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Die Erfindung betrifft einen Batteriekasten für eine Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs gemäß dem Obergriff des Anspruchs 1.
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Eine Traktionsbatterie stellt bei der Anbindung in ein Elektro- oder Hybridfahrzeug aufgrund eines hohen Eigengewichts und hohen Abmessungen eine Herausforderung dar. Üblicherweise stehen in einem Fahrzeug kein ausreichender Bauraum sowie keine normgerechte Schutzstruktur - beispielsweise zur Minimierung der Intrusionsgefahr bei einem Unfall - zur Verfügung. Bei der Anbindung der Traktionsbatterie in die bestehende Fahrzeugstruktur muss daher mit aufwändigen und teuren Maßnahmen sowie mit einem Bauraumverlust gerechnet werden.
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Aus dem Stand der Technik sind einige Konzepte und Lösungen zur Anbindung einer Traktionsbatterie in ein Fahrzeug bekannt. So kann die Traktionsbatterie beispielsweise mit einem Gehäuse an dem Fahrzeug festgelegt und anschließend mit einer externen Kühlung und einer elektrischen Leitung verbunden werden. Eine derartige Lösung erfordert einen hohen Bauraum und die tragenden Strukturen des Fahrzeugs werden durch die Traktionsbatterie und das Gehäuse im Wesentlichen unnötig verdoppelt. Eine weitere Möglichkeit ist in
DE 10 2013 218 038 A1 beschrieben. Hier wird ein Batteriekasten für die Traktionsbatterie vorgeschlagen, in dem einzelne Batteriezellen der Traktionsbatterie angeordnet werden. Mit einer Kühlung sowie mit einer elektrischen Leitung werden die einzelnen Batteriezellen ebenfalls extern verbunden. Zudem müssen hier die einzelnen Bauteile des Batteriekastens sehr stabil und teilweise schwer ausgeführt werden, um das Eigengewicht der Traktionsbatterie tragen zu können.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen gattungsgemäßen Batteriekasten derart zu verbessern, dass eine Anbindung einer Traktionsbatterie in ein Elektro- oder Hybridfahrzeug möglich wird; dass die Festigkeit des Batteriekastens erhöht wird und dass das Eigengewicht des Batteriekastens reduziert wird. Des Weiteren soll die Funktionsintegration durch ein Einbinden von leitungsführenden Elementen für eine Fluidführung und für eine elektrische Leitungsführung erhöht werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Festigkeit und die Modularität eines gattungsgemäßen Batteriekastens für eine Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs zu erhöhen und dabei das Eigengewicht des Batteriekastens zu reduzieren. Der Batteriekasten weist dabei mehrere Streben auf, die beidseitig an jeweils einem Knotenelement festgelegt sind und eine Fachwerkstruktur mit wenigstens einem Aufnahmeraum für ein Batteriemodul bilden. Erfindungsgemäß sind die Streben und die Knotenelemente als Hohlprofile ausgebildet.
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Durch die hohlprofilartigen Streben und die hohlprofilartigen Knotenelemente kann das Eigengewicht des Batteriekastens erheblich reduziert und die Festigkeit des Batteriekastens vorteilhaft erhöht werden. Der erfindungsgemäße Batteriekasten ermöglicht eine Anbindung des Batteriekastens in die bestehende Fahrzeugstruktur ohne aufwändige und teure Maßnahmen und weist einen reduzierten Bauraumbedarf auf. Der erfindungsgemäße Batteriekasten kann ferner zum Aussteifen einer bestehenden Fahrzeugstruktur verwendet werden, wodurch das Eigengewicht der bestehenden Fahrzeugstruktur vorteilhaft reduziert werden kann.
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Die einzelnen Streben und die einzelnen Knotenelemente können dabei voneinander abweichend ausgestaltet sein, um den Batteriekasten an das Gewicht und die Abmessungen der einzelnen in dem Batteriekasten festlegbaren und eventuell voneinander abweichenden Batteriemodule anpassen zu können. Zudem können die Streben und die Knotenelemente derart ausgestaltet sein, dass ein seitliches Abstützen des in dem Batteriekasten festlegbaren Batteriemoduls in dem jeweiligen Aufnahmeraum möglich ist. Die Knotenelemente können sowohl an die Fahrzeugstruktur - also an die Rohkarosserie - angebunden als auch ein Teil der Fahrzeugstruktur - also der Rohkarosserie - sein. Die Knotenelemente ermöglichen ein Aufnehmen der mehreren Streben zum Aufbau des Batteriekastens. Zur Anbindung des Batteriekastens an die Fahrzeugstruktur können an den jeweiligen Knotenelementen Befestigungselemente vorgesehen sein, durch die der Batteriekasten an der Fahrzeugstruktur - also an der Rohkarosserie - kraft- oder formschlüssig lösbar oder jedoch stoffschlüssig und unlösbar festgelegt werden kann.
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Der erfindungsgemäße Batteriekasten kann sowohl einen Aufnahmeraum als auch mehrere Aufnahmeräume für die einzelnen in dem Batteriekasten festlegbaren Batteriemodule aufweisen, wobei die jeweiligen Aufnahmeräume bevorzugt quaderförmig sind. Die in den Aufnahmeräumen festlegbaren Batteriemodule können dann platzsparend nebeneinander und/oder übereinander gelagert werden und der erfindungsgemäße Batteriekasten kann an den zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst werden. So können beispielsweise acht einzelne Batteriemodule einen 2x2x2 oder einen 4x2x1 geformten Batteriekasten bilden. Die minimale Anzahl der Aufnahmeräume in dem erfindungsgemäßen Batteriekasten beträgt dabei eins. Vorteilhafterweise können die einzelnen Knotenelemente voneinander unterschiedlich sein und an dem einzelnen Knotenelement je nach der Ausgestaltung des Batteriekastens zwei bis sechs Streben - bevorzugt unter einem Winkel von 90° oder 180° zueinander - festgelegt werden. Die Länge der Streben kann ebenfalls unterschiedlich sein, um quaderförmige Aufnahmeräume in dem Batteriekasten aufbauen zu können. Vorteilhafterweise sind die einzelnen Aufnahmeräume durch die jeweiligen Streben und Knotenelemente voneinander getrennt und folglich die jeweiligen in den Aufnahmeräumen festlegbaren Batteriemodule einzeln geschützt. Die Intrusionsgefahr kann dadurch erheblich reduziert werden.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass das jeweilige Hohlprofil eine Außenumwandung aufweist, die einen Innenraum des jeweiligen Hohlprofils begrenzt. Alternativ kann das jeweilige Hohlprofil die Außenumwandung und eine Innenumwandung aufweisen, wobei der äußere Innenraum zwischen der Außenumwandung und der Innenumwandung liegt und der Innenraum durch die Innenumwandung begrenzt ist. Die Außenumwandung des jeweiligen Hohlprofils kann dabei einen kreisrunden, ovalen, viereckigen, U-förmigen, L-förmigen oder T-förmigen Querschnitt aufweisen. Bei einem Hohlprofil mit einer Innenumwandung ist diese bevorzugt derart in der Außenumwandung angeordnet, dass der äußere Innenraum zumindest bereichsweise eine gleichmäßige Dicke aufweist. Der Querschnitt des Hohlprofils kann je nach dem Anwendungs- und Belastungsfall angepasst werden. Bein einer besonders bevorzugten Ausführung des Hohlprofils weist die Außenumwandung des Hohlprofils einen kreisrunden Querschnitt auf und die Innenumwandung ist konzentrisch zu der Außenumwandung angeordnet.
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Zum Festlegen der jeweiligen Streben an den jeweiligen Knotenelementen ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das jeweilige Knotenelement eine erste Verbindungskontur und die jeweilige Strebe eine der ersten Verbindungskontur komplementäre zweite Verbindungskontur aufweisen. Durch die erste Verbindungskontur und die zweite Verbindungskontur ist dabei die Strebe an dem jeweiligen Knotenelement formschlüssig festgelegt. Die erste Verbindungskontur und die zweite Verbindungskontur sind komplementär ausgestaltet und können beispielsweise durch eine Nut-Feder-Verbindung realisiert sein. Um mehrere Streben an dem jeweiligen Knotenelement festlegen zu können, weist das einzelne Knotenelement zweckgemäß zwei bis sechs der ersten Verbindungskonturen für die jeweiligen zweiten Verbindungskonturen der Streben auf. Bei dem Batteriekasten mit den quaderförmigen Aufnahmeräumen sind die jeweiligen ersten Verbindungskonturen zweckgemäß unter einem Winkel von 90° oder 180° zueinander angeordnet. Durch eine derartige Ausgestaltung der jeweiligen Streben und der jeweiligen Knotenelemente kann der Batteriekasten schnell und modular auf- und abgebaut werden. Sowohl die Montage als auch die Wartung der in dem Batteriekasten festlegbaren Batteriemodule können erheblich vereinfacht werden. Zudem wird dadurch die Festigkeit des Batteriekastens erhöht.
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Um die Festigkeit des Batteriekastens weiter zu erhöhen, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die jeweilige Strebe an dem zugehörigen Knotenelement stoffschlüssig festgelegt ist. Bevorzugt ist die jeweilige Strebe an dem zugehörigen Knotenelement durch ein Schweißen oder durch ein Löten oder durch ein mechanisches Verpressen festgelegt. Durch das stoffschlüssige Festlegen kann die Dauerfestigkeit des Batteriekastens erheblich erhöht werden. Alternativ kann die jeweilige Strebe an dem zugehörigen Knotenelement auch durch ein Kleben festgelegt werden, um neben dem stoffschlüssigen Verbinden auch eine galvanische Trennung der einzelnen Streben und der einzelnen Knotenelemente voneinander zu ermöglichen sowie eine Korrosion an der Verbindungsstelle der jeweiligen Strebe und dem jeweiligen Knotenelement zu verhindern.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Batteriekastens ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass in dem Innenraum des jeweiligen Knotenelements wenigstens ein Fluidleitungsknoten und in dem Innenraum der jeweiligen Strebe wenigstens eine Fluidleitung festgelegt sind, wobei der jeweilige Fluidleitungsknoten und die zugehörige Fluidleitung fluidisch miteinander verbunden sind. Die jeweiligen Fluidleitungsknoten und die zugehörigen Fluidleitungen können fluidisch mit einer externen Kühlung verbunden werden, so dass ein Kühlmittel durch die jeweiligen Fluidleitungsknoten und die zugehörigen Fluidleitungen zu den einzelnen Aufnahmeräumen und zu einzelnen Kühlvorrichtungen der in den Aufnahmeräumen festlegbaren Batteriemodulen zugeleitet werden kann. Die Fluidleitungsknoten und die Fluidleitungen sind dabei in den jeweiligen Innenräumen der hohlprofilartigen Knotenelemente und der hohlprofilartigen Streben angeordnet, so dass der Batteriekasten platzsparend aufgebaut ist und zudem die Fluidleitungsknoten und die Fluidleitungen von mechanischen Schäden geschützt sind. Ferner werden dadurch die Montage und die Wartung des in dem Aufnahmeraum festlegbaren Batteriemoduls vereinfacht.
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Zum Festlegen der jeweiligen Fluidleitungsknoten und der zugehörigen Fluidleitungen aneinander ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der jeweilige Fluidleitungsknoten und die zugehörige Fluidleitung zueinander komplementäre Einsteckkonturen aufweisen, durch die die Fluidleitung und der Fluidleitungsknoten formschlüssig und fluidisch leitend aneinander festgelegt sind. Die zueinander komplementären Einsteckkonturen können beispielsweise als eine Nut-Feder-Verbindung realisiert werden. Um eine Leckage des Kühlmittels zwischen den Fluidleitungsknoten und den Fluidleitungen zu verhindern, können diese auch abgedichtet werden. So können beispielsweise die kreisrunden Fluidleitungen durch O-förmige Dichtungsringe abgedichtet sein. Der Fluidleitungsknoten kann zweckgemäß zwei bis sechs der entsprechenden Eisteckkonturen aufweisen, um auch mehrere Fluidleitungen an dem Fluidleitungsknoten festlegen zu können. Bei den quaderförmigen Aufnahmeräumen weisen die Einsteckkonturen auf dem Fluidleitungsknoten einen Winkel von 90° oder 180° zueinander auf. Durch die einander komplementären Einsteckkonturen kann der Batteriekasten mit den bereits integrierten Fluidleitungsknoten und den bereits integrierten Fluidleitungen schnell und aufwandreduziert aufgebaut werden.
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Vorteilhafterweise ist ferner vorgesehen, dass der jeweilige Fluidleitungsknoten und die zugehörige Fluidleitung fluidisch leitend und stoffschlüssig, bevorzugt durch ein Schweißen oder durch ein Löten oder durch ein Kleben oder durch ein mechanisches Verpressen, aneinander festgelegt sind. Durch ein stoffschlüssiges Festlegen der zugehörigen Fluidleitung an dem jeweiligen Fluidleitungsknoten wird eine Dauerfestigkeit des Batteriekastens vorteilhafterweise erhöht. Zudem kann auch eine Leckage des Kühlmittels vorteilhaft verhindert werden.
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Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Batteriekastens ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass in dem Innenraum des jeweiligen Knotenelements wenigstens ein elektrischer Leitungsknoten und in dem Innenraum der jeweiligen Strebe wenigstens eine elektrische Leitung festgelegt sind. Dabei sind der jeweilige elektrische Leitungsknoten und die zugehörigen elektrischen Leitungen stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig und elektrisch leitend miteinander verbunden. Das formschlüssige Festlegen der elektrischen Leitung an dem elektrischen Leitungsknoten kann beispielsweise durch eine Stecker-Buchse-Verbindung oder auch ähnlich realisiert werden. Das stoffschlüssige Festlegen kann beispielsweise durch ein Löten oder ein Schweißen oder ein Kleben und das kraftschlüssige Festlegen beispielsweise durch eine Schraubenverbindung erfolgen. Durch das Anordnen der elektrischen Leitungsknoten in den Knotenelementen und der elektrischen Leitungen in den Streben kann der Batteriekasten kompakt und schnell aufgebaut werden. Zudem werden die jeweiligen elektrischen Leitungen und die jeweiligen elektrischen Leitungsknoten von mechanischen Schäden vorteilhafterweise geschützt. Durch die jeweiligen elektrischen Leitungen und die jeweiligen elektrischen Leitungsknoten können die einzelnen in den jeweiligen Aufnahmeräumen festlegbaren Batteriemodule untereinander verschaltet und in das Batteriehochvoltnetz des Fahrzeugs aufwandreduziert angebunden werden.
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Um die Festigkeit des Batteriekastens zu erhöhen, ist ferner vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Innenraum oder der äußere Innenraum des jeweiligen Knotenelements und/oder der Innenraum oder der äußere Innenraum der jeweiligen Strebe mit einer Strukturfüllung gefüllt sind. Dabei ist vorgesehen, dass die Strukturfüllung aus einem metallischen oder harzbasierten oder kunststoffbasierten Schaum oder alternativ aus einem metallischen oder kunststoffbasierten Ausguss besteht. Die Strukturfüllung kann dabei beispielsweise bei dem Aufbau des Batteriekastens vorappliziert sein und durch ein Erhitzen zu einem Schaum temperiert werden. So kann die Strukturfüllung beispielsweise in Form eines kugelförmigen Materials die jeweiligen Innenräume der Streben und der Knotenelemente ausfüllen und anschließend thermisch zu einem Schaum expandiert werden. Durch die Strukturfüllung werden die jeweiligen Streben und die jeweiligen Knotenelemente verstärkt, so dass die Festigkeit des Batteriekastens erhöht wird und eine höhere Energiemenge - beispielsweise bei einem Unfall - absorbiert werden kann. Zudem können die Abmessungen der jeweiligen Streben und der jeweiligen Knotenelemente ohne einen Verlust der Festigkeit reduziert werden und der Batteriekasten kompakter ausgestaltet werden. Durch die Strukturfüllung können auch die Fluidleitungen und die elektrischen Leitungen in den jeweiligen Streben sowie die Fluidleitungsknoten und die elektrischen Leitungsknoten in den jeweiligen Knotenelementen vorteilhaft festgelegt und ein Lösen der Verbindungen zwischen denen verhindert werden.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass das jeweilige Knotenelement und/oder die jeweilige Strebe aus einem Metall oder aus einem Kunststoff bestehen. Bei Metallen sind dabei Stahl oder Aluminium und bei Kunststoffen sind ein faserverstärkter Kunststoff oder Polyamid bevorzugt. Der faserverstärkte Kunststoff kann beispielsweise ein glasfaserverstärkter oder ein kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff sein. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Streben und der Knotenelemente kann die Festigkeit des Batteriekastens deutlich erhöht werden und insbesondere bei den Streben und den Knotenelementen aus einem Kunststoff auch das Eigengewicht des Batteriekastens reduziert werden.
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Bei der Weiterbildung des Knotenelement ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das jeweilige Knotenelement mittels einer Gusstechnik, bevorzugt mittels eines Spritzgusses, oder mittels eines Druckverfahrens hergestellt ist. Unter dem Druckverfahren sind dabei dreidimensionale Fertigungstechniken wie beispielsweise ein Lasersintern, ein selektives Laserschmelzen oder auch ein dreidimensionales Drucken umfasst. Bei einer derartigen Fertigung des Knotenelements sind vielfältige Formen aufwandreduziert und kostengünstig realisierbar. Vorgesehen ist ferner, dass die jeweilige Strebe mittels einer Walztechnik oder mittels einer Extrusion hergestellt ist, wodurch die Herstellungskosten sowie der Fertigungsaufwand vorteilhaft reduziert werden können.
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Vorteilhafterweise kann der Batteriekasten wenigstens ein Batteriemodul aufweisen, das in dem wenigstens einen Aufnahmeraum angeordnet ist. Um die Batteriemodule zu schützen, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Batteriekasten ein Gehäuse aufweist, in dem die Fachwerkstruktur des Batteriekastens form- oder kraftschlüssig festgelegt ist. Das Eigengewicht der Batteriemodule wird dabei durch die Fachwerkstruktur getragen, so dass das Gehäuse beispielsweise aus einem Kunststoff bestehen und lediglich eine Deckfunktion übernehmen kann. Durch das Gehäuse können die Batteriemodule in dem Batteriekasten von Verschmutzungen geschützt werden. In dem Gehäuse können auch weitere Strukturen wie fluidische und/oder elektrische und/oder datenübertragende Anbindungsstellen angeordnet sein, die eine Anbindung des Batteriekastens an externe Komponenten, wie beispielsweise an eine externe Kühlung, ermöglichen.
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Insgesamt kann in dem erfindungsgemäßen Batteriekasten durch die hohlprofilartigen Streben und Knotenelemente das Eigengewicht des Batteriekastens erheblich reduziert und die Festigkeit des Batteriekastens vorteilhaft erhöht werden. Ferner kann der erfindungsgemäße Batteriekasten in die bestehende Fahrzeugstruktur ohne aufwändige und teure Maßnahmen bauraumsparend angebunden und vorteilhafterweise auch zum Aussteifen der Fahrzeugstruktur verwendet werden.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Batteriekastens;
- 2 eine Schnittansicht einer Verbindungsstelle zwischen einem Knotenelement und einer Strebe eines erfindungsgemäßen Batteriekastens;
- 3 bis 6 Schnittansichten unterschiedlich ausgestalteten Hohlprofilen;
- 7 eine Ansicht eines Knotenelements mit einem Leitungsknoten und mit einem Fluidleitungsknoten.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Batteriekastens 1 mit mehreren Knotenelementen 2 und mit mehreren Streben 3 auf. Die jeweiligen Streben 3 sind beidseitig an jeweils einem Knotenelement 2 festgelegt und bilden eine Fachwerkstruktur mit mehreren Aufnahmeräumen 4 für jeweils ein Batteriemodul - hier nicht gezeigt. Die jeweiligen Streben 3 und das jeweilige Knotenelement 2 können beispielsweise aus einem Metall oder aus einem Kunststoff bestehen. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Batteriekasten 1 vier Aufnahmeräume 4 auf und ist beliebig erweiterbar. Die jeweiligen Knotenelemente 2 sind dabei unterschiedlich ausgestaltet und an einem einzelnen Knotenelement 2 ist eine unterschiedliche Anzahl der Streben 3 festlegt. Die Knotenelemente 2 und die Streben 3 sind dabei als Hohlprofile 5 ausgebildet. Durch die Knotenelemente 2 und die Streben 3 in Form der Hohlprofilen 5 kann das Eigengewicht des Batteriekastens 1 erheblich reduziert und die Festigkeit des Batteriekastens 1 vorteilhaft erhöht werden.
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2 zeigt eine teilweise Schnittansicht einer Verbindungsstelle zwischen einem der Knotenelemente 2 und einer der Streben 3. Das Knotenelement 2 und die Strebe 3 sind jeweils in Form des Hohlprofils 5 mit einem Innenraum 6a ausgebildet, wobei der jeweilige Innenraum 6a durch jeweils eine Außenumwandung 7 des jeweiligen Hohlprofils 5 begrenzt ist. Das Knotenelement 2 weist eine erste Verbindungskontur 8a und die Strebe 3 weist eine der ersten Verbindungskontur 8a komplementäre zweite Verbindungskontur 8b auf. Durch die erste Verbindungskontur 8a und die zweite Verbindungskontur 8b ist die Strebe 3 an dem Knotenelement 2 formschlüssig festgelegt, wobei der Innenraum 6a des Knotenelements 2 in den Innenraum 6a der Strebe 3 übergeht. Die erste Verbindungskontur 8a und die zweite Verbindungskontur 8b sind komplementär ausgestaltet und sind in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Nut-Feder-Verbindung realisiert. Zum Erhöhen der Festigkeit des Batteriekastens 1 ist die Strebe 3 an dem Knotenelement 2 zusätzlich stoffschlüssig durch eine Klebeschicht 9 festgelegt.
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In 3 bis 6 sind Schnittansichten der unterschiedlich ausgestalteten Hohlprofile 5 gezeigt. In 3 weist das Hohlprofil 5 einen U-förmigen Querschnitt auf und der Innenraum 6a des Hohlprofils 5 ist durch die Außenumwandung 7 begrenzt. In 4 weist das Hohlprofil 5 einen kreisrunden Querschnitt auf, wobei ein äußerer Innenraum 6b in diesem Ausführungsbeispiel durch die Außenumwandung 7 und eine Innenumwandung 10 und der Innenraum 6a durch die Innenumwandung 10 begrenzt ist. Die Innenumwandung 10 ist konzentrisch zu der Außenumwandung 7, so dass der äußere Innenraum 6b eine gleiche Dicke aufweist. 5 zeigt das Hohlprofil 5 mit einem quadratischen Querschnitt auf, bei dem der Innenraum 6b zwischen der Außenumwandung 7 und der Innenumwandung 10 liegt und der Innenraum 6a durch die Innenumwandung 10 begrenzt ist. Hier sind die Außenumwandung 7 und die Innenumwandung 10 derart angeordnet, dass eine Dicke des äußeren Innenraumes 6b zumindest bereichsweise gleich ist. In 6 ist das Hohlprofil 5 mit einem T-förmigen Querschnitt gezeigt und der Innenraum 6a ist durch die Außenumwandung 7 begrenzt. Bei den hier gezeigten Ausführungen sind der Innenraum 6a oder der äußere Innenraum 6b des Hohlprofils 5 mit einer Strukturfüllung 11 gefüllt. Die Strukturfüllung 11 kann beispielsweise aus einem metallischen oder harzbasierten oder kunststoffbasierten Schaum oder alternativ aus einem metallischen oder kunststoffbasierten Ausguss besteht. Durch die Strukturfüllung 11 werden die jeweiligen Knotenelemente 2 und die jeweiligen Streben 3 verstärkt, so dass die Festigkeit des Batteriekastens 1 erhöht wird und bei einem Unfall eine höhere Energiemenge absorbiert werden kann.
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7 zeigt eine Ansicht des Knotenelements 2 mit den Streben 3. In dem Innenraum 6a des Knotenelements 2 sind zwei Fluidleitungsknoten 12 angeordnet, an denen mehrere Fluidleitungen 13 der Streben 3 festgelegt sind. Die Fluidleitungsknoten 12 und die Fluidleitungen 13 sind fluidisch miteinander verbunden und können ein Kühlmittel von einer externen Kühlung durch den Batteriekasten 1 zu den einzelnen Aufnahmeräumen 4 und zu den einzelnen Kühlvorrichtungen der in den Aufnahmeräumen 4 festlegbaren Batteriemodulen zuleiten und ableiten. Die Fluidleitungsknoten 12 und die Fluidleitungen 13 sind dabei in den Innenräumen 6a des hohlprofilartigen Knotenelements 2 und der hohlprofilartigen Streben 3 angeordnet, so dass der Batteriekasten 1 platzsparend aufgebaut ist. Ferner sind die Fluidleitungsknoten 12 und die Fluidleitungen 13 durch das Knotenelement 2 und die Streben 3 von mechanischen Schäden geschützt.
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Des Weiteren ist in dem Innenraum 6a des Knotenelements 2 ein elektrischer Leitungsknoten 14 und in den einzelnen Innenräumen 6a der Streben 3 elektrische Leitungen 15 angeordnet. Dabei sind die elektrischen Leitungen 15 und der elektrische Leitungsknoten 14 formschlüssig beispielsweise durch eine Stecker-Buchse-Verbindung aneinander elektrisch leitend festgelegt. Durch das Anordnen des elektrischen Leitungsknoten 14 und der elektrischen Leitungen 15 in den Innenräumen 6a des Knotenelements 2 und der Streben 3 kann der Batteriekasten 1 kompakt und schnell aufgebaut werden und der elektrische Leitungsknoten 14 und die elektrischen Leitungen 12 von mechanischen Schäden geschützt werden. Die einzelnen in den jeweiligen Aufnahmeräumen 4 festlegbaren Batteriemodule können dadurch untereinander verschaltet sowie in das Batteriehochvoltnetz des Fahrzeugs angebunden werden.
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Insgesamt kann in dem erfindungsgemäßen Batteriekasten 1 durch die hohlprofilartigen Knotenelemente 2 und die hohlprofilartigen Streben 3 das Eigengewicht des Batteriekastens 1 erheblich reduziert und die Festigkeit des Batteriekastens 1 vorteilhaft erhöht werden. Ferner kann der erfindungsgemäße Batteriekasten 1 in die bestehende Fahrzeugstruktur ohne aufwändige und teure Maßnahmen bauraumsparend angebunden und vorteilhafterweise auch zum Aussteifen der Fahrzeugstruktur verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013218038 A1 [0003]