WO2022106210A1 - Batterieanordnung mit elektrisch-nichtleitender schutzplatte - Google Patents

Batterieanordnung mit elektrisch-nichtleitender schutzplatte Download PDF

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WO2022106210A1
WO2022106210A1 PCT/EP2021/080601 EP2021080601W WO2022106210A1 WO 2022106210 A1 WO2022106210 A1 WO 2022106210A1 EP 2021080601 W EP2021080601 W EP 2021080601W WO 2022106210 A1 WO2022106210 A1 WO 2022106210A1
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WO
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battery
protective plate
arrangement
buffer
outside
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PCT/EP2021/080601
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English (en)
French (fr)
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Alexej Herdt
Andreas Deyda
Markus Hollas
Hans-Georg Schmedes
Andreas Neumann
Original Assignee
Volkswagen Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the invention relates to a battery arrangement and a vehicle having such a battery arrangement.
  • an impact protection plate into a sleeve, for example a fleece sleeve.
  • a cuff leads to higher costs.
  • the thermal sleeve would not be firmly anchored, and accidental non-assembly might not be detected.
  • the dimensional stability of a cuff could be adversely affected by its inertia in a crash.
  • DE 197 26 192 A1 describes a battery in a vehicle which is surrounded by a housing which is displaced in the event of a vehicle crash. In the installed position, the housing is located at the edge of a tub into which it can be pushed in the event of a vehicle crash. This solution is not weight and package-optimized, since a separate installation space has to be created in a complex manner.
  • DE 103 91 977 B4 describes a battery arrangement, the arrangement comprising a flexible outer container and having folds which are arranged in planes perpendicular to the direction of crash stress to be expected. This solution serves as protection against leakage. However, preferred solutions are those in which the battery or other low-voltage storage systems are protected from damage to the effect that acid does not escape in the first place.
  • DE 19961 853 C1 describes a trough made of fiber-reinforced plastic for accommodating a vehicle battery.
  • the body shell of the vehicle must be elaborately designed for this tub.
  • the invention is therefore now based on the object of providing a battery for a motor vehicle which is better protected against damage in the event of a crash and which is optimized in terms of weight and package.
  • the invention relates to a battery arrangement for a motor vehicle, comprising a battery; and an electrically non-conductive protective plate, wherein the protective plate is arranged parallel to a battery exterior, and the protective plate is fixed to the battery.
  • the battery assembly according to the invention provides effective protection for the battery in the event of a collision.
  • the protective plate is an electrically non-conductive protective plate, short circuits are avoided in the event of a collision.
  • an electrically non-suffering ie an electrically non-conductive, protective plate is meant.
  • the electrically non-conductive protective plate is a plastic plate.
  • the configuration as a plastic plate enables the protective plate to be manufactured in a simple and cost-efficient manner.
  • the protective plate is in particular attached directly to the battery, for example by means of clip connections and/or arms.
  • the protective plate is not connected to the battery by means of a sleeve enclosing the battery or by means of a lattice frame or lattice box surrounding the battery.
  • the battery arrangement according to the invention preferably has no enveloping collar and no enveloping grid box. As a result, costs are saved in the production of the battery arrangement due to the uniform design and assembly.
  • the protective plate is preferably connected only to the battery. There is no connection, for example, to the battery console or other parts of the vehicle.
  • the battery and the protective plate thus advantageously form a package-optimized unit.
  • battery is to be understood generally as a low-voltage storage system which is suitable for use in a vehicle.
  • the outsides of the battery can also be understood in particular in terms of their respective orientation during normal use in the vehicle.
  • the front of the battery is, for example, the surface of the battery which is normal to the direction of travel.
  • the protective plate (20) is arranged parallel to the battery front.
  • a battery arrangement in which there is a buffer area between the outside of the battery and the protective plate.
  • the protective plate is therefore not in full contact with the outside of the battery.
  • the protective plate Due to the presence of a buffer area, the protective plate can be used uniformly despite structural variances of the batteries. As a result, costs are saved in the production of the battery arrangement due to the uniform design and assembly.
  • the buffer area ensures that the impact energy is not released directly onto the battery elements arranged on the outside of the battery, but can be cushioned.
  • the buffer area therefore also has a protective effect with regard to the essential battery elements arranged on the outside of the battery.
  • a battery arrangement is described, wherein the protective plate has at least one buffer element with which the protective plate rests on the outside of the battery.
  • the protective plate Due to the presence of a buffer area, the protective plate can be used uniformly despite structural variances in the battery. However, unwanted noises can result from the movement of the protective plate during ferry operation. Because the protective plate has at least one buffer element, with which the protective plate rests on the outside of the battery, the buffer area can be formed in the areas of the protective plate in which there is no buffer element. In other words, the buffering member serves as a spacer and support between the protective plate and the battery exterior. As a result, movements of the protective plate in the ferry operation and thus also an undesirable noise are avoided.
  • a battery arrangement wherein the buffer element has an indentation.
  • the indentation preferably points in the direction of the outside of the battery.
  • the indentation is formed substantially perpendicular to the surface of the protective plate.
  • the indentation is preferably formed in one piece in the protective plate.
  • Corresponding processing methods e.g. plastic processing methods, are known to the person skilled in the art.
  • the indentation preferably has a substantially circular and/or elliptical cross section. Overall, the indentation therefore has the shape of a cylinder or a truncated cone.
  • the indentation preferably has a substantially circular and/or an elliptical cross section and overall has the shape of a cylinder and/or a truncated cone, a one-piece production within the protective plate is simplified.
  • a battery arrangement wherein the buffer element has an elastic buffer insert.
  • the buffer insert preferably consists of an elastic material, which preferably has an elastic deformability perpendicular to the plate and perpendicular to the outside of the battery.
  • the elastic buffer insert is thus deformable in the event of a collision in the direction of the force impact and can cushion it.
  • the buffer insert is preferably inserted into a recess formed in the protective plate, and more preferably has the shape of a cylinder.
  • the elastic buffer insert ensures that the impact energy is not released directly to the battery elements arranged on the outside of the battery, but can be partially elastically cushioned.
  • the elastic buffer insert thus has a protective effect with regard to the essential battery elements arranged on the outside of the battery.
  • the elasticity of the buffer insert also helps to prevent unwanted noise.
  • a battery arrangement wherein the protective plate has at least one buffer element with which the protective plate rests on the outside of the battery, and wherein the buffer element has an indentation towards the outside of the battery and an elastic buffer insert.
  • This embodiment is therefore based on the combination of indentation and elastic buffer insert.
  • the recess of the protective plate is formed inside the indentation.
  • the recess may be formed in the flat surface of a frustoconical or cylindrical indentation.
  • the elastic buffer insert is inserted into the bulge.
  • the indentation serves as a spacer and support between the protective plate and the outside of the battery, while the elastic buffer element, which is preferably arranged centrally in the indentation, acts as a spring element. Due to the combination of indentation and elastic buffer insert, this embodiment of the buffer element has a particularly protective effect with regard to the essential battery elements arranged on the outside of the battery and also helps to largely prevent undesirable noise and noise generation.
  • a battery arrangement wherein the protective plate has at least two buffer elements.
  • this embodiment causes the advantages of the buffer elements to be realized essentially uniformly in relation to the area of the protective plate. On the one hand, a more uniform protective effect occurs in With regard to the essential battery elements arranged on the outside of the battery.
  • the presence of at least two buffer elements also contributes to preventing unwanted noise generation and noise generation as uniformly as possible in relation to the area of the protective plate.
  • a battery assembly wherein the protective plate is attached to the battery by at least one arm.
  • a battery arrangement wherein the arm is arranged as a side arm essentially parallel to one of the other outsides of the battery.
  • a battery assembly wherein the protective plate is attached to the battery by means of a clip connection.
  • a vehicle comprising the battery arrangement according to the invention is described.
  • Figure 1 shows a battery with an electrically conductive metal plate according to the prior art
  • FIG. 2 shows a battery arrangement according to the invention
  • FIG. 3 shows a plate of the battery arrangement according to the invention.
  • FIG. 1 shows a battery 1 and an electrically conductive metal plate 5 according to the prior art.
  • the metal plate 5 is not connected to the battery 1 but to the battery bracket 7 via a screw connection 9 .
  • FIG. 2 shows a battery arrangement 10 according to the invention.
  • the battery arrangement 10 has a battery 1 and an electrically non-conductive protective plate 20 .
  • the battery 1 has the battery outsides 11-16. The designation corresponds to the surface orientation in the vehicle.
  • the protective plate 20 is arranged parallel to the outside 16 of the battery.
  • the protection plate 20 is also fixed to the battery 1 .
  • the arrangement according to the invention therefore differs from prior art arrangements in which a metal plate is connected not to the battery 1 but to a battery bracket, as shown in FIG.
  • the battery arrangement 10 has a buffer area 24 between the battery outside 16 and the protective plate 20 .
  • the protective plate 20 is therefore not in full contact with the outside 16 of the battery, with a short circuit being avoided in the event of a crash. Due to the presence of the buffer area 24, the protective plate 20 can be used uniformly despite structural variances of the battery 1. In addition, in the event of a collision, the buffer area 24 ensures that the impact energy can be cushioned.
  • the protective plate 20 has two buffer elements 25 with which the protective plate rests on the outside 16 of the battery. Because the protective plate 20 has the buffer elements 25, with which the protective plate 20 rests on the outside 16 of the battery, the buffer area 24 can be formed, with the buffer element 25 acting as a spacer and support between the protective plate 20 and the battery outside 16 is used. Advantageously, movements of the protective plate 20 in the ferry operation and thus also undesirable noise are avoided as a result.
  • Having at least two buffering elements 25 causes the benefits of the buffering elements to be realized substantially equally with respect to the area of the protective plate 20 .
  • the buffer element 25 includes an indentation 26 which is formed towards the outside 16 of the battery. Furthermore, the indentation 26 is formed from the protective plate 20 in one piece. The indentation 26 has a substantially circular and/or elliptical cross-section. Overall, the indentation 26 therefore has the shape of a cylinder or a truncated cone.
  • the buffer element 25 also has an elastic buffer insert 27 .
  • the puff insert 27 is inserted into a recess in the protective plate 20 .
  • the elastic buffer insert 27 ensures that the impact energy is not released directly onto the battery elements arranged on the outside 16 of the battery, but can be partially elastically cushioned.
  • the elastic buffer insert 27 thus has a protective effect in relation to the essential battery elements arranged on the outside of the battery.
  • the elasticity of the buffer insert 27 also contributes to preventing unwanted noise and noise.
  • the protection plate 20 is fixed to the battery 1 by means of an arm 40 .
  • the arm 40 is arranged as a side arm essentially parallel to the outside 13 of the battery. Attachment by means of a side arm enables additional cushioning, especially in the event of a frontal impact.
  • the protective plate 20 is attached to the battery 1 by means of clip connections 32,42. This enables the protective plate 20 to be easily connected to the battery 1 without the risk of short circuits.
  • the connection is made either directly, as in the case of clip connection 32, or via a side arm 40 by means of clip connection 42.
  • the electrically non-conductive protective plate 20 can be a plastic plate.
  • the design as a plastic plate enables the protective plate to be manufactured in a simple and cost-efficient manner.
  • FIG. 3 shows the electrically non-conductive protective plate 20 for the battery arrangement according to the invention for the sake of clarity. The statements regarding the protective plate 20 made with regard to FIG. 2 apply accordingly.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterieanordnung (10) aufweisend eine Batterie (1) und eine elektrisch-nichtleitende Schutzplatte (20), wobei die Schutzplatte (20) parallel zu einer Batterieaußenseite (16) angeordnet ist und die Schutzplatte an der Batterie (1) befestigt ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug umfassend die Batterieanordnung (10). Die erfindungsgemäße Batterieanordnung (1) bietet der Batterie wirksam Schutz bei Zusammenstößen, ist platzsparend und kosteneffizient.

Description

Beschreibung
Batterieanordnung mit elektrisch-nichtleitender Schutzplatte
Die Erfindung betrifft eine Batterieanordnung sowie ein Fahrzeug aufweisend eine solche Batterieanordnung.
Niedervoltspeichersysteme können im Crashfall durch einwirkende Kräfte stark beaufschlagt und beschädigt werden. Als Folge können dann durch einen Spannungsverlust wichtige Funktionen wie Türenentriegeln, Warnblinken, Innenlichtanschaltung und Fensteröffnen nicht gewährleistet werden.
Allgemein bekannt sind metallische Schutzplatten, welche mit einer Batteriekonsole verschraubt sind. In Versuchen konnte jedoch aufgezeigt werden, dass die Batteriekonsole einschließlich der metallischen Schutzplatte im Crashfall abknickt. Die Platte kann somit nicht positionstreu während des Crashs gehalten werden. Solche Positionsabweichungen können zum vollständigen Entfall der Schutzwirkung führen.
Denkbar wäre es, eine Schlagschutzplatte in eine Manschette, beispielsweise in eine Flies- Manschette, einzuarbeiten. Eine solche Manschette führt allerdings als zusätzliches Bauteil zu höheren Kosten. Zudem wäre die Wärmeschutzmanschette nicht fest verankert, wobei eine versehentliche Nicht-Montage möglicherweise nicht erkannt werden würde. Ferner könnte die Formstabilität einer Manschette durch deren Trägheit im Crash negativ beeinträchtigt sein.
Die DE 100 61 643 A1 beschreibt eine Batterieanordnung aufweisend eine Batterie sowie ein die Batterie allumseitig umschließendes Behältnis. Dieses Behältnis dient als Spritzschutz gegen Säureaustritt. Bevorzugt werden allerdings solche Lösungen, bei denen es gar nicht erst zum Säureaustritt kommt.
Die DE 197 26 192 A1 beschreibt eine Batterie in einem Fahrzeug, welche von einem Gehäuse umgeben ist, welches bei einem Fahrzeugcrash verlagert wird. Das Gehäuse befindet sich in Einbaulage am Randbereich einer Wanne, in die sie bei einem Fahrzeugcrash hineingeschoben werden kann. Diese Lösung ist nicht gewichts- und packageoptimiert, da aufwändig ein separater Bauraum geschaffen werden muss. Die DE 103 91 977 B4 beschreibt eine Batterieanordnung, wobei die Anordnung ein flexibles äußeres Behältnis umfasst und Falten aufweist, welche in Ebenen senkrecht zur zu erwartenden Crashbeanspruchungsrichtung angeordnet sind. Diese Lösung dient als Austrittsschutz. Bevorzugt werden allerdings solche Lösungen, bei denen die Batterie oder andere Niedervoltspeichersysteme vor Beschädigung geschützt werden dahingehend, dass es gar nicht erst zum Säureaustritt kommt.
DE 19961 853 C1 beschreibt eine Wanne aus faserverstärktem Kunststoff zur Aufnahme einer Fahrzeugbatterie. Der Rohbau des Fahrzeugs muss aufwändig auf diese Wanne ausgelegt sein.
Insgesamt sind die aus dem Stand der Technik bekannten Schutzsysteme noch nicht zufriedenstellend. Der Erfindung liegt daher nun die Aufgabe zugrunde, eine Batterie für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche besser gegen Schäden beim Crashfall geschützt sowie gewichts- und packageoptimiert ist.
Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung eine Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Batterie; und eine elektrisch-nichtleitende Schutzplatte, wobei die Schutzplatte parallel zu einer Batterieaußenseite angeordnet und die Schutzplatte an der Batterie befestigt ist.
Die erfindungsgemäße Batterieanordnung bietet wirksamen Schutz für die Batterie im Falle eines Zusammenstoßes. Insbesondere werden dadurch, dass die Schutzplatte eine elektrischnichtleitende Schutzplatte ist, Kurzschlüsse beim Zusammenstoß vermieden.
Sofern im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung die Rede von einer Schutzplatte ist, so ist eine elektrisch nichtleidende, also eine elektrisch-nichtleitfähige, Schutzplatte gemeint.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektrisch-nichtleitende Schutzplatte eine Kunststoffplatte. Die Ausgestaltung als Kunststoffplatte ermöglicht eine einfache und kosteneffiziente Fertigung der Schutzplatte.
Die Schutzplatte ist dabei insbesondere direkt an der Batterie befestigt, beispielsweise mittels Clipverbindungen und/oder über Arme. Insbesondere ist die Schutzplatte nicht mittels einer die Batterie umhüllenden Manschette oder mittels eines die Batterie umgebenden Gitterrahmens oder Gitterkastens mit der Batterie verbunden.
Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Batterieanordnung keine umhüllende Manschette und keinen umhüllenden Gitterkasten auf. Hierdurch werden durch einheitliche Konstruktion und Montage Kosten bei der Produktion der Batterieanordnung gespart.
Ferner wird die Schutzplatte bevorzugt nur mit der Batterie verbunden. Eine Verbindung beispielsweise mit der Batteriekonsole oder anderen Teilen des Fahrzeugs findet nicht statt. Die Batterie und die Schutzplatte bilden damit vorteilhaft eine package-optimierte Einheit.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist der Ausdruck „Batterie“ allgemein als ein Niedervoltspeichersystem zu verstehen, welches zur Verwendung in einem Fahrzeug geeignet ist.
Die Batterieaußenseiten können gemäß bevorzugten Ausführungsformen insbesondere auch im Sinne ihrer jeweiligen Orientierung bei üblicher Verwendung im Fahrzeug verstanden werden. Die Batterievorderseite ist beispielsweise die Fläche der Batterie, welche mit ihrer Normalen in Fahrtrichtung zeigt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schutzplatte (20) parallel zu der Batterievorderseite angeordnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Batterieanordnung beschrieben, wobei zwischen der Batterieaußenseite und der Schutzplatte ein Pufferbereich gegeben ist. Insbesondere liegt daher die Schutzplatte nicht vollflächig auf der Batterieaußenseite auf.
Durch das Vorliegen eines Pufferbereichs kann die Schutzplatte trotz konstruktiver Varianzen der Batterien einheitlich verwendet werden. Hierdurch werden durch einheitliche Konstruktion und Montage Kosten bei der Produktion der Batterieanordnung gespart.
Zudem bewirkt der Pufferbereich im Falle eines Zusammenstoßes, dass die Stoßenergie nicht unmittelbar auf die an der Batterieaußenseite angeordneten Batterieelemente abgegeben wird, sondern abgefedert werden kann. Somit hat der Pufferbereich auch eine schützende Wirkung in Bezug auf die an der Batterieaußenseite angeordneten wesentlichen Batterieelemente. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Batterieanordnung beschrieben, wobei die Schutzplatte wenigstens ein Pufferelement aufweist, mit welchem die Schutzplatte auf der Batterieaußenseite aufliegt.
Durch das Vorliegen eines Pufferbereichs kann die Schutzplatte zwar trotz konstruktiver Varianzen der Batterie einheitlich verwendet werden. Allerdings können sich durch Bewegung der Schutzplatte im Fährbetrieb unerwünschte Geräusche ergeben. Dadurch, dass die Schutzplatte wenigstens ein Pufferelement aufweist, mit welchem die Schutzplatte auf der Batterieaußenseite aufliegt, kann in den Bereichen der Schutzplatte, in welchen kein Pufferelement vorliegt, der Pufferbereich gebildet werden. Anders ausgedrückt dient das Pufferelement als Abstandshalter und Stütze zwischen der Schutzplatte und der Batterieaußenseite. Hierdurch werden Bewegungen der Schutzplatte im Fährbetrieb und damit auch eine unerwünschte Geräuschbildung vermieden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Batterieanordnung beschrieben, wobei das Pufferelement eine Einbuchtung aufweist. Die Einbuchtung weist dabei bevorzugt in Richtung der Batterieaußenseite. Anders ausgedrückt ist die Einbuchtung im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der Schutzplatte ausgebildet.
Die Einbuchtung ist bevorzugt einstückig in der Schutzplatte gebildet. Dem Fachmann sind entsprechende Bearbeitungsverfahren, z.B. Kunststoffbearbeitungsverfahren, bekannt.
Die Einbuchtung weist bevorzugt einen im Wesentlichen kreisförmigen und/oder elliptischen Querschnitt auf. Insgesamt weist die Einbuchtung daher die Form eines Zylinders oder Kegelstupfes auf.
Dadurch, dass die Einbuchtung bevorzugt einen im Wesentlichen kreisförmigen und/oder einen elliptischen Querschnitt aufweist und insgesamt die Form eines Zylinders und/oder Kegelstupfes aufweist, wird eine einstückige Fertigung innerhalb der Schutzplatte vereinfacht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Batterieanordnung beschrieben, wobei das Pufferelement einen elastischen Puffereinsatz aufweist. Der Puffereinsatz besteht bevorzugt aus einem elastischen Material, welches bevorzugt eine elastische Verformbarkeit senkrecht zu der Platte und senkrecht zu der Batterieaußenseite aufweist. Damit ist der elastische Puffereinsatz also bei einem Zusammenstoß in Richtung des Kraftstoßes verformbar und kann diesen abfedern. Der Puffereinsatz ist bevorzugt in eine Aussparung, die in der Schutzplatte gebildet ist, eingesetzt und weist weiter bevorzugt die Form eines Zylinders auf.
Der elastische Puffereinsatz bewirkt im Falle eines Zusammenstoßes, dass die Stoßenergie nicht unmittelbar auf die an der Batterieaußenseite angeordneten Batterieelemente abgegeben wird, sondern teilweise elastisch abgefedert werden kann. Somit hat der elastische Puffereinsatz eine schützende Wirkung in Bezug auf die an der Batterieaußenseite angeordneten wesentlichen Batterieelemente. Die Elastizität des Puffereinsatzes trägt zudem dazu bei, eine unerwünschte Lärmbildung zu verhindern.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird eine Batterieanordnung beschrieben, wobei die Schutzplatte wenigstens ein Pufferelement aufweist, mit welchem die Schutzplatte auf der Batterieaußenseite aufliegt, und wobei das Pufferelement eine Einbuchtung in Richtung der Batterieaußenseite und einen elastischen Puffereinsatz aufweist. Diese Ausführungsform stellt also auf die Kombination von Einbuchtung und elastischem Puffereinsatz ab.
Die Aussparung der Schutzplatte ist dabei innerhalb der Einbuchtung ausgebildet. So kann die Aussparung beispielsweise in der flachen Fläche einer kegelstupfförmigen oder zylindrischen Einbuchtung gebildet sein. Der elastische Puffereinsatz ist in die Ausbuchtung eingesetzt.
Gemäß dieser Anordnung dient die Einbuchtung als Abstandshalter und Stütze zwischen der Schutzplatte und der Batterieaußenseite, während das elastische Pufferelement, welches bevorzugt mittig in der Einbuchtung angeordnet ist, als Federelement wirkt. Diese Ausführungsform des Pufferelementes weist durch Kombination von Einbuchtung und elastischem Puffereinsatz eine besonders schützende Wirkung in Bezug auf die an der Batterieaußenseite angeordneten wesentlichen Batterieelemente auf und trägt zudem dazu bei, eine unerwünschte Geräuschbildung und Lärmbildung weitestgehend zu verhindern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Batterieanordnung beschrieben, wobei die Schutzplatte wenigstens zwei Pufferelemente aufweist.
Diese Ausführungsform bewirkt durch das Vorliegen von wenigstens zwei Pufferelementen, dass die Vorteile der Pufferelemente im Wesentlichen gleichmäßig in Bezug auf die Fläche der Schutzplatte verwirklicht werden. Zum einen tritt eine gleichmäßigere schützende Wirkung in Bezug auf die an der Batterieaußenseite angeordneten wesentlichen Batterieelemente auf. Auch trägt das Vorliegen von wenigstens zwei Pufferelementen dazu bei, eine unerwünschte Geräuschbildung und Lärmbildung weitestgehend gleichmäßig in Bezug auf die Fläche der Schutzplatte zu verhindern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Batterieanordnung beschrieben, wobei die Schutzplatte mittels mindestens eines Arms an der Batterie befestigt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Batterieanordnung beschrieben, wobei der Arm als Seitenarm im Wesentlichen parallel zu einer der weiteren Batterieaußenseiten angeordnet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Batterieanordnung beschrieben, wobei die Schutzplatte mittels einer Clipverbindung an der Batterie befestigt ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug umfassend die erfindungsgemäße Batterieanordnung beschrieben.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Batterie mit elektrisch leitfähiger Metallplatte gemäß dem Stand der
Technik;
Figur 2 eine erfindungsgemäße Batterieanordnung;
Figur 3 eine Platte der erfindungsgemäßen Batterieanordnung. Figur 1 zeigt eine Batterie 1 und eine elektrisch leitfähige Metallplatte 5 gemäß dem Stand der Technik. Die Metallplatte 5 ist nicht mit der Batterie 1 , sondern mit der Batteriekonsole 7 über eine Schraubverbindung 9 verbunden.
Solche Batterien können insbesondere im Falle eines Frontalcrashs durch einwirkende Kräfte stark beaufschlagt und beschädigt werden. Als Folge können dann durch einen Spannungsverlust wichtige Funktionen wie Türenentriegeln, Warnblinken, Innenlichtanschaltung und Fensteröffnen nicht gewährleistet werden.
In Versuchen wurde gezeigt, dass die Batteriekonsole 7 einschließlich der elektrisch leitfähigen metallischen Schutzplatte 5 im Crashfall abknickt, wobei es im Crashfall zu einem Kurzschluss kommen kann. Die Metallplatte 5 kann somit nicht positionstreu während des Crashs gehalten werden. Solche Positionsabweichungen können zum vollständigen Entfall der Schutzwirkung führen.
Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Batterieanordnung 10. Die Batterieanordnung 10 weist eine Batterie 1 und eine elektrisch-nichtleitende Schutzplatte 20 auf. Die Batterie 1 weist die Batterieaußenseiten 11-16 auf. Die Benennung entspricht der Flächenorientierung im Fahrzeug.
Die Schutzplatte 20 ist parallel zu der Batterieaußenseite 16 angeordnet. Die Schutzplatte 20 ist ferner an der Batterie 1 befestigt. Die erfindungsgemäße Anordnung unterscheidet sich daher von Anordnungen aus dem Stand der Technik, bei denen eine Metallplatte nicht mit der Batterie 1, sondern mit einer Batteriekonsole verbunden ist, so wie dies in Figur 1 gezeigt ist.
Die Batterieanordnung 10 weist zwischen der Batterieaußenseite 16 und der Schutzplatte 20 einen Pufferbereich 24 auf. Die Schutzplatte 20 liegt also nicht vollflächig auf der Batterieaußenseite 16 auf, wobei im Crashfall ein Kurzschluss vermieden wird. Durch das Vorliegen des Pufferbereichs 24 kann die Schutzplatte 20 trotz konstruktiver Varianzen der Batterie 1 einheitlich verwendet werden. Zudem bewirkt der Pufferbereich 24 im Falle eines Zusammenstoßes, dass die Stoßenergie abgefedert werden kann.
Die Schutzplatte 20 weist zwei Pufferelemente 25 auf, mit welchem die Schutzplatte auf der Batterieaußenseite 16 aufliegt. Dadurch, dass die Schutzplatte 20 die Pufferelemente 25 aufweist, mit welchem die Schutzplatte 20 auf der Batterieaußenseite 16 aufliegt, kann der Pufferbereich 24 gebildet werden, wobei das Pufferelement 25 als Abstandshalter und Stütze zwischen der Schutzplatte 20 und der Batterieaußenseite 16 dient. Vorteilhafterweise werden hierdurch Bewegungen der Schutzplatte 20 im Fährbetrieb und damit auch eine unerwünschte Geräuschbildung vermieden.
Ein Vorliegen von wenigstens zwei Pufferelementen 25 bewirkt, dass die Vorteile der Pufferelemente im Wesentlichen gleichmäßig in Bezug auf die Fläche der Schutzplatte 20 verwirklicht werden.
Das Pufferelement 25 umfasst eine Einbuchtung 26, welche in Richtung der Batterieaußenseite 16 ausgebildet ist. Ferner ist die Einbuchtung 26 einstückig aus der Schutzplatte 20 gebildet. Die Einbuchtung 26 weist einen im Wesentlichen kreisförmigen und/oder elliptischen Querschnitt auf. Insgesamt weist die Einbuchtung 26 daher die Form eines Zylinders oder Kegelstumpfes auf.
Das Pufferelement 25 weist ferner einen elastischen Puffereinsatz 27 auf. Der Puffeinsatz 27 ist in eine Aussparung der Schutzplatte 20 eingesetzt. Der elastische Puffereinsatz 27 bewirkt im Falle eines Zusammenstoßes, dass die Stoßenergie nicht unmittelbar auf die an der Batterieaußenseite 16 angeordneten Batterieelemente abgegeben wird, sondern teilweise elastisch abgefedert werden kann. Somit hat der elastische Puffereinsatz 27 eine schützende Wirkung in Bezug auf die an der Batterieaußenseite angeordneten wesentlichen Batterieelemente. Die Elastizität des Puffereinsatzes 27 trägt zudem dazu bei, eine unerwünschte Geräuschbildung und Lärmbildung zu verhindern.
Die Schutzplatte 20 ist mittels eines Arms 40 an der Batterie 1 befestigt. Der Arm 40 ist als Seitenarm im Wesentlichen parallel zu der Batterieaußenseiten 13 angeordnet. Die Befestigung mittels Seitenarm ermöglicht eine zusätzliche Abfederung insbesondere bei einem Frontalstoß.
Die Schutzplatte 20 ist mittels Clipverbindungen 32, 42 an der Batterie 1 befestigt. Dies ermöglicht eine einfache Verbindung der Schutzplatte 20 mit der Batterie 1, ohne Gefahr von Kurzschlüssen. Dabei erfolgt die Verbindung entweder unmittelbar, wie im Fall der Clipverbindung 32 und über einen Seitenarm 40 mittels der Clipverbindung 42.
Die elektrisch-nichtleitende Schutzplatte 20 kann eine Kunststoffplatte sein. Die Ausgestaltung als Kunststoffplatte ermöglicht eine einfache und kosteneffiziente Fertigung der Schutzplatte. Figur 3 zeigt die elektrisch-nichtleitende Schutzplatte 20 für die erfindungsgemäße Batterieanordnung zur Verdeutlichung. Die zu Figur 2 gemachen Ausführungen zur Schutzplatte 20 gelten entsprechend.
Bezugszeichenhste
Batterie
Metallplatte Batteriekonsole
Schraubverbindung Batterieanordnung - 16 Batterieaußenseite
Schutzplatte
Pufferbereich
Pufferelement
Einbuchtung Puffereinsatz
Clipverbindung Seitenarm
Clipverbindung

Claims

Patentansprüche Batterieanordnung (10) für ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Batterie (1) und eine elektrisch-nichtleitende Schutzplatte (20), wobei die Schutzplatte (20) parallel zu einer Batterieaußenseite (16) angeordnet ist und die Schutzplatte an der Batterie (1) befestigt ist. Batterieanordnung (10) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Batterieaußenseite (16) und der Schutzplatte (20) ein Pufferbereich (24) gegeben ist. Batterieanordnung (10) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzplatte (20) wenigstens ein Pufferelement (25) aufweist, mit welchem die Schutzplatte auf der Batterieaußenseite (16) aufliegt. Batterieanordnung (10) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Pufferelement (25) eine Einbuchtung (26) in Richtung der Batterieaußenseite (16) aufweist. Batterieanordnung (10) gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Pufferelement (25) einen elastischen Puffereinsatz (27) aufweist. Batterieanordnung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 3, 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzplatte wenigstens zwei Pufferelemente (25) aufweist. Batterieanordnung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzplatte (20) mittels mindestens eines Arms (40) an der Batterie (1) befestigt ist. Batterieanordnung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (40) als Seitenarm parallel zu einer der weiteren Batterieaußenseiten (13, 14) angeordnet ist. Batterieanordnung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzplatte (20) mittels einer Clipverbindung (32, 42) an der Batterie (1) befestigt ist. Fahrzeug umfassend eine Batterieanordnung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
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