WO2023002047A1 - Antriebsbatterie für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeug mit derartiger antriebsbatterie - Google Patents

Antriebsbatterie für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeug mit derartiger antriebsbatterie Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a drive battery for a motor vehicle with a drive battery housing and a method for producing such a drive battery.
  • a motor vehicle with an electric drive usually has a drive battery, which has a drive battery housing in which a number of battery modules with battery cells, electrics/electronics and a cooling device are installed.
  • the traction battery housing is in turn mounted below a floor assembly on a vehicle body.
  • the well-known drive battery housing is made of aluminum, for example, and has side supports, a cover and a base.
  • the side supports are designed, for example, as extruded profiles or cast parts. If necessary, further longitudinal members and cross members are also provided in the battery housing in order to give the drive battery a certain degree of rigidity and resistance to collisions.
  • a known drive battery housing has longitudinal members and several cross members that run between the longitudinal members. Furthermore, the drive battery housing has an upper wall and a lower wall, which are each connected to at least one outer support structure, ie the outer longitudinal members and the outer cross members.
  • the longitudinal beams and also the cross beams are made from extruded profiles.
  • the traction battery case is mounted below a body floor. It is the object of the present invention to create a drive battery or a motor vehicle with such a drive battery, the drive battery having a higher power density per installation space and at the same time greater rigidity and strength.
  • the drive battery for a motor vehicle has a drive battery housing which has a top wall and a bottom wall.
  • a battery cell layer with a multiplicity of battery cells arranged vertically and next to one another and a support layer, which can also be referred to as a degassing layer, spacing layer or deformation layer, are arranged in the drive battery housing.
  • the battery cell layer is bonded to the cover wall by means of an upper layer of adhesive and to the support layer by means of a lower layer of adhesive, in particular over a large area, i.e. over its entire surface.
  • the support layer is also bonded to the bottom wall by means of another layer of adhesive.
  • the battery cells can be designed to be relatively high, as a result of which the storage capacity of the drive battery is increased.
  • the drive battery has high torsional and flexural rigidity overall, so that no further support structure is required within the drive battery. All layers of the drive battery contribute to the rigidity and strength of the drive battery.
  • the drive battery is designed for installation in the motor vehicle in such a way that the cover wall is at the top and the bottom wall is at the bottom. In the installed state, the floor wall thus preferably forms an underbody of the motor vehicle.
  • the support layer has the function of a spacer layer, so that there is a certain distance between the battery cell layer and the bottom wall, so that sufficient deformation space is available when driving over a bollard or the like, ie in the event of a collision from below.
  • the support layer is designed to adequately dissipate collision energy through deformation. By gluing the support layer, it contributes to the rigidity and strength of the drive battery despite its deformability.
  • the upper adhesive layer and/or the lower adhesive layer and/or the further adhesive layer can be formed from a foamed material.
  • a foamed material is also referred to as structural foam.
  • the foamed material can be polyurethane.
  • the battery cell layer is formed from a large number of battery cells, each battery cell consisting of a battery cell housing and a cell winding which is accommodated in the battery cell housing.
  • An upper face of the battery cell housing is in each case glued to the cover wall and a lower face of the battery cell housing is in each case glued to the support layer.
  • the multiplicity of battery cell housings thus form a multi-chamber structure which is similar to a honeycomb structure and which significantly increases flexural rigidity and torsional rigidity by being bonded to the other layers of the drive battery.
  • the battery cell housings are thin-walled and made of metal, such as aluminum or steel.
  • Adjacent battery cell housings can be glued to one another on the lateral surface.
  • adjacent battery cell housings can be glued to one another on the lateral surface using a foamed material.
  • the foamed material can be polyurethane foam.
  • the battery cell can be a so-called round cell, i.e. circular-cylindrical, or a so-called prismatic cell, i.e. essentially cuboid.
  • the battery cell layer can also consist of an integrally designed multi-chamber structure - which runs transversely, in particular perpendicularly, to the plane of the top wall or bottom wall - with a large number of vertical chambers, each containing a cell coil or several cell wraps are recorded.
  • An upper face of the multi-chamber structure is glued to the cover wall and a lower face of the multi-chamber structure is glued to the support layer.
  • the multi-chamber structure can be produced, for example, by extrusion.
  • the individual chambers can have a square or other polygonal cross-section, for example similar to honeycombs.
  • the integrally formed multi-chamber structure can give the drive battery even greater rigidity with less weight. Furthermore, a larger number of cell coils can be accommodated in the same area.
  • the drive battery has a battery cell contacting system that is embedded in the upper adhesive layer and/or in the lower adhesive layer.
  • the battery cell contacting system is protected in the adhesive layer, for example protected against corrosion. At the same time, the battery cell contacting system can thereby contribute to the rigidity and strength of the drive battery described above.
  • the battery cell contacting system is preferably embedded with both contacting poles in the upper layer of adhesive. Through this is that Battery cell contact system housed particularly well protected. In particular, it is better protected in the event of collisions with the bottom wall.
  • a degassing opening is advantageously formed in each battery cell on the side facing the support layer.
  • the degassing openings of the battery cells are thus aligned downwards and not in the direction of the cover wall and thus of a passenger compartment when the drive battery is installed. At the bottom there is more space for the gases to escape and it is easier to prevent gases from flowing towards the passenger compartment.
  • a recess i.e. a degassing space or free space
  • Adjacent recesses can be suitably connected to one another by degassing channels, so that gas escaping from a battery cell can be easily passed on and sufficient space is available.
  • the support layer can be formed from a foamed material, in particular a foamed plastic, for example foamed polyurethane.
  • a foamed material is light, but can still make a sufficient contribution to the rigidity and strength of the drive battery if it is bonded to the adjacent layers over the entire surface. Furthermore, the foamed material can serve very well to reduce collision energy through deformation.
  • the cover wall can be designed as a heat exchanger for temperature control of the battery cell layer.
  • the top wall can also be used as a temperature control surface for the passenger compartment when the drive battery is installed.
  • the support layer is designed as a heat exchanger for temperature control of the battery cell layer.
  • heat exchange devices can be provided alternatively or additionally between the battery cells.
  • the heat exchange devices can be provided on lateral surfaces, ie not on the end faces, of the battery cells. This is also called intercell tempering.
  • a higher temperature control performance can be achieved by the temperature control over the lateral surface, so that the drive battery reaches the desired target working temperature more quickly and can be cooled correspondingly quickly with increased power consumption, so that the target working temperature is not exceeded.
  • top wall and the bottom wall are preferably connected to one another via a flange connection.
  • a fluid-tight drive battery housing can be formed here by means of a corresponding seal, for example on the flange connection.
  • the top wall and/or the bottom wall can be designed in the form of a trough or can be part of a trough.
  • a lightning protection layer for example a mica plate, can be arranged on an inner side of the bottom wall.
  • the bottom wall can be glued to the cord protection layer or otherwise formed integrally with the cord protection layer.
  • the stranded wire protection layer is in turn preferably glued to the support layer.
  • the wire protection layer serves as wire protection for the bottom wall, especially if hot gases escape from the battery cells.
  • This is particularly advantageous when the bottom wall is made of aluminum, an aluminum alloy or fiber-reinforced plastic.
  • this can be advantageous if degassing openings of the battery cells are arranged on an underside, for example a lower end face, of the battery cells.
  • the top wall and/or the bottom wall can be made of aluminum or an aluminum alloy or of steel.
  • the cover wall and/or the base wall can also consist of a fiber-reinforced plastic, for example a carbon-fiber-reinforced plastic.
  • the top wall and/or the bottom wall can each be provided on the inside with an electrical insulation layer, for example in the form of a coating. This is advantageous when electrical insulation from the top wall and/or bottom wall is required and the top wall and/or bottom wall are electrically conductive.
  • top, bottom, and/or additional adhesive layers may be thermally conductive adhesive when enhanced heat exchange is required to remove or supply heat to the battery cells.
  • the drive battery is preferably designed for installation on an underbody of a body of the motor vehicle, with the underbody having a left-hand side member and a right-hand side member, with the drive battery or the drive battery housing being mounted on the underbody from below, and with the cover wall having at least one section Forms the bottom of the floor assembly.
  • the floor wall preferably forms an underbody of the motor vehicle.
  • the drive battery according to the invention can be designed and connected to the underbody in such a way that the drive battery increases body rigidity for driving operation of the motor vehicle and that the drive battery increases body strength for a collision load case of the motor vehicle.
  • a further aspect of the present invention relates to a motor vehicle, in particular a passenger vehicle or a truck, with a drive battery described as understood.
  • the motor vehicle has an electric drive.
  • a body of the motor vehicle has an underbody with a left side member and a right side member. Such body side members are also used as side skirts or outer, lower side rails.
  • the drive battery has a drive battery housing, with the drive battery or the drive battery housing being mounted on the underbody from below.
  • the installed drive battery or the installed drive battery housing forms at least in sections a floor of the floor assembly.
  • the drive battery replaces the floor of the floor assembly.
  • an installation space in the vehicle height direction (Z direction) can be reduced as a result, or taller battery cells can be installed.
  • the drive battery extends essentially over the entire width of the underbody, i.e. essentially over an entire installation space between the left side member and the right side member.
  • the drive battery housing can extend in an area or over as large an area as possible between a front axle and a rear axle of the motor vehicle.
  • the drive power housing extends from a front bulkhead (a passenger compartment) or from below the front bulkhead to front ends of a left wheelhouse and a right wheelhouse.
  • the drive battery housing can extend below a second row of seats in the motor vehicle.
  • the traction battery case may extend and be located at least from a region between a front body pillar (an A pillar) and a rear body pillar (specifically, a C pillar).
  • the drive battery and the floor assembly together form a fluid-tight floor of a passenger cell of the motor vehicle.
  • the floor assembly would not have a fluid-tight floor, or the floor assembly alone is not fluid-tight down.
  • the drive battery housing thus replaces the function of a continuous, fluid-tight floor of the floor assembly.
  • the term “fluid-tight” in this context does not exclude the floor assembly or the drive storage housing having openings that can be closed in cooperation with the floor assembly for a cable bushing, a water drain or the like.
  • Fluid-tight means in particular "liquid-tight”.
  • a seal or a sealing adhesive can be suitably arranged between the drive battery housing and the floor assembly, so that the mounted drive battery housing completely seals the floor assembly at the bottom.
  • the seal can be made of butyl, for example.
  • the seal can be designed as a flat seal, lip seal or profile seal.
  • the drive battery housing has a circumferential sealing flange, which can also be a mounting flange at the same time, with a continuous circumferential sealing surface for sealing the drive accumulator housing with respect to the floor assembly.
  • the peripheral sealing flange is advantageously located in one plane, i.e. in a plane parallel to an xy plane of a vehicle coordinate system. As a result, tightness can be produced better.
  • the underbody can have a front cross member structure and a rear cross member structure, with the drive battery being mounted on the left side member and on the right side member as well as on the front cross member structure and on the rear cross member structure.
  • the aforesaid sealing flange In this case, io rests against corresponding flange sealing surfaces of the side members and the cross member structures.
  • the underbody advantageously has at least one further cross member between the front cross member structure and the rear cross member structure, which is connected to the left side member and the right side member or runs between the left side member and the right side member.
  • the additional cross member can be a seat cross member or a heel plate cross member.
  • the floor assembly has several additional cross members, between which a free space is formed, so that the floor assembly is open at the bottom.
  • the seat crossmember(s) are advantageously arranged in the area behind the bulkhead up to a B-pillar and serve to fasten a front row of seats, i.e. front seats, as well as collision resistance of the floor assembly in the transverse direction.
  • the heel plate cross member is usually arranged in the area of a front end of a second row of seats and is used to fasten the second row of seats and also to provide collision resistance for the floor assembly in the transverse direction.
  • the drive battery is preferably mounted on the further cross member, in particular by means of a screw connection. Additionally or alternatively, the drive battery can be connected to the cross member by an adhesive connection, i.e. glued.
  • the overall rigidity of the underbody with the drive battery can be further increased and the vibration behavior of the motor vehicle in driving mode can also be positively influenced. Furthermore, the drive battery thereby supports the cross member or cross member structures against buckling in the event of a lateral collision.
  • the floor assembly does not have a floor panel between the front cross member structure and the rear cross member structure or between the front cross member structure and a further cross member - in other words, the floor assembly is advantageously designed without a floor panel or is floor panel-free. Thus, a larger area of the floor assembly is open.
  • open means that a free, open area is formed, which forms a through opening, so that the floor assembly is open at the bottom.
  • the floor assembly can have at least one further longitudinal member between the left longitudinal member and the right longitudinal member, which is connected to the front cross member structure and/or the rear cross member structure.
  • the additional longitudinal member can be arranged in the middle, for example, and can form a center tunnel there.
  • the floor assembly advantageously has no floor panel at all.
  • a floor panel is usually a single-shell component, in particular a flat component, optionally a single-layer component that does not have or form a hollow profile or the like and therefore does not form a body support.
  • Preferably 40 to 85% of the area between the right side member and the left side member and the front cross member structure and the rear cross member structure is open, i.e. without a floor panel and without a cross member.
  • a cover wall, optionally an upper and/or lower battery cell contacting system, a battery cell layer and optionally a support layer are arranged one on top of the other (arranging step).
  • a bottom wall, a support layer, optionally the upper and/or lower battery cell contacting system, and the battery cell layer are arranged one on top of the other (arranging step).
  • spaces between the individual layers and the battery cells are filled with a liquid foam precursor, in particular a two-component mixture or a multi-component mixture. This reacts in a further process step (foaming step).
  • Two-component mixture or multi-component mixture i.e.
  • the foam precursor after the filling process and forms a foamed material, in particular polyurethane foam, so that the bottom wall, if necessary the upper and/or lower battery cell contacting system, the battery cell layer and if necessary the support layer are glued together or the cover wall, which Support layer, optionally the upper and / or lower battery cell contact system, and the battery cell layer are glued together.
  • a foamed material in particular polyurethane foam
  • the individual layers of the drive battery involved in the arranging step can be bonded particularly easily and in one work step.
  • the bottom wall or the top wall is preferably at the bottom and optionally the battery cell contacting system, the battery cell layer and optionally the support layer are stacked/arranged accordingly.
  • the liquid foam precursor can flow from top to bottom due to gravity and is suitably distributed as a result.
  • the method described can be applied analogously to the production of all the traction batteries described here.
  • the method can be applied to a drive battery with a battery cell contacting system arranged at the top or a battery cell contacting system arranged at the bottom or a battery cell contacting system arranged on both sides of the battery cell.
  • the method can also be implemented on drive batteries with the different heat exchanger systems described herein on the lateral surface of the battery cells and/or on the end faces.
  • the layers involved can be pressed together during the foaming step, in particular using a corresponding tool. This means that the layers are not pushed apart by the foam and the adhesive effect is improved Spacers may be provided between the plies, either integral with a respective ply or formed separately from the plies.
  • the upper adhesive layer and optionally the lower adhesive layer and optionally the further adhesive layer thus have a defined dimension in the vertical direction (z-direction in the vehicle coordinate system) of the drive battery.
  • the bottom wall or alternatively the top wall can be attached using, for example, a further layer of adhesive, which is then preferably not a foamed material (mounting the bottom wall or the top wall).
  • a further layer of adhesive which is then preferably not a foamed material (mounting the bottom wall or the top wall).
  • the spacer layer can be attached by a lower adhesive layer, which is then preferably not a foamed material.
  • the bottom wall or, alternatively, the top wall can already be arranged in the arranging step.
  • all layers of the drive battery including the bottom wall and the top wall are arranged one on top of the other in the arranging step.
  • the foaming step is carried out.
  • all layers of the drive battery are advantageously braced or pressed together, so that the individual layers are not pushed away from one another during foaming. After all the layers of the drive battery have been glued together by foaming, no further step for attaching further layers is then required.
  • FIG. 1 schematically shows a sectional view of a drive battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 schematically shows a perspective view of a motor vehicle with a body and a drive battery before the drive battery is mounted on the body according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 schematically shows a sectional view of the motor vehicle with the body and the mounted drive battery according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • Fig. 4 schematically shows a perspective view from below of the motor vehicle with the body without the drive battery.
  • FIG. 5 schematically shows a perspective view from above of the motor vehicle with the body and the drive battery mounted according to the embodiment of the present invention.
  • a drive battery 1 according to the embodiment of the present invention is shown very schematically in a sectional view.
  • the drive battery 1 is designed for mounting on a body of a passenger vehicle.
  • the drive battery 1 is a so-called high-voltage storage device for driving an electric drive motor of the passenger vehicle.
  • the drive battery 1 is made up of several layers like a sandwich. Starting from the top, the drive battery 1 has a cover wall 35 as part of a drive battery housing 3.
  • the cover wall 35 is connected over an area of an upper adhesive layer 9 to a top side of a battery cell layer 5.
  • an underside of the battery cell layer 5 is connected over a surface area to a support layer 7 via a lower adhesive layer 11 .
  • the support layer 7 is again on its underside connected to a bottom wall 33 of the drive battery housing 3 via a further adhesive layer 13 .
  • the battery cell layer 5 consists of a large number of battery cells.
  • Each battery cell 51 in turn consists of a battery cell housing 53 made of aluminum or steel, in which a cell coil 55 is accommodated.
  • the battery cells 51 are so-called round cells with a circular-cylindrical shape.
  • the battery cells 51 are arranged on edge, i.e. vertically, in the battery cell layer 5, so that their outer surfaces abut one another.
  • the upper end faces of the battery cells 51 are each connected to the adhesive layer 9 and thus to the cover wall 35 .
  • the lower end faces of the battery cells 51 are each connected to the adhesive layer 11 and thus to the support layer 7 .
  • a battery cell contacting system which is not shown in any more detail, is embedded in the upper adhesive layer 9 and suitably connects the poles of the battery cells 51 to one another.
  • the adhesive surrounds the conductor tracks of the battery cell contacting system. Both poles of the battery cells 51 are located on the upper end of the battery cells 51.
  • Degassing openings are formed on the lower end face of the battery cells 51 .
  • recesses or degassing spaces are formed in the support layer 7 .
  • the adhesive layer 11 has recesses. The recesses are suitably connected to one another via degassing channels, so that gas escaping from a battery cell 51 can be discharged via the degassing channels of the support layer 7 .
  • the support layer 7 consists of a foamed polyurethane and is deformable. In the event of a ground collision of the drive battery 1 installed in the motor vehicle, the base wall 33 may be deformed together with the support layer 7 and can thus absorb collision energy through deformation to protect the battery cell layer 5.
  • the adhesive layers 9, 11, 13 of the embodiment can be formed by polyurethane foam.
  • FIG. 2 shows the state before the drive battery 1 is mounted on a body 100 .
  • the body 100 is not shown in full in Fig. 1, but essentially only an underbody 105 of the body 100.
  • the body 100 or the underbody 105 has a left side sill 107 and a right side sill 108, i.e. longitudinal members.
  • Drive battery 1 has a drive battery housing 3 as described above, which essentially has the same fleas over its entire extent - with the exception of an attached additional housing in the rear area of drive battery 1.
  • Battery cell layer 5 is housed in drive battery housing 3.
  • Power electronics for example, are housed in the additional housing.
  • the drive battery 1 is mounted from below on the floor assembly 105 by means of screw connections 121, 123 and, if necessary, additionally by adhesive connections.
  • FIG. 3 shows a very schematic sectional view of body 100 along a y-direction and a z-direction.
  • the section runs through a passenger compartment 109 of the motor vehicle.
  • the bottom left and bottom right in FIG. 2 show the side skirts 107, 108, on which the drive battery housing 3 is mounted from below by means of screw connections 121.
  • the traction battery housing 3 is mounted at its peripheral flange 34, 36 to the underbody 105 with a gasket 19 interposed therebetween.
  • a cross member 115, 116, 117, 118 of the floor assembly 105 is shown schematically in the sectional view.
  • the drive energy storage housing 3 is connected to the cross member 115, 116, 117, 118 by means of screw connections 123 and additionally glued.
  • the mounted drive energy storage housing 3 forms a floor of the floor assembly 105 at least in sections and extends over the entire width of the floor assembly 105 between the left side sill 107 and the right side sill 108.
  • the seal 19 seals the passenger compartment 109 downwards. Due to the sandwich-like structure of the drive battery 1 and the bonding of the layers to one another, the drive battery 1 has high bending and torsional rigidity. As a result, the mounted drive battery 1 can interact with the floor assembly 105 accordingly, so that the motor vehicle has greater bending and torsional rigidity overall. In other words, the drive battery 1 can take over a body structure function particularly well due to the structure described above.
  • FIG. 4 shows only the floor pan 105 without the drive battery 1 in a perspective view from below.
  • the floor assembly 105 behind front wheel houses or behind a front axle has a front cross member structure 111 with a so-called front end wall, which delimits the passenger cell to the front of the vehicle and front ends of the side skirts 107 and 108 with each other.
  • the floor assembly 105 has a rear cross member structure 113 in front of the rear wheel housings or in front of a rear axle, which connects the rear ends of the side skirts 107 and 108 to one another and which is arranged in the area of a rear bench seat (not shown) that forms a second row of seats in the motor vehicle.
  • the floor pan 105 also has further cross members between the front cross member structure 111 and the rear cross member structure 113 , such as the seat cross members 115 , 116 , 117 in the area of a front row of seats and a B pillar of the body 100 .
  • a heel plate cross member 118 which also forms a further cross member, is arranged in the area of the rear row of seats. All cross members 115, 116, 117, 118 run between the left side sill 107 and the right side sill 108 and are connected to them.
  • the area between the side sills 107 and 108 and the respective cross member structures 111 and 113 or the further cross members 115, 116, 117, 118 is open.
  • the floor assembly 105 is designed without a floor panel between these supports.
  • FIG. 5 shows the floor assembly 105 with the installed drive battery 1 in a perspective view obliquely from above.
  • the hatched areas between the side sills 107 and 108 and the front cross member support structure 111 and the rear cross member structure 113 of the floor pan 105 show an upper side of the drive battery 1, in particular the drive battery housing 3 and the additional housing 37, in the open areas between the respective supports of the floor assembly 105.
  • the top of the drive battery 1 forms a floor of the passenger compartment 109 in the hatched areas and thus replaces a conventional floor panel.
  • the drive battery 1 extends from a front cross member structure 111 with an end wall to a rear cross member structure 113, which connects the rear ends of the side skirts 107 and 108 to one another, ie to a rear wheel house of the floor assembly 105 below a rear bench seat, which forms the second row of seats.
  • an assembly sealing flange 36 of the drive battery housing 3 is in contact with the corresponding components of the floor assembly 105 so that the drive battery housing 3 and the floor assembly 105 interact to form a fluid-tight floor of the passenger compartment 109 of the motor vehicle.
  • the peripheral assembly sealing flange 36 is located in a sealing plane.
  • the floor assembly 105 has no floor panel and thus free spaces between the adjacent cross members/cross member structures. These free spaces are closed by the drive battery housing 3 and the additional housing 37 .
  • 65% of the underbody 105 between the front cross member structure 111 and the heel plate support 118 without the drive battery housing 3 between the side sills 107, 108 and the cross member structures 111 and 113 are open at the bottom.
  • the drive battery 1 has the additional housing 37, which is placed on the drive battery housing 3 in the rear area of the drive battery housing 3, in the area under the rear seat bench, i.e. behind the heel plate cross member 118.
  • the additional housing 37 electrical and electronic components of the drive battery 1 are housed, such as power electronics.
  • the auxiliary housing 37 protrudes into the space between the heel plate cross member 118 and the rear cross member structure 113 .
  • a top of the drive battery case 3 is in Essentially flat.
  • FIG. 3 it is formed from a housing lower part 33 and a housing upper part 35, with the housing lower part 33 having a housing lower part flange 34 and the housing upper part 35 having a housing upper part flange 36, with the housing lower part 33 and the housing upper part 35 being connected via the housing lower part flange 34 and the housing upper part flange 36 are connected to one another, and wherein the housing upper part flange 36 is designed for mounting the drive battery housing 33 on the underbody 105.
  • a seal 37 is arranged between the housing upper part flange 36 and the housing lower part flange 34 .
  • the seal 19 is arranged between the housing upper part flange 36 and the base assembly 105 .
  • the drive battery housing 3 is connected to the floor assembly 105 via the screw connections 21 via the assembly sealing flange 34 , 36 . Furthermore, the drive energy storage housing 3 or the upper part 35 of the housing is connected to the crossbeams 115 , 116 , 117 , 118 via the screw connections 23 .

Abstract

Erfindungsgemäß hat eine Antriebsbatterie für ein Kraftfahrzeug ein Antriebsbatteriegehäuse, das eine Deckelwand und eine Bodenwand aufweist. In dem Antriebsbatteriegehäuse sind eine Batteriezellenlage mit einer Vielzahl von vertikal und nebeneinander angeordneten Batteriezellen und eine Abstützlage, die auch Entgasungslage, Abstandslage oder Deformationslage genannt werden kann, angeordnet. Die Batteriezellenlage ist mittels einer oberen Klebstofflage mit der Deckelwand und mittels einer unteren Klebstofflage mit der Abstützlage, insbesondere großflächig, d.h. über ihre gesamte Oberfläche, verklebt. Die Abstützlage ist ferner mittels einer weiteren Klebstofflage mit der Bodenwand verklebt.

Description

Antriebsbatterie für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit derartiger
Antriebsbatterie
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsbatterie für ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsbatteriegehäuse und ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Antriebsbatterie.
Ein Kraftfahrzeug mit Elektroantrieb hat üblicherweise eine Antriebsbatterie, die ein Antriebsbatteriegehäuse aufweist, in dem mehrere Batteriemodule mit Batteriezellen, eine Elektrik/Elektronik und eine Kühleinrichtung montiert sind. Das Antriebsbatteriegehäuse ist wiederum unterhalb einer Bodenbaugruppe an einer Fahrzeugkarosserie montiert. Das bekannte Antriebsbatteriegehäuse besteht beispielsweise aus Aluminium und weist seitliche Träger, einen Deckel und einen Boden auf. Die seitlichen Träger sind beispielsweise als Strangpressprofile oder Gussteile ausgeführt. Gegebenenfalls sind noch weitere Längsträger und Querträger in dem Batteriegehäuse vorgesehen, um der Antriebsbatterie eine gewisse Steifigkeit und Kollisionswiderstandsfähigkeit zu verleihen.
Wie in der DE 102017223407 A1 gezeigt ist, hat ein bekanntes Antriebsbatteriegehäuse Längsträger und mehrere Querträger, die zwischen den Längsträgern verlaufen. Ferner hat das Antriebsbatteriegehäuse eine obere Wand und eine untere Wand, die jeweils zumindest mit einer äußeren Trägerstruktur, also den äußeren Längsträgern und den äußeren Querträgern, verbunden sind. Die Längsträger und auch die Querträger sind aus Strangpressprofilen ausgebildet. Das Antriebsbatteriegehäuse ist unterhalb eines Karosseriebodens montiert. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Antriebsbatterie bzw. ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Antriebsbatterie zu schaffen, wobei die Antriebsbatterie je Bauraum eine höhere Leistungsdichte und gleichzeitig eine größere Steifigkeit sowie Festigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsbatterie bzw. ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Antriebsbatterie gelöst, die bzw. das die Merkmale von Patentanspruch 1 bzw. 12 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen genannt.
Erfindungsgemäß hat die Antriebsbatterie für ein Kraftfahrzeug ein Antriebsbatteriegehäuse, das eine Deckelwand und eine Bodenwand aufweist. In dem Antriebsbatteriegehäuse sind eine Batteriezellenlage mit einer Vielzahl von vertikal und nebeneinander angeordneten Batteriezellen und eine Abstützlage, die auch Entgasungslage, Abstandslage oder Deformationslage genannt werden kann, angeordnet. Die Batteriezellenlage ist mittels einer oberen Klebstofflage mit der Deckelwand und mittels einer unteren Klebstofflage mit der Abstützlage, insbesondere großflächig, d.h. über ihre gesamte Oberfläche, verklebt. Die Abstützlage ist ferner mittels einer weiteren Klebstofflage mit der Bodenwand verklebt.
Hierdurch ist eine in Höhenrichtung, d.h. in Z-Richtung im
Fahrzeugkoordinatensystem, sehr kompakte und bauraumsparende Antriebsbatterie geschaffen. Im Verhältnis zur Gesamthöhe der Antriebsbatterie können die Batteriezellen relativ hoch ausgeführt werden, wodurch eine Speicherkapazität der Antriebsbatterie erhöht ist. Durch das sandwichartige Verkleben der Deckelwand, Batteriezellenlage, der Abstützlage und der Bodenwand miteinander hat die Antriebsbatterie insgesamt eine hohe Torsions- und Biegesteifigkeit, so dass keine weitere Trägerkonstruktion innerhalb der Antriebsbatterie erforderlich ist. Alle Lagen der Antriebsbatterie tragen zu einer Steifigkeit und Festigkeit der Antriebsbatterie bei. Die Antriebsbatterie ist derart zum Einbau in das Kraftfahrzeug ausgebildet, dass die Deckelwand oben und die Bodenwand unten ausgebildet ist. Die Bodenwand bildet damit im Einbauzustand bevorzugt einen Unterboden des Kraftfahrzeugs aus. Die Abstützlage hat die Funktion einer Abstandslage, so dass zwischen der Batteriezellenlage und der Bodenwand ein bestimmter Abstand besteht, so dass bei einer Pollerüberfahrt oder dergleichen, d.h. bei einer Kollision von unten, hinreichender Deformationsraum zur Verfügung steht. Hierfür ist die Abstützlage ausgelegt, Kollisionsenergie durch Deformation hinreichend abzubauen. Durch das Verkleben der Abstützlage trägt diese trotz ihrer Deformationsfähigkeit zu einer Steifigkeit und Festigkeit der Antriebsbatterie bei.
Die obere Klebstofflage und/oder die unter Klebstofflage und/oder die weitere Klebstofflage können durch ein geschäumtes Material ausgebildet sein. Ein derartiges geschäumtes Material wird auch als Strukturschaum bezeichnet. Das geschäumte Material kann Polyurethan sein.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Batteriezellenlage aus einer Vielzahl von Batteriezellen ausgebildet, wobei jede Batteriezelle aus einem Batteriezellengehäuse und einem Zellwickel besteht, der in dem Batteriezellengehäuse aufgenommen ist. Eine obere Stirnseite der Batteriezellengehäuse ist jeweils mit der Deckelwand verklebt und eine untere Stirnseite der Batteriezellengehäuse ist jeweils mit der Abstützlage verklebt.
Die Vielzahl von Batteriezellengehäuse bilden somit eine Mehrkammerstruktur, die ähnlich einer wabenartigen Struktur ist und die eine Biegesteifigkeit und Torsionssteifigkeit durch die Verbklebung mit den anderen Lagen der Antriebsbatterie erheblich erhöhen.
Die Batteriezellengehäuse sind dünnwandig und aus Metall, beispielsweise Aluminium oder Stahl ausgebildet.
Benachbarte Batteriezellengehäuse können untereinander an der Mantelfläche miteinander verklebt sein. Insbesondere können benachbarte Batteriezellengehäuse untereinander an der Mantelfläche durch ein geschäumtes Material verklebt sein. Das geschäumte Material kann Polyurethanschaum sein.
Die Batteriezelle kann eine sogenannte Rundzelle, d.h. kreiszylindrisch, oder auch eine sogenannte prismatische Zelle, d.h. im Wesentlichen quaderförmig, sein.
Alternativ zu der Ausführungsform mit voneinander getrennten Batteriezellengehäusen kann die Batteriezellenlage auch aus einer integral ausgebildeten Mehrkammerstruktur - die quer, insbesondere senkrecht, zur Ebene der Deckelwand bzw. der Bodenwand verläuft - mit einer Vielzahl von vertikalen Kammern ausgebildet sein, in denen jeweils ein Zellwickel oder auch mehrere Zellwickel aufgenommen sind. Eine obere Stirnseite der Mehrkammerstruktur ist hierbei mit der Deckelwand verklebt und eine untere Stirnseite der Mehrkammerstruktur ist mit der Abstützlage verklebt. Die Mehrkammerstruktur kann beispielsweise durch Strangpressen hergestellt sein. Die einzelnen Kammern können einen quadratischen oder anderen vieleckigen Querschnitt, beispielsweise ähnlich Bienenwaben, aufweisen.
Die integral ausgebildete Mehrkammerstruktur kann der Antriebsbatterie eine noch größere Steifigkeit bei geringerem Gewicht verleihen. Ferner können hierdurch auf der gleichen Fläche eine größere Anzahl an Zellwickeln untergebracht werden.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung hat die Antriebsbatterie ein Batteriezellenkontaktierungssystem, das in die obere Klebstofflage und/oder in die untere Klebstofflage eingebettet ist.
In der Klebstofflage ist das Batteriezellenkontaktierungssystem geschützt - beispielsweise vor Korrosion geschützt - untergebracht. Gleichzeitig kann hierdurch das Batteriezellenkontaktierungssystem zu der oben beschriebenen Steifigkeit und Festigkeit der Antriebsbatterie beitragen.
Das Batteriezellenkontaktierungssystem ist bevorzugt mit beiden Kontaktierungspolen in die obere Klebstofflage eingebettet. Hierdurch ist das Batteriezellenkontaktierungssystem besonders gut geschützt unterbracht. Insbesondere ist es dabei bei Kollisionen der Bodenwand besser geschützt.
Weiterhin ist vorteilhaft in jeder Batteriezelle in der der Abstützlage zugewandten Seite eine Entgasungsöffnung ausgebildet.
Somit sind die Entgasungsöffnungen der Batteriezellen nach unten hin ausgerichtet und nicht in Richtung der Deckelwand und damit einer Fahrgastzelle im Einbauzustand der Antriebsbatterie. Nach unten hin gibt es mehr Raum zum Ableiten der Gase und es kann besser verhindert werden, dass Gase in Richtung der Fahrgastzelle strömen.
Im Fall, dass die Entgasungsöffnungen der Batteriezellen an deren Unterseite ausgebildet sind, also der Abstützlage zugewandt, ist in der Abstützlage bevorzugt jeweils im Bereich der Entgasungsöffnung eine Aussparung, d.h. ein Entgasungsraum bzw. Freiraum, vorgesehen. Benachbarte Aussparungen können geeignet durch Entgasungskanäle miteinander verbunden sein, so dass aus einer Batteriezelle entweichendes Gas leicht weitergeleitet werden kann und ausreichend Raum zur Verfügung hat.
Die Abstützlage kann aus einem geschäumten Material, insbesondere einem geschäumten Kunststoff, beispielsweise geschäumten Polyurethan, ausgebildet sein.
Ein geschäumtes Material ist leicht, kann aber bei vollflächiger Verklebung mit den benachbarten Lagen trotzdem hinreichend zur Steifigkeit und Festigkeit der Antriebsbatterie beitragen. Ferner kann das geschäumte Material sehr gut zum Abbau von Kollisionsenergie durch Verformung dienen.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann die Deckelwand als Wärmetauscher zur Temperierung der Batteriezellenlage ausgebildet sein.
Hierbei kann die Deckelwand auch als Temperierungsfläche für die Fahrgastzelle bei montierter Antriebsbatterie genutzt werden. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Abstützlage als Wärmetauscher zur Temperierung der Batteriezellenlage ausgebildet.
Ferner können alternativ oder zusätzlich zwischen den Batteriezellen Wärmetauschvorrichtungen vorgesehen sein. Die Wärmetauschvorrichtungen können an Mantelflächen, also nicht an den Stirnseiten, der Batteriezellen Wärmetauschvorrichtungen vorgesehen sein. Dies wird auch Zwischenzelltemperierung genannt.
Durch die Temperierung über die Mantelfläche kann eine höhere Temperierleistung verwirklicht werden, so dass die Antriebsbatterie schneller die gewünschte Soll- Arbeitstemperatur erreicht und bei erhöhter Leistungsentnahme entsprechend schnell gekühlt werden kann, so dass die Soll-Arbeitstemperatur nicht überschritten wird.
Die Deckelwand und die Bodenwand sind bevorzugt über eine Flanschverbindung miteinander verbunden. Durch eine entsprechende Dichtung, beispielsweise an der Flanschverbindung, kann hierbei ein fluiddichtes Antriebsbatteriegehäuse ausgebildet sein. Hierfür können die Deckelwand und/oder die Bodenwand wannenförmig ausgebildet sein bzw. Bestandteil einer Wanne sein.
An einer Innenseite der Bodenwand kann eine Flitzeschutzlage, beispielsweise eine Glimmerplatte, angeordnet sein. Die Bodenwand kann mit der Flitzeschutzlage verklebt oder anderweitige integral mit der Flitzeschutzlage ausgebildet sein. Die Flitzeschutzlage ist wiederum bevorzugt mit der Abstützlage verklebt.
Die Flitzeschutzlage dient als Flitzeschutz für die Bodenwand, insbesondere falls heiße Gase aus den Batteriezellen austreten. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Bodenwand aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder faserverstärktem Kunststoff besteht. Ferner kann dies von Vorteil sein, wenn Entgasungsöffnungen der Batteriezellen an einer Unterseite, beispielsweise einer unteren Stirnseite, der Batteriezellen angeordnet sind. Die Deckelwand und/oder die Bodenwand können aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung oder aus Stahl bestehen. Die Deckelwand und/oder die Bodenwand können aber auch aus einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise einem kohlefaserverstärkten Kunststoff, bestehen.
Die Deckelwand und/oder die Bodenwand können jeweils innenseitig mit einer Elektroisolationslage, beispielsweise in Form einer Beschichtung, versehen sein. Das ist dann von Vorteil, wenn eine elektrische Isolierung zur Deckelwand und/oder Bodenwand erforderlich ist und die Deckelwand und/oder Bodenwand elektrisch leitend sind.
Die obere, untere und/oder weitere Klebstofflage können aus wärmeleitendem Klebstoff bestehen, wenn ein verbesserter Wärmeaustausch zur Abführung oder Zuführung von Wärme zu den Batteriezellen erforderlich ist.
Bevorzugt ist die Antriebsbatterie zur Montage an einer Bodengruppe einer Karosserie des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, wobei die Bodengruppe einen linken Längsträger und einen rechten Längsträger aufweist, wobei die Antriebsbatterie bzw. das Antriebsbatteriegehäuse von unten an der Bodengruppe montiert ist, und wobei die Deckelwand zumindest abschnittsweise einen Boden der Bodengruppe ausbildet. Die Bodenwand bildet bevorzugt einen Unterboden des Kraftfahrzeugs.
Die erfindungsgemäße Antriebsbatterie kann derart ausgeführt und mit der Bodengruppe verbunden sein, dass die Antriebsbatterie eine Karosseriesteifigkeit für einen Fährbetrieb des Kraftfahrzeugs erhöht und dass die Antriebsbatterie eine Karosseriefestigkeit für einen Kollisionslastfall des Kraftfahrzeugs erhöht.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftfahrzeug oder ein Lastkraftfahrzeug, mit einer wie verstehen beschriebenen Antriebsbatterie.
Das Kraftfahrzeug hat einen Elektroantrieb. Eine Karosserie des Kraftfahrzeugs weist eine Bodengruppe mit einem linken Längsträger und einem rechten Längsträger auf. Derartige Karosserielängsträger werden auch als Seitenschweller oder äußere, untere Längsträger bezeichnet. Die Antriebsbatterie weist ein Antriebsbatteriegehäuse auf, wobei die Antriebsbatterie bzw. das Antriebsbatteriegehäuse von unten an der Bodengruppe montiert ist. Die montierte Antriebsbatterie bzw. das montierte Antriebsbatteriegehäuse bildet zumindest abschnittsweise einen Boden der Bodengruppe aus.
Hierdurch ersetzt die Antriebsbatterie den Boden der Bodengruppe. Hierdurch wird das Kraftfahrzeug, d.h. die Karosserie, insbesondere die Bodengruppe, leichter und benötigt weniger Bauteile. Ferner kann ein Bauraum in Fahrzeughöhenrichtung (Z- Richtung) hierdurch verringert werden bzw. es können höhere Batteriezellen eingebaut werden.
Vorteilhaft erstreckt sich die Antriebsbatterie im Wesentlichen über eine gesamte Breite der Bodengruppe, d.h. im Wesentlichen über einen gesamten Bauraum zwischen dem linken Längsträger und dem rechten Längsträger.
Hierdurch können hinreichen Batteriezellen in der Antriebsbatterie untergebracht werden und es kann ein hinreichend großer Teil des Bodens der Bodengruppe ersetzt werden.
Ferner kann sich das Antriebsbatteriegehäuse in einem Bereich bzw. über einen möglichst großen Bereich zwischen einer Vorderachse und einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs erstrecken. Vorteilhaft erstreckt sich das Antriebsenergiegehäuse von einer vorderen Stirnwand (einer Fahrgastzelle) bzw. von unterhalb der vorderen Stirnwand bis zu vorderen Enden eines linken Radhauses und eines rechten Radhauses. Ferner kann sich das Antriebsbatteriegehäuse bis unterhalb einer zweiten Sitzreihe des Kraftfahrzeugs erstrecken. Anders ausgedrückt kann sich das Antriebsbatteriegehäuse zumindest von einem Bereich zwischen einer vorderen Karosseriesäule (einer A-Säule) und einer hinteren Karosseriesäule (insbesondere einer C-Säule) verläuft und angeordnet ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung bilden die Antriebsbatterie und die Bodengruppe zusammenwirkend einen fluiddichten Boden einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs aus. Insbesondere erfolgt nur durch die Zusammenwirkung des Antriebsbatteriegehäuses und der Bodengruppe eine Fluiddichtigkeit der Fahrgastzelle nach unten hin - ohne das Antriebsbatteriegehäuse hätte die Bodengruppe keinen fluiddichten Boden, bzw. die Bodengruppe alleine ist nach unten hin nicht fluiddicht.
Das Antriebsbatteriegehäuse ersetzt also die Funktion eines durchgängigen fluiddichten Bodens der Bodengruppe. Der Begriff „fluiddicht“ schließt in diesem Zusammenhang übrigens nicht aus, dass die Bodengruppe oder das Antriebsspeichergehäuse zusammenwirkend mit der Bodengruppe verschließbare Öffnungen für eine Leitungsdurchführung, einen Wasserablauf oder dergleichen aufweist. „Fluiddicht“ bedeutet insbesondere „flüssigkeitsdicht“.
Zwischen dem Antriebsbatteriegehäuse und der Bodengruppe kann eine Dichtung oder ein dichtender Klebstoff geeignet angeordnet sein, so dass das montierte Antriebsbatteriegehäuse die Bodengruppe nach unten hin vollständig abdichtet.
Die Dichtung kann beispielsweise aus Butyl ausgebildet sein. Die Dichtung kann als Flachdichtung, Lippendichtung oder Profildichtung ausgebildet sein.
Vorteilhaft hat das Antriebsbatteriegehäuse einen umlaufenden Dichtflansch, der auch gleichzeitig ein Montagflansch sein kann, mit einer durchgängig umlaufenden Dichtfläche zur Abdichtung des Antriebsspeichergehäuses gegenüber der Bodengruppe.
Der umlaufende Dichtflansch befindet sich vorteilhaft in einer Ebene, d.h. in einer Ebene parallel zu einer xy-Ebene eines Fahrzeugkoordinatensystems. Hierdurch ist eine Dichtigkeit besser herstellbar.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs kann die Bodengruppe eine vordere Querträgerstruktur und eine hintere Querträgerstruktur aufweisen, wobei die Antriebsbatterie an dem linken Längsträger und an dem rechten Längsträger sowie an der vorderen Querträgerstruktur und an der hinteren Querträgerstruktur montiert ist. Der vorstehend genannte Dichtflansch io liegt in diesem Fall an entsprechenden Flanschdichtflächen der Längsträger und der Querträgerstrukturen an.
Vorteilhaft hat die Bodengruppe zwischen der vorderen Querträgerstruktur und der hinteren Querträgerstruktur zumindest einen weiteren Querträger, der jeweils mit dem linken Längsträger und dem rechten Längsträger verbunden ist bzw. zwischen dem linken Längsträger und dem rechten Längsträger verläuft. Der weitere Querträger kann ein Sitzquerträger oder einen Fersenblechquerträger sein. Vorteilhaft hat die Bodengruppe mehrere weitere Querträger, zwischen denen jeweils ein Freiraum ausgebildet ist, so dass die Bodengruppe nach unten hin offen ist. Der oder die Sitzquerträger sind vorteilhaft im Bereich hinter der Stirnwand bis zu einer B-Säule angeordnet und dienen einer Befestigung einer vorderen Sitzreihe, d.h. von Vordersitzen sowie einer Kollisionsfestigkeit der Bodengruppe in Querrichtung. Der Fersenblechquerträger ist üblicherweise im Bereich eines vorderen Endes einer zweiten Sitzreihe angeordnet dient der Befestigung der zweiten Sitzreihen sowie ebenfalls einer Kollisionsfestigkeit der Bodengruppe in Querrichtung.
Bevorzugt ist die Antriebsbatterie an dem weiteren Querträger, insbesondere mittels einer Schraubverbindung, montiert. Zusätzlich oder alternativ kann die Antriebsbatterie mit dem Querträger durch eine Klebeverbindung verbunden sein, d.h. verklebt sein.
Flierdurch kann eine Gesamtsteifigkeit der Bodengruppe mit der Antriebsbatterie weiter erhöht werden und auch ein Schwingungsverhalten des Kraftfahrzeugs im Fährbetrieb positiv beeinflusst werden. Ferner unterstützt hierdurch die Antriebsbatterie die Querträger bzw. Querträgerstrukturen gegen ein Knicken bei einer seitlichen Kollision.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung weist die Bodengruppe zwischen der vorderen Querträgerstruktur und der hinteren Querträgerstruktur oder zwischen der vorderen Querträgerstruktur und einem weiteren Querträger kein Bodenblech auf - mit anderen Worten ist die Bodengruppe vorteilhaft ohne Bodenblech ausgebildet bzw. ist bodenblechfrei. Somit ist ein größerer Bereich der Bodengruppe offen ausgebildet.
Der Ausdruck „offen ausgebildet“ bedeutet, dass ein freier, offener Bereich ausgebildet ist, der eine Durchgangsöffnung bildet, so dass die Bodengruppe nach unten hin offen ausgebildet ist.
Alternativ oder zusätzlich kann die Bodengruppe zwischen dem linken Längsträger und dem rechten Längsträger zumindest einen weiteren Längsträger, der mit der vorderen Querträgerstruktur und/oder der hinteren Querträgerstruktur verbunden ist, aufweisen. Der weitere Längsträger kann beispielsweise in der Mitte angeordnet sein und dort einen Mitteltunnel ausbilden.
Die Bodengruppe weist vorteilhaft überhaupt kein Bodenblech auf.
Ein Bodenblech ist üblicherweise ein einschaliges Bauteil, insbesondere ein flächiges Bauteil, gegebenenfalls ein einlagiges Bauteil, das kein Hohlprofil oder dergleichen aufweist bzw. ausbildet und daher keinen Karosserieträger ausbildet.
Bevorzugt sind 40 bis 85 % der Fläche zwischen dem rechten Längsträger und dem linken Längsträger sowie der vorderen Querträgerstruktur und der hinteren Querträgerstruktur offen, d.h. ohne Bodenblech und ohne Querträger, ausgebildet.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Antriebsbatterie für ein Kraftfahrzeug werden eine Deckelwand, gegebenenfalls ein oberes oder/und unteres Batteriezellenkontaktierungssystem, eine Batteriezellenlage und gegebenenfalls eine Abstützlage aufeinander angeordnet (Schritt Anordnen). Alternativ werden eine Bodenwand, eine Abstützlage, gegebenenfalls das obere oder/und untere Batteriezellenkontaktierungssystem, und die Batteriezellenlage aufeinander angeordnet (Schritt Anordnen). Dann werden in einem weiteren Verfahrensschritt (Schritt Befüllen) Zwischenräume zwischen den einzelnen Lagen und den Batteriezellen mit einem flüssigen Schaumvorprodukt, insbesondere einem Zweikomponentengemisch oder einem Mehrkomponentengemisch, befüllt. In einem weiteren Verfahrensschritt (Schritt Schäumen) reagiert das Zweikomponentengemisch bzw. Mehrkomponentengemisch, d.h. das Schaumvorprodukt, nach dem Befüllvorgang und bildet ein geschäumtes Material, insbesondere Polyurethanschaum, so dass die Bodenwand, gegebenenfalls das obere oder/und untere Batteriezellenkontaktierungssystem, die Batteriezellenlage und gegebenenfalls die Abstützlage miteinander verklebt werden bzw. die Deckelwand, die Abstützlage, gegebenenfalls das obere oder/und untere Batteriezellenkontaktierungssystem, und die Batteriezellenlage miteinander verklebt werden.
Hierdurch kann eine Verklebung der einzelnen, in dem Schritt Anordnen beteiligten Lagen der Antriebsbatterie besonders einfach und in einem Arbeitsschritt erfolgen.
Beim Befüllen mit dem flüssigen Schaumvorprodukt ist die Bodenwand bzw. ist die Deckelwand dabei bevorzugt unten und gegebenenfalls das Batteriezellenkontaktierungssystem, die Batteriezellenlage und gegebenenfalls die Abstützlage sind entsprechend darauf gestapelt/angeordnet.
Hierdurch kann das flüssige Schaumvorprodukt durch eine Schwerkraft von oben nach unten fließen und wird hierdurch geeignet verteilt.
Das beschriebene Verfahren kann analog auf eine Fertigung aller hier beschriebenen Antriebsbatterien angewendet werden. Mit anderen Worten kann das Verfahren sowohl auf eine Antriebsbatterie mit einem oben angeordneten Batteriezellenkontaktierungssystem oder einem unten angeordneten Batteriezellenkontaktierungssystem oder einem auf beiden Seiten der Batteriezelle angeordneten Batteriezellenkontaktierungssystem angewendet werden. Ebenso kann das Verfahren auf Antriebsbatterien mit den unterschiedlichen hierin beschriebenen Wärmetauschersystemen an den Mantelfläche der Batteriezellen und/oder an den Stirnflächen verwirklicht werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können während des Schritts Schäumen die beteiligten Lagen miteinander, insbesondere überein entsprechendes Werkzeug, verpresst werden. Damit werden die Lagen durch den Schaum nicht voneinander weggedrückt und die Klebewirkung wird verbessert Es können Abstandhalter zwischen den Lagen, die entweder integral mit einer jeweiligen Lage ausgebildet sind oder getrennt von den Lagen ausgebildet sind, vorgesehen sein.
Hierdurch können vorgegebene Maße der Antriebsbatterie besser eingehalten werden. Die obere Klebstofflage und gegebenenfalls die unter Klebstofflage und gegebenenfalls die weitere Klebstofflage haben somit eine definierte Abmessung in Hochrichtung (z-Richtung im Fahrzeugkoordinatensystem) der Antriebsbatterie.
In einem weiteren bevorzugten Verfahrenschritt kann nach dem Schritt Schäumen die Bodenwand bzw. alternativ die Deckelwand durch beispielsweise eine weitere Klebstofflage, die dann bevorzugt kein geschäumtes Material ist, angebracht werden (Anbringen der Bodenwand bzw. der Deckelwand). Ebenso kann die Abstandslage, falls die Abstandslage nicht bereits im Schritt Anordnen angeordnet wurde, durch eine untere Klebstofflage, die dann bevorzugt kein geschäumtes Material ist, angebracht werden.
Ebenso kann die Bodenwand bzw. kann alternativ die Deckelwand bereits in dem Schritt Anordnen angeordnet werden. Mit anderen Worten werden alle Lagen der Antriebsbatterie einschließlich der Bodenwand und der Deckelwand in dem Schritt Anordnen aufeinander angeordnet. Danach wird der Schritt Schäumen durchgeführt. In dem Schritt Schäumen werden dabei vorteilhaft alle Lagen der Antriebsbatterie miteinander verspannt bzw. miteinander verpresst, so dass beim Schäumen die einzelnen Lagen nicht voneinander weggedrückt werden. Nachdem damit alle Lagen der Antriebsbatterie durch das Schäumen miteinander verklebt sind, ist danach kein weiterer Schritt zum Anbringen weiterer Lagen erforderlich.
Vorstehend aufgeführte Weiterbildungen der Erfindung können soweit möglich und sinnvoll beliebig miteinander kombiniert werden.
Es folgt eine Kurzbeschreibung der Figuren. Fig. 1 zeigt schematisch eine Schnittansicht einer Antriebsbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Perspektivansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Karosserie und einer Antriebsbatterie vor einer Montage des Antriebsbatterie an der Karosserie gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Schnittansicht des Kraftfahrzeugs mit der Karosserie und der montierten Antriebsbatterie gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 zeigt schematisch eine Perspektivansicht von unten des Kraftfahrzeugs mit der Karosserie ohne der Antriebsbatterie.
Fig. 5 zeigt schematisch eine Perspektivansicht von oben des Kraftfahrzeugs mit der Karosserie und der montierten Antriebsbatterie gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Es folgt eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren 1 bis 5.
In Figur 1 ist eine Antriebsbatterie 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer Schnittansicht sehr schematisch gezeigt. Die Antriebsbatterie 1 ist zur Montage an eine Karosserie eines Personenkraftfahrzeug ausgebildet. Der Antriebsbatterie 1 ist ein sogenannter Hochvoltspeicher zum Antrieb eines Elektroantriebsmotors des Personenkraftfahrzeugs. Die Antriebsbatterie 1 ist sandwichartig aus mehreren Lagen aufgebaut. Von oben beginnend hat die Antriebsbatterie 1 eine Deckelwand 35 als Teil eines Antriebsbatteriegehäuses 3. Die Deckelwand 35 ist über eine obere Klebstofflage 9 mit einer Oberseite einer Batteriezellenlage 5 flächig verbunden. Ferner ist eine Unterseite der Batteriezellenlage 5 über eine untere Klebstofflage 11 mit einer Abstützlage 7 flächig verbunden. Die Abstützlage 7 ist wiederum an ihrer Unterseite über eine weitere Klebstofflage 13 mit einer Bodenwand 33 des Antriebsbatteriegehäuses 3 verbunden.
Die Batteriezellenlage 5 besteht aus einer Vielzahl von Batteriezellen. Jede Batteriezelle 51 besteht wiederum aus einem Batteriezellengehäuse 53 aus Aluminium oder Stahl, in dem ein Zellwickel 55 aufgenommen ist. Die Batteriezellen 51 sind sogenannte Rundzeilen mit einer kreiszylindrischen Form. Die Batteriezellen 51 sind hochkant, d.h. vertikal, in der Batteriezellenlage 5 angeordnet, so dass sie mit ihren Mantelflächen aneinander angrenzen. Die oberen Stirnseiten der Batteriezellen 51 sind jeweils mit der Klebstofflage 9 und damit mit der Deckelwand 35 verbunden. Die unteren Stirnseiten der Batteriezellen 51 sind jeweils mit der Klebstofflage 11 und damit mit der Abstützlage 7 verbunden.
In der oberen Klebstofflage 9 ist ein nicht weiter dargestelltes Batteriezellenkontaktierungssystem eingebettet, das die Pole der Batteriezellen 51 geeignet miteinander verbindet. Der Klebstoff umgibt Leiterbahnen des Batteriezellenkontaktierungssystems. Beide Pole der Batteriezellen 51 befinden sich an der oberen Stirnseite der Batteriezellen 51.
An der unteren Stirnseite der Batteriezellen 51 sind Entgasungsöffnungen ausgebildet. Komplementär zu den Entgasungsöffnungen der Batteriezellen 51 sind Aussparungen bzw. Entgasungsräume in der Abstützlage 7 ausgebildet. Entsprechend hat auch die Klebstofflage 11 Aussparungen. Die Aussparungen sind geeignet über Entgasungskanäle miteinander verbunden, so dass aus einer Batteriezelle 51 entweichendes Gas über die Entgasungskanäle der Abstützlage 7 abgeführt werden kann.
Die Abstützlage 7 besteht aus einem geschäumten Polyurethan und ist deformierbar. Bei einer Bodenkollision der in das Kraftfahrzeug eingebauten Antriebsbatterie 1 wird dabei gegebenenfalls die Bodenwand 33 zusammen mit der Abstützlage 7 verformt und kann damit Kollisionsenergie durch Deformation zum Schutz der Batteriezellenlage 5. Die Klebstofflagen 9, 11, 13 des Ausführungsbeispiels können durch Polyurethanschaum ausgebildet sein.
In Figur 2 ist der Zustand vor einer Montage der Antriebsbatterie 1 an einer Karosserie 100 gezeigt. Die Karosserie 100 ist in Fig. 1 nicht vollständig dargestellt, sondern im Wesentlichen nur eine Bodengruppe 105 der Karosserie 100. Die Karosserie 100 bzw. die Bodengruppe 105 hat einen linken Seitenschweller 107 und einen rechten Seitenschweller 108, d.h. Längsträger. Antriebsbatterie 1 hat ein wie vorstehend beschriebenes Antriebsbatteriegehäuse 3, das über seine gesamte Erstreckung im Wesentlichen eine gleiche Flöhe aufweist - mit Ausnahme eines aufgesetzten Zusatzgehäuses im hinteren Bereich Antriebsbatterie 1. In dem Antriebsbatteriegehäuse 3 ist die Batteriezellenlage 5 untergebracht. In dem Zusatzgehäuse ist zum Beispiel eine Leistungselektrik untergebracht. Die Antriebsbatterie 1 wird von unten an der Bodengruppe 105 mittels Schraubverbindungen 121, 123 und gegebenenfalls zusätzlich durch Klebeverbindungen montiert.
In Figur 3 ist eine sehr schematische Schnittansicht entlang einer y-Richtung und einer z-Richtung der Karosserie 100 gezeigt. Der Schnitt verläuft durch eine Fahrgastzelle 109 des Kraftfahrzeugs. Unten Links und unten Rechts in der Fig. 2 sind die Seitenschweller 107, 108 dargestellt, an denen von unten das Antriebsbatteriegehäuse 3 mittels Schraubverbindungen 121 montiert ist. Insbesondere ist das Antriebsbatteriegehäuse 3 an seinem umlaufenden Flansch 34, 36 mit einer dazwischen angeordneten Dichtung 19 an der Bodengruppe 105 montiert. Ferner ist in der Schnittansicht ein Querträger 115, 116, 117, 118 der Bodengruppe 105 schematisch dargestellt. Das Antriebsenergiespeichergehäuse 3 ist mit dem Querträger 115, 116, 117, 118 mittels Schraubverbindungen 123 verbunden und zusätzlich verklebt.
Das montierte Antriebsenergiespeichergehäuse 3 bildet zumindest abschnittsweise einen Boden der Bodengruppe 105 aus und erstreckt sich über eine gesamte Breite der Bodengruppe 105 zwischen dem linken Seitenschweller 107 und dem rechten Seitenschweller 108. Durch die Dichtung 19 ist die Fahrgastzelle 109 nach unten hin dicht. Durch den sandwichartigen Aufbau der Antriebsbatterie 1 und der Verklebung der Lagen miteinander hat die Antriebsbatterie 1 eine hohe Biege- und Torsionssteifigkeit. Hierdurch kann die montierte Antriebsbatterie 1 mit der Bodengruppe 105 entsprechend Zusammenwirken, so dass das Kraftfahrzeug insgesamt eine höhere Biege- und Torsionssteifigkeit. Mit anderen Worten kann die Antriebsbatterie 1 durch den oben beschriebenen Aufbau besonders gut eine Karosseriestrukturfunktion übernehmen.
In Figur 4 ist lediglich die Bodengruppe 105 ohne die Antriebsbatterie 1 in einer Perspektivansicht von unten gezeigt. Wie in Figur 4 gezeigt ist, hat die Bodengruppe 105 hinter vorderen Radhäusern bzw. hinter einer Vorderachse eine vordere Querträgerstruktur 111 mit einer sogenannten vorderen Stirnwand, die die Fahrgastzelle nach vorne hin zu einem Fahrzeugvorderwagen begrenzt und vordere Enden der Seitenschweller 107 und 108 miteinander verbindet. Ferner hat die Bodenbaugruppe 105 vor hinteren Radhäusern bzw. vor einer Hinterachse eine hintere Querträgerstruktur 113, die hintere Enden der Seitenschweller 107 und 108 miteinander verbindet und die im Bereich einer nicht dargestellten hinteren Rücksitzbank, die eine zweiten Sitzreihe des Kraftfahrzeugs bildet, angeordnet ist. Die Bodengruppe 105 weist ferner zwischen der vorderen Querträgerstruktur 111 und der hinteren Querträgerstruktur 113 weitere Querträger, wie die Sitzquerträger 115, 116, 117 im Bereich einer vorderen Sitzreihe und einer B-Säule der Karosserie 100 auf. Im Bereich der hinteren Sitzreihe ist ein Fersenblechquerträger 118, der ebenfalls einen weiteren Querträger bildet, angeordnet. Alle Querträger 115, 116, 117, 118 verlaufen zwischen dem linken Seitenschweller 107 und dem rechten Seitenschweller 108 und sind mit diesen verbunden. Der Bereich zwischen den Seitenschwellern 107 und 108 sowie den jeweiligen Querträgerstrukturen 111 und 113 bzw. den weiteren Querträger 115, 116, 117, 118 ist offen. Die Bodengruppe 105 ist ohne Bodenblech zwischen diesen Trägern ausgebildet.
In Figur 5 ist die Bodengruppe 105 mit der montierten Antriebsbatterie 1 in einer Perspektivansicht von schräg oben gezeigt. Die schraffierten Flächen zwischen den Seitenschwellern 107 und 108 sowie der vorderen Querträgerträgerstruktur 111 und der hinteren Querträgerstruktur 113 der Bodengruppe 105 zeigen eine Oberseite der Antriebsbatterie 1 , insbesondere des Antriebsbatteriegehäuses 3 und des Zusatzgehäuses 37, in den offenen Bereichen zwischen den jeweiligen Trägern der Bodengruppe 105. Die Oberseite der Antriebsbatterie 1 bildet in den schraffierten Bereichen einen Boden der Fahrgastzelle 109 und ersetzt somit ein herkömmliches Bodenblech. Wie ferner in Figur 5 zu sehen ist, erstreckt sich der Antriebsbatterie 1 von einer vorderen Querträgerstruktur 111 mit einer Stirnwand bis zu einer hinteren Querträgerstruktur 113, die hintere Enden der Seitenschweller 107 und 108 miteinander verbindet, d.h. bis zu einem hinteren Radhaus der Bodengruppe 105 unterhalb einer Rücksitzbank, die die zweite Sitzreihe bildet.
Insgesamt liegt ein Montagedichtflansch 36 des Antriebsbatteriegehäuses 3 ringsum umlaufend dichtend an den entsprechenden Bestandteilen der Bodengruppe 105 an, so dass das Antriebsbatteriegehäuses 3 und die Bodengruppe 105 zusammenwirkend einen fluiddichten Boden der Fahrgastzelle 109 des Kraftfahrzeugs ausbilden. Der umlaufende Montagedichtflansch 36 befindet sich in diesem Ausführungsbeispiel in einer Dichtebene.
Die Bodengruppe 105 hat im Vergleich zu einer herkömmlichen Bodengruppe einer Karosserie kein Bodenblech und damit Freiräume zwischen den benachbarten Querträgern/Querträgerstrukturen. Diese Freiräume sind durch das Antriebsbatteriegehäuse 3 bzw. das Zusatzgehäuse 37 verschlossen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind 65% der Bodengruppe 105 zwischen der vorderen Querträgerstruktur 111 und dem Fersenblechträger 118 ohne das Antriebsbatteriegehäuse 3 zwischen den Seitenschwellern 107, 108 und den Querträgerstrukturen 111 und 113 nach unten hin offen.
Die Antriebsbatterie 1 weist zusätzlich zu dem Antriebsbatteriegehäuse 3 das Zusatzgehäuse 37 auf, das im hinteren Bereich des Antriebsbatteriegehäuse 3, im Bereich unter der Rücksitzbank, also hinter dem Fersenblechquerträger 118, auf das Antriebsbatteriegehäuse 3 aufgesetzt ist. In dem Zusatzgehäuse 37 sind Elektrik- und Elektronikkomponenten der Antriebsbatterie 1 untergebracht, wie beispielsweise eine Leistungselektronik. Das Zusatzgehäuse 37 ragt in den Zwischenraum zwischen dem Fersenblechquerträger 118 und der hinteren Querträgerstruktur 113 hinein. Eine Oberseite des Antriebsbatteriegehäuse 3 ist im Wesentlichen eben ausgebildet. Wie in Figur 3 zu erkennen ist, ist es aus einem Gehäuseunterteil 33 und einem Gehäuseoberteil 35 ausgebildet, wobei das Gehäuseunterteil 33 einen Gehäuseunterteilflansch 34 und das Gehäuseoberteil 35 einen Gehäuseoberteilflansch 36 aufweist, wobei Gehäuseunterteil 33 und das Gehäuseoberteil 35 über den Gehäuseunterteilflansch 34 und den Gehäuseoberteilflansch 36 miteinander verbunden sind, und wobei der Gehäuseoberteilflansch 36 zur Montage des Antriebsbatteriegehäuses 33 an der Bodengruppe 105 ausgebildet ist. Zwischen dem Gehäuseoberteilflansch 36 und dem Gehäuseunterteilflansch 34 ist eine Dichtung 37 angeordnet. Ferner ist zwischen dem Gehäuseoberteilflansch 36 und der Bodenbaugruppe 105 die Dichtung 19 angeordnet.
Das Antriebsbatteriegehäuse 3 ist über die Schraubverbindungen 21 über den Montagedichtflansch 34, 36 mit der Bodengruppe 105 verbunden. Ferner ist das Antriebsenergiespeichergehäuse 3 bzw. das Gehäuseoberteil 35 mit den Querträgern 115, 116, 117, 118 über die Schraubverbindungen 23 verbunden.

Claims

Patentansprüche
1. Antriebsbatterie (1 ) für ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsbatteriegehäuse (3), das ein Deckelwand (35) und eine Bodenwand (33) aufweist, wobei in dem Antriebsbatteriegehäuse (3) eine Batteriezellenlage (5) mit einer Vielzahl von vertikal und nebeneinander angeordneten Batteriezellen (51) und eine Abstützlage (7) angeordnet sind, wobei die Batteriezellenlage (5) mittels einer oberen Klebstofflage (9) mit der Deckelwand (35) und mittels einer unteren Klebstofflage (11) mit der Abstützlage (7), insbesondere großflächig, verklebt ist, wobei die Abstützlage (7) ferner mittels einer weiteren Klebstofflage (13) mit der Bodenwand (33) verklebt ist.
2. Antriebsbatterie nach Patentanspruch 1 , wobei die Batteriezellenlage (5) aus einer Vielzahl von Batteriezellen (51) ausgebildet ist, wobei jede Batteriezelle (51) aus einem Batteriezellengehäuse (53), in dem ein Zellwickel (55) aufgenommen ist, besteht, wobei jeweils eine obere Stirnseite (57) des Batteriezellengehäuse (53) mit der Deckelwand (35) verklebt ist, und wobei jeweils eine untere Stirnseite (58) der Batteriezellengehäuse (53) mit der Abstützlage (7) verklebt ist.
3. Antriebsbatterie nach Patentanspruch 1 , wobei die Batteriezellenlage aus einer Mehrkammerstruktur mit einer Vielzahl von vertikalen Kammern ausgebildet ist, in denen jeweils ein oder mehrere Zellwickel aufgenommen sind, wobei eine obere Stirnseite der Mehrkammerstruktur mit der Deckelwand verklebt ist, und wobei eine untere Stirnseite der Mehrkammerstruktur mit der Abstützlage verklebt ist.
4. Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, ferner mit einem Batteriezellenkontaktierungssystem, das in die obere Klebstofflage (9) und/oder in die untere Klebstofflage (11) eingebettet ist.
5. Antriebsbatterie nach Patentanspruch 4, wobei das Batteriezellenkontaktierungssystem mit beiden Kontaktierungspolen in die obere Klebstofflage (9) eingebettet ist.
6. Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, wobei in jeder Batteriezelle (51) in der der Abstützlage (7) zugewandten Seite eine Entgasungsöffnung ausgebildet ist.
7. Antriebsbatterie nach Patentanspruch 6, wobei in der Abstützlage (7) jeweils im Bereich der Entgasungsöffnungen der Batteriezellen (51) eine Aussparung vorgesehen ist, und wobei insbesondere benachbarte Aussparungen durch Entgasungskanäle miteinander verbunden sind.
8. Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, wobei die Abstützlage (7) aus einem geschäumten Material, insbesondere einem geschäumten Kunststoff, beispielsweise geschäumten Polyurethan, ausgebildet ist.
9. Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, wobei die Deckelwand (35) als Wärmetauscher zur Temperierung der Batteriezellenlage (5) ausgebildet ist.
10. Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, wobei die Abstützlage (7) als Wärmetauscher zur Temperierung der Batteriezellenlage (5) ausgebildet ist.
11. Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, wobei zwischen den Batteriezellen (51) Wärmetauschvorrichtungen vorgesehen sind bzw. wobei an Mantelflächen der Batteriezellen (51) Wärmetauschvorrichtungen vorgesehen sind.
12. Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 11 , wobei die Deckelwand (35) und die Bodenwand (33) durch eine Flanschverbindung (34, 36) miteinander verbunden sind, und somit insbesondere ein fluiddichtes Antriebsbatteriegehäuse (3) ausbilden.
13. Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 12, wobei die Bodenwand (33), insbesondere innenseitig, mit einer Hitzeschutzlage, insbesondere einer Glimmerplatte, versehen ist.
14. Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 13, wobei die Bodenwand (33) und/oder die Deckelwand (35), insbesondere innenseitig, mit einer Elektroisolationslage versehen sind.
15. Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 14, wobei Bodenwand (33) und/oder die Deckelwand (35) aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung oder einem Stahlwerkstoff oder einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet sind.
16. Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 15, wobei die Antriebsbatterie (1) zur Montage an einer Bodengruppe (105) einer Karosserie des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, wobei die Bodengruppe (105) einen linken Längsträger (107) und einem rechten Längsträger (108) aufweist, wobei die Antriebsbatterie (1) bzw. das Antriebsbatteriegehäuse (3) von unten an der Bodengruppe (105) montiert ist, wobei die Deckelwand (35) zumindest abschnittsweise einen Boden der Bodengruppe (105) ausbildet.
17. Kraftfahrzeug mit einer Karosserie und mit einer Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 16.
18. Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 17, wobei die Karosserie eine Bodengruppe (105) mit einem linken Längsträger (107) und einem rechten Längsträger (108) aufweist, wobei die Antriebsbatterie (1) von unten an der Bodengruppe (5) montiert ist, und wobei die montierte die Antriebsbatterie (1) zumindest abschnittsweise einen Boden der Bodengruppe (105) ausbildet.
19. Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 17 oder 18, wobei die Antriebsbatterie (1) und die Bodengruppe (105) zusammenwirkend einen fluiddichten Boden einer Fahrgastzelle (109) des Kraftfahrzeugs ausbilden, wobei insbesondere nur durch die Zusammenwirkung der Antriebsbatterie (1) und der Bodengruppe (105) eine Fluiddichtigkeit der Fahrgastzelle (109) erfolgt.
20. Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 17 bis 19, wobei die Antriebsbatterie (1) derart ausgeführt und mit der Bodengruppe (105) verbunden ist, dass die Antriebsbatterie (1) eine Karosseriesteifigkeit für einen Fährbetrieb des Kraftfahrzeugs erhöht und dass die Antriebsbatterie (1) eine Karosseriefestigkeit für einen Kollisionslastfall des Kraftfahrzeugs erhöht.
21. Verfahren zum Fierstellen der Antriebsbatterie für das Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 16, mit den Schritten
Anordnen der Deckelwand, gegebenenfalls eines Batteriezellenkontaktierungssystems und der Batteriezellenlage aufeinander, Befüllen von Zwischenräumen zwischen den einzelnen Lagen und den Batteriezellen mit einem flüssigen Schaumvorprodukt, insbesondere einem Zweikomponentengemisch oder einem Mehrkomponentengemisch,
Schäumen durch Reaktion des Schaumvorprodukts nach dem Befüllvorgang und damit Ausbilden eines geschäumten Materials, das die Deckelwand, gegebenenfalls das Batteriezellenkontaktierungssystem, und die Batteriezellenlage miteinander verklebt.
22. Verfahren nach Patentanspruch 21 , wobei zusätzlich in dem Schritt Anordnen eine Abstützlage angeordnet wird oder wobei nach dem Schritt Schäumen die Abstützlage mit der Batteriezellenlage verklebt wird.
23. Verfahren nach Patentanspruch 21 oder 22, wobei zusätzlich in dem Schritt Anordnen die Bodenwand angeordnet wird oder wobei nach dem Schritt Schäumen die Bodenwand mit der Abstützlage verklebt wird.
24. Verfahren zum Fierstellen der Antriebsbatterie für das Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 15, mit den Schritten
Anordnen der Bodenwand, der Abstützlage, der Batteriezellenlage und gegebenenfalls eines Batteriezellenkontaktierungssystems aufeinander, Befüllen von Zwischenräumen zwischen den einzelnen Lagen und den Batteriezellen mit einem flüssigen Schaumvorprodukt, insbesondere einem Zweikomponentengemisch oder einem Mehrkomponentengemisch,
Schäumen durch Reaktion des Schaumvorprodukts nach dem Schritt Befüllen und damit Ausbilden eines geschäumten Materials, das die Bodenwand, die Abstützlage, gegebenenfalls das Batteriezellenkontaktierungssystem, und die Batteriezellenlage miteinander verklebt.
25. Verfahren nach Patentanspruch 24, wobei zusätzlich in dem Schritt Anordnen eine Deckelwand angeordnet wird oder wobei nach dem Schritt Schäumen die Bodenwand mit der Abstützlage verklebt wird.
26. Verfahren nach einem der Patentansprüche 21 bis 25, wobei während des Schritts Schäumen die beteiligten Lagen miteinander, insbesondere über ein entsprechendes Werkzeug, verpresst bzw. verspannt werden.
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