
80 und/oder des zweiten Fluidkanals (110, 120) , durch den Boden (102) der Batterieschale (100) um nicht weniger als 10 % erstreckt, bevorzugt um nicht weniger als 20 % und besonders bevorzugt um nicht weniger als 30 %.
15. Batterieschale (100) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal (110, 120) , bezogen auf die quer zu der Richtung der Erstreckung des ersten und/oder des zweiten Fluidkanals (110, 120) verlaufende Erstreckung der Batterieschale (100) , in einem Randbereich (190) von weniger als 33 % erstreckt, bevorzugt in einem Randbereich (190) von weniger als 20 % und besonders bevorzugt in einem Randbereich (190) von weniger als 10 %, insbesondere in einem linken und/oder einem rechten Randbereich (190) der Batterieschale (100) .
16. Batterieschale (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal (110, 120) , bezogen auf die quer zu der Richtung der Erstreckung des ersten und/oder des zweiten Fluidkanals (110, 120) verlaufende Erstreckung der Batterieschale (100) , in einem Mittenbereich (192) von weniger als 33 % erstrecken, bevorzugt in einem Mittenbereich (192) von weniger als 20 % und besonders bevorzugt in einem Mittenbereich (192) von weniger als 10 %.
17. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal (110, 120) unter zumindest einem inneren Versteifungsmittel (130) hindurcherstrecken.
18. Batterieschale (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste und/oder der zweite Fluidkanal (110, 120) zumindest bereichsweise durch zumindest eine Seitenwand (104) erstreckt, insbesondere bereichsweise in
81 einer Erstreckungsrichtung zumindest einer Seitenwand (104) der
Batterieschale (100) erstreckt.
19. Batterieschale (100) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Fluidkanal (110) und/oder der zweite Fluidkanal (120) um nicht weniger als 10 % einer Längserstre- ckung der zumindest einen Seitenwand (104) in Richtung der zumindest einen Seitenwand (104) erstreckt, bevorzugt um nicht weniger als 20 % und besonders bevorzugt um nicht weniger als 30 %.
20. Traktionsbatterie, insbesondere eine Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Batterieschale (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 19.
21. Traktionsbatterie nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktionsbatterie ein Batterietemperierelement (180) aufweist, insbesondere ein Batterietemperierelement (180) , welches eine Fluidkommunikation mit dem ersten und dem zweiten Fluidkanal (110, 120) aufweist.
22. Kraftfahrzeug aufweisend eine Batterieschale (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 und/oder eine Traktionsbatterie nach einem der Ansprüche 20 oder 21.
23. Werkzeug (200) zum Herstellen einer monolithischen Batterieschale (100) aus Kunststoff aufweisend einen ersten und/oder zweiten Fluidkanal (110, 120) , insbesondere einer Batterieschale (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Werkzeug (200) eine Artikelkavität bildet, wobei das Werkzeug (200) Mittel zum Füllen der Artikelkavität mit einer Formmasse (210) aus Kunststoff aufweist, wobei das Werkzeug (200) zumindest eine Injektionsvorrichtung (220) zur Injektion eines Fluids in die Artikelkavität aufweist.
24. Werkzeug (200) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (200) zumindest ein Mittel zum Einklemmen eines Fasermaterials (150) , insbesondere eines schockgefrosteten Fasermaterials (150) , aufweist.
25. Werkzeug (200) nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionsvorrichtung (220) einen formgebenden Schaft (222) aufweist, der mit der Artikelkavität einen Formhohlraum bildet.
26. Werkzeug (200) nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (200) zumindest einen Formkern (230) aufweist, welcher zur Ausformung eines strukturierten Kerns (142) in der Mitte von zwei den Kern (142) begrenzenden Decklagen (144) eingerichtet ist, insbesondere zur Ausformung eines strukturierten Kerns (142) aufweisend eine Kreuzrippenstruktur (146) .
27. Werkzeug (200) nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (200) zumindest einen Formkern (232) aufweist, der zur Ausformung eines Teilbereichs des Fluidkanals (171) zumindest eines Anschlussmittels eingerichtet ist .
28. Werkzeug (200) nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (200) ein Anstichwerkzeug (240) aufweist, wobei das Anstichwerkzeug (240) dazu eingerichtet ist, einen Fluidkanal (171) zwischen einem ersten oder zweiten Fluidkanal (110, 120) und einem Anschlussmittel (170) auszuformen .
29. Werkzeug (200) nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (200) zur Ausformung eines Anschlussmittels (170) eine Nebenkavität (250) aufweist.
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30. Werkzeug (200) nach einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der zumindest einen Nebenkavität (250) und dem die Artikelkavität bildenden Werkzeug (200) ein Ventil (260) angeordnet ist.
31. Verfahren zum Herstellen einer monolithischen Batterieschale (100) aus Kunststoff aufweisend einen ersten und/oder zweiten Fluidkanal (110, 120) , insbesondere einer Batterieschale (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, mittels einer Spritzgießvorrichtung oder einer Pressvorrichtung mit einem eine Artikelkavität bildenden Werkzeug (200) , insbesondere einem Werkzeug (200) nach einem der Ansprüche 23 bis 30, mit Mitteln zum Füllen der Artikelkavität mit einer Formmasse (210) aus Kunststoff, mit zumindest einer Injektionsvorrichtung (220) zur Injektion eines Fluids in die Artikelkavität und mit zumindest einer Nebenkavität (250) , wobei das Herstellverfahren die nachfolgenden Schritte umfasst: a) Füllen der Artikelkavität mit einer Formmasse (210) aus Kunststoff; b) Einleiten eines unter Druck stehenden Fluids mittels der Injektionsvorrichtung (220) in die Artikelkavität, wobei ein den ersten und/oder den zweiten Fluidkanal (110, 120) ausformender Teil der Formmasse (210) in eine Nebenkavität (250) verdrängt wird; c) Entformen der monolithischen Batterieschale (100) .
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das die Artikelkavität bildende Werkzeug (200) vor dem Füllen der Artikelkavität mit der Formmasse (210) aus Kunststoff zumindest bereichsweise mit einem Fasermaterial (150) , insbesondere einem schockgefrosteten Fasermaterial (150) , bestückt wird.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der zumindest einen Nebenkavität (250) und dem die Artikelkavität bildenden Werkzeug (200) ein Ventil (260) angeordnet ist, wobei das Verdrängen der Formmasse
(210) in die zumindest eine Nebenkavität (250) mit dem Ventil
(260) gesteuert wird. 34. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entformen der Batterieschale (100) oder vor dem Entformen der Batterieschale (100) mittels einem Anstichwerkzeug (240) eine Fluidverbindung zwischen einem ersten Fluidkanal (110) oder einem zweiten Fluidkanal (120) und einem Bereich eines Fluidkanals (171) eines Anschlussmittels (170) hergestellt wird.
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