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Die Erfindung betrifft ein Energiespeichergehäuse für einen Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus der
EP 3 486 101 B1 ist beispielsweise bereits ein Energiespeichergehäuse für einen Energiespeicher eines elektrisch antreibbaren Kraftwagens bekannt, welcher zumindest im Wesentlichen aus einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil zusammengesetzt ist. Jedes dieser Gehäuseteile weist einen im Wesentlichen ebenen, zentralen Flächenbereich sowie einen Flanschbereich auf, an welchem das jeweilige Gehäuseteil mit dem anderen Gehäuseteil verbunden ist. Zwischen dem zentralen Flächenbereich und dem Flanschbereich verläuft dabei umlaufend ein Flankenbereich, der sich zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung erstreckt.
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Bekanntlich müssen derartige Energiespeichergehäuse diverse Funktionen, welche erhebliche Anforderungen an die Steifigkeit und Stabilität des jeweiligen Gehäuseteils stellen, erfüllen. So müssen die jeweiligen Energiespeichergehäuse nicht nur auf den jeweiligen Fahrzeugrohbau abgestimmt werden, sondern auch gerade im Falle einer Kollision, insbesondere einer Seitenkollision, einen hinreichenden Schutz der elektrischen Bauteile, insbesondere der Batteriezellen, gewährleisten. Auch hinsichtlich der Betriebsfestigkeit und der Struktursteifigkeit, sowie im Hinblick auf fahrdynamische Aspekte ist eine möglichst hohe Steifigkeit und Stabilität des Energiespeichergehäuses wünschenswert. Die Anforderungen an das Energiespeichergehäuse steigen überdies, wenn dieses, und insbesondere dessen Gehäuseoberteil, gleichzeitig auch den Fahrzeugboden der Karosserie des Kraftwagens bilden soll.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Gehäuse der Eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen das Steifigkeitspotential des Energiespeichergehäuses auf verbesserte Weise genutzt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Energiespeichergehäuse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Das erfindungsgemäße Energiespeichergehäuse zeichnet sich durch wenigstens ein Gehäuseteil, insbesondere ein Gehäuseoberteil und/oder ein Gehäuseunterteil, aus, welches einen zentralen Flächenbereich und einen Flanschbereich umfasst, welche über einen Flankenbereich miteinander verbunden sind. Der Flankenbereich bildet demzufolge außenumfangsseitig umlaufend die Verbindung des Flanschbereichs, in welchem das jeweilige Gehäuseteil mit beispielsweise dem anderen Gehäuseteil verbunden ist, und des zentralen Flächenbereichs, welcher üblicherweise zumindest im Wesentlichen eben ausgebildet ist und bezogen auf die Fahrzeughochrichtung in einem Höhenabstand zum Flanschbereich verläuft, der durch den entsprechenden Flankenbereich überbrückt ist.
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Um dabei das Steifigkeitspotential des Gehäuseteils beziehungsweise des Energiespeichergehäuses insgesamt auf verbesserte Weise auszuschöpfen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der den zentralen Flächenbereich mit dem Flanschbereich verbindende Flankenbereich durch Versteifungselemente ausgesteift ist. Diese Versteifungselemente sind zumindest partiell im Flankenbereich vorgesehen. Dies bedeutet, dass die Versteifungselemente nicht über die komplette Länge außenumfangsseitig des jeweiligen Gehäuseteils vorgesehen sein müssen, sondern dass es gegebenenfalls auch denkbar ist, die Versteifungselemente lediglich lokal im Flankenbereich vorzusehen. Außerdem müssen sich die Versteifungselemente nicht zwangsläufig über die zumindest annähernd gesamte Höhe des Flankenbereichs erstrecken, sondern können gegebenenfalls sich auch lediglich über eine Teilhöhe beziehungsweise im Eckbereich zwischen dem jeweiligen Flanschbereich und dem Flankenbereich und/oder im Eckbereich zwischen dem jeweiligen zentralen Flächenbereich und dem Flankenbereich erstrecken. Die Versteifungselemente können dabei insbesondere durch entsprechende Formelemente beziehungsweise Ausformungen innerhalb des jeweiligen Flankenbereichs gebildet sein. Gleichfalls wäre es natürlich auch denkbar, entsprechende Rippen oder dergleichen am jeweiligen Flankenbereich vorzusehen.
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Demgemäß soll durch eine Optimierung der Formgebung der Flankenbereiche eine entsprechende Aussteifung und Stabilitätserhöhung geschaffen werden, sodass beispielsweise bei einer unfallbedingten Beaufschlagung des Energiespeichergehäuses eine Beschädigung der Batteriezellen oder dergleichen auf verbesserte Weise verhindert werden kann. Zudem tragen die Versteifungselemente auch zu einer insgesamt verbesserten Anbindungssteifigkeit und Einbindung des Energiespeichergehäuses bei, was nicht zuletzt den Eigenschaften hinsichtlich Rauheit, Vibrationen und Geräusche (NHV) zugutekommt. Außerdem ergeben sich hierdurch eine verbesserte Betriebsfestigkeit und verbesserte fahrdynamische Eigenschaften des Kraftwagens.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich dabei als vorteilhaft gezeigt, wenn die Versteifungselemente durch Sicken oder dergleichen Formelemente in den Flankenbereich eingebracht beziehungsweise in diesem ausgebildet sind. Je nach Materialwahl und Ausgestaltung des jeweiligen Gehäuseteils können die Formelemente natürlich auch auf andere Weise eingebracht werden, wobei gegebenenfalls auch lokale Materialerhöhungen beziehungsweise Wandstärkenerhöhungen denkbar sind.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft gezeigt, wenn der Flankenbereich bezogen auf die Fahrzeughochrichtung schräg verläuft. Hierdurch können die Versteifungselemente besonders günstig in Fahrzeughochrichtung verlaufend eingebracht werden.
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In diesem Zusammenhang hat es sich als weiter vorteilhaft gezeigt, wenn die Sicken oder dergleichen Formelemente eine Pfeifenform in dem schräg verlaufenden Flankenbereich aufweisen. Hierdurch kann eine besonders günstige Steifigkeitserhöhung im Flankenbereich des jeweiligen Gehäuseteils erzielt werden.
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Weiterhin ist es von Vorteil, wenn in einem Basisbereich der Sicke oder dergleichen Formelement im Flanschbereich eine jeweils zugeordnete Durchgangsöffnung für ein Schraubelement oder dergleichen Befestigungselement angeordnet ist, mittels welchem das eine Gehäuseteil mit dem anderen Gehäuseteil verbunden werden kann. Hierdurch ergibt sich eine besonders steife und stabile Verbindung des mit den Versteifungselementen versehenen einen Gehäuseteils mit dem anderen Gehäuseteil.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass sich die Sicken oder dergleichen Formelemente zumindest im Wesentlichen über die gesamte Höhe des Flankenbereichs erstrecken. Hierdurch ergibt sich ebenfalls eine besonders günstige Aussteifung des Flankenbereichs. Alternativ hierzu ist es jedoch - wie bereits vorstehend erläutert - ebenfalls denkbar, dass sich die Sicken oder dergleichen Formelemente lediglich über eine Teilhöhe des Flankenbereichs in Fahrzeughochrichtung erstrecken.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als günstig erwiesen, wenn in einem Eckbereich des Flankenbereichs zwischen einer Außenseite und einer Vorderseite oder Rückseite des Energiespeichergehäuses eine weitere Sicke oder dergleichen Formelement vorgesehen ist. Hierdurch kann dieser Eckbereich des Flankenbereichs besonders stabil ausgestaltet werden.
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Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die weitere Sicke oder dergleichen Formelement in Richtung nach außen des Gehäuseteils angeformt ist, da dies ebenfalls die Stabilität des Flankenbereichs erhöht.
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Zudem hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die weitere Sicke oder dergleichen Formelement von einer Öffnung für ein Ablassventil durchsetzt ist. Ein derartiges Ablassventil kann somit besonders günstig im Eckbereich des Flankenbereichs angeordnet sein, wobei das Ablassventil beispielsweise zum Ablassen von Gas im Falle eines thermischen Ereignisses vorgesehen ist.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn in einem vorderen Bereich des Gehäuseteils eine sickenartige Konsole zur Anbindung des Energiespeichergehäuses an die Karosserie in dem Flankenbereich angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders stabile Anbindung des Energiespeichergehäuses an den Fahrzeugrohbau.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine ausschnittsweise Perspektivansicht auf ein Gehäuseunterteil eines Energiespeichergehäuses für einen elektrischen Antrieb eines Kraftwagens mit einem zentralen, etwa horizontal in Fahrzeuglängsrichtung beziehungsweise in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Flächenbereich und einem um diesen umlaufenden, bezogen auf die Fahrzeughochrichtung schräg verlaufenden Flankenbereich, an dessen Ende sich ein umlaufender Flanschbereich anschließt, über welchen das Gehäuseunterteil mit dem Fahrzeugrohbau beziehungsweise einem nicht dargestellten Gehäuseoberteil verbunden ist, wobei im Flanschbereich jeweilige Versteifungselemente in Form von pfeifenförmigen Sicken eingebracht sind,
- 2 eine ausschnittsweise und perspektivische Seitenansicht auf den Flankenbereich des Gehäuseunterteils gemäß 1, welches der Übersichtlichkeit halber umgedreht dargestellt ist, wobei die Pfeifenform der jeweiligen Sicken innerhalb des schräg verlaufenden Flankenbereichs verdeutlicht sind,
- 3 eine ausschnittsweise perspektivische Ansicht von schräg unten auf einen Eckbereich des Flankenbereichs des Gehäuseunterteils, in welchem ein weiteres Formelement in Form einer Sicke in Richtung nach außen des Gehäuseteils ausgeformt ist,
- 4 eine weitere perspektivische Ansicht von schräg unten auf eine Vorderseite des Gehäuseunterteils der vergrößert dargestellten Sicke im Eckbereich des Flankenbereichs, wobei außerdem an einer Vorderseite des Gehäuseunterteils im Flankenbereich eine Konsole zur Außenseite hin ausgeformt ist, welche zur Anbindung des Energiespeichergehäuses an die Karosserie dient, und
- 5 eine Schnittansicht durch das Gehäuseunterteil im vorderen Bereich, wobei die Konsole zur Anbindung des Gehäuseunterteils an die Karosserie des Kraftwagens erkennbar ist.
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1 zeigt in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht ein Gehäuseunterteil 2 eines Energiespeichergehäuses 1 für einen Energiespeicher eines Antriebs eines Kraftwagens. Dieses Gehäuseunterteil 2 ist überdies in den 3 und 4 in jeweiligen ausschnittsweisen und perspektivischen Ansichten von schräg vorne unten erkennbar. Das Gehäuseunterteil 2 umfasst hierbei einen in Einbaulage einen zumindest im Wesentlichen horizontal, in Fahrzeuglängsrichtung beziehungsweise in Fahrzeugquerrichtung sich erstreckenden ebenen, zentralen Flächenbereich 3, an welchem sich ein um den Flächenbereich 3 beziehungsweise das Gehäuseteil 2 umfangsseitig umlaufender Flankenbereich 4 anschließt. Der Flankenbereich 4 erstreckt sich dabei ausgehend vom zentralen Flächenbereich 3 in Fahrzeughochrichtung nach oben hin schräg nach außen. Mit anderen Worten bilden der zentrale Flächenbereich 3 und der umlaufende Flankenbereich 4 vorliegend zumindest im Wesentlichen eine nach oben hin offene, sich erweiternde Kegelstumpfform aus.
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Wie des Weiteren in Zusammenschau der 1, 3 und 4 erkennbar ist, schließt sich an den Flankenbereich 4 auf der dem Flächenbereich 3 entgegengesetzten Seite ein umlaufender Flanschbereich 5 des Gehäuseunterteils 2 an, welcher ebenfalls außenumfangsseitig vollständig umläuft. Der Flächenbereich 3, der Flankenbereich 4 und der Flanschbereich 5 sind dabei beispielsweise einstückig ausgebildet oder aber aus mehreren einzelnen Bauteilen, beispielsweise Blechumformbauteilen, zusammengesetzt. Auch andere Gestaltungen, beispielsweise aus einem Gusswerkstoff oder aus einem Kunststoff, sind denkbar.
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Über den Flanschbereich 5 ist das Gehäuseunterteil 2 unter Vermittlung einer Vielzahl von Schraubelementen 6 oder dergleichen Befestigungselementen an einem korrespondierenden Flanschbereich der Karosserie des Kraftwagens und/oder einem in 5 in einer ausschnittsweisen Schnittansicht erkennbaren Gehäuseoberteil 7 befestigt. Hierbei ist es insbesondere denkbar, dass das Gehäuseoberteil 7 gleichzeitig den Fahrzeugboden, insbesondere den Hauptboden der Karosserie des Kraftwagens im Bereich der Fahrgastzelle, bildet. Alternativ hierzu wäre es jedoch auch denkbar, dass das Energiespeichergehäuse 1 aus einem Gehäuseunterteil 2 und einem Gehäuseoberteil 7 gebildet ist, welcher unterhalb des Fahrzeugbodens angeordnet ist, wobei der Fahrzeugboden dann durch ein separates Bauteil gebildet wird.
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In 1 ist außerdem perspektivisch ein Zellbereich 8 dargestellt, innerhalb von welchem jeweilige, nicht erkennbare Batteriezellen und sonstige Komponenten des Energiespeichers angeordnet sind. Der Zellenbereich 8 ist vorliegend in einem entsprechenden seitlichen Abstand zum Flankenbereich 4 auf der jeweiligen Fahrzeugaußenseite angeordnet.
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Um den jeweiligen Flankenbereich 4 in seiner Steifigkeit und Stabilität zu verbessern, ist vorliegend eine Vielzahl von Versteifungselementen 9 vorgesehen. Durch die ist der jeweilige Flankenbereich 4 entsprechend sowohl in Fahrzeughochrichtung als auch in Fahrzeugquerrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung ausgesteift. Die Versteifungselemente 9 sind im vorliegenden Fall durch entsprechende Sicken oder dergleichen Formelemente ausgebildet, welche beispielsweise durch Umformen des entsprechenden Flankenbereichs 4 eingebracht sind. Natürlich können diese Versteifungselemente 9 auch durch Urformen erzeugt werden, insbesondere, wenn das jeweilige Gehäuseteil 2 beispielsweise aus einem Gusswerkstoff oder einem Kunststoff gebildet ist. Im vorliegenden Fall jedoch ist das Gehäuseunterteil 2 aus einem entsprechenden Metallblech gebildet, wobei die jeweiligen Versteifungselemente 9 durch entsprechendes Umformen eingebracht sind.
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Jedes dieser Versteifungselemente beziehungsweise Sicken 9 weist im vorliegenden Fall eine Pfeifenform auf, wobei die jeweiligen Sicken nahe eines Eckbereichs 10 zwischen dem zentralen Flächenbereich 3 und dem Flankenbereich 4 ausgehend von einem sehr kleinen Querschnitt nach oben hin in Fahrzeughochrichtung im Querschnitt nach Art einer Kegelform anwachsen. Dabei ist insbesondere aus 1 erkennbar, dass sich die Sicken 9 auch bis in den Eckbereich 10, also den Übergang zwischen dem Flankenbereich 4 und dem zentralen Flächenbereich 3, erstrecken. Die Sicken 9 erstrecken sich dabei vorliegend zumindest im Wesentlichen über die gesamte Höhe des Flankenbereichs 4.
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In einem Basisbereich 11 der jeweiligen Sicke 9 ist diese durch eine jeweilige Wand 12 begrenzt, welche in einer Ebene mit dem Flanschbereich 5 liegt. Demzufolge liegen die Wände 12 der jeweiligen Basisbereiche 11 der entsprechenden Sicken 9 sowie der Flanschbereich 5 in einer gemeinsamen Ebene, in welcher das Gehäuseunterteil 2 nach unten hin begrenzt ist beziehungsweise in welcher eine Verbindung zum darüber angeordneten Flanschbereich des Gehäuseoberteils 7 und/oder des Rohbaus des Kraftwagens erfolgt. Die jeweiligen Basisbereiche 11 beziehungsweise Wände 12 sind dabei von entsprechenden Öffnungen durchsetzt, durch welche hindurch die Schraubelemente 6 zur Befestigung des Gehäuseunterteils 2 hindurchgeführt sind.
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Es ist klar, dass der Flankenbereich 4 und somit die Versteifungselemente 9 im vorliegenden Fall bezogen auf die Fahrzeughochrichtung ausgehend vom Eckbereich 10 schräg nach oben außen hin verlaufen, dass dies jedoch nicht zwingendermaßen der Fall sein muss. Ein etwa senkrecht beziehungsweise in Fahrzeughochrichtung verlaufender Flankenbereich 4 wäre ebenso denkbar. Ebenso wäre es denkbar, dass die vorliegenden Versteifungselemente 9 nicht durch Sicken gebildet werden, wobei der Wandbereich des Flankenbereichs 4 zumindest im Wesentlichen eine konstante Dicke aufweist, sondern dass darüber hinaus auch eine vergrößerte Wanddicke im Bereich des jeweiligen Versteifungselements 9 gewählt werden kann beziehungsweise dass durch entsprechende Materialanhäufungen die entsprechenden Versteifungselemente 9 gebildet sind.
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2 zeigt in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht nochmals die Ausgestaltung der Sicken 9 von der Außenseite des Gehäuseunterteils 2 her, insbesondere, in welcher Weise sich die Schraubelemente 6 mit jeweils zugehörigen Schraubköpfen beziehungsweise Scheiben am jeweiligen Basisteil 11 des zugehörigen Versteifungselements 9 beziehungsweise am Flanschbereich 5 abstützen.
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Aus den 3 und 4 wird überdies eine weitere Sicke 13 ersichtlich, welche im Eckbereich des Flankenbereichs 4 zwischen der jeweiligen Fahrzeuglängsseite und der Vorderseite und/oder Rückseite des Gehäuseunterteils 2 angeordnet ist. Diese Sicke oder dergleichen Formelement 13 ist vorliegend zur Außenseite des Gehäuseunterteils 2 hin ausgebildet und dient zur Aufnahme eines nicht weiter erkennbaren Ablassventils, von welchem in 3 lediglich ein Durchgangsstutzen 14 erkennbar ist. Über dieses Ablassventil kann beispielsweise Flüssigkeit oder Gas, insbesondere im Falle eines thermischen Ereignisses, abgelassen werden.
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Aus 4 ist außerdem an der Vorderseite des Gehäuseunterteils 2 im Flankenbereich 4 eine sickenartige Konsole 15 erkennbar, welche in 5 in der Schnittansicht des vorderen Bereichs des Gehäuseunterteils 2 nochmals verdeutlicht ist. Über diese Konsole 15 kann das Gehäuseunterteil 2 beziehungsweise das Energiespeichergehäuse an der Karosserie des Kraftwagens, beispielsweise an einem entsprechenden Querträger, befestigt werden.
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Aus den 3 und 5 ist schließlich überdies erkennbar, dass sich die jeweiligen Versteifungselemente 9 auch lediglich über eine Teilhöhe des Flankenbereichs 4 beziehungsweise im Wesentlichen im Eckbereich 10 zwischen dem Flächenbereich 3 und dem Flankenbereich 5 erstrecken können. Auch hierdurch wird bereits eine nennenswerte Aussteifung und Stabilitätserhöhung des Gehäuseunterteils 2 erreicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Energiespeichergehäuse
- 2
- Gehäuseunterteil
- 3
- Flächenbereich
- 4
- Flankenbereich
- 5
- Flankenbereich
- 6
- Schraubelemente
- 7
- Gehäuseoberteil
- 8
- Zellbereich
- 9
- Versteifungselemente
- 10
- Eckbereich
- 11
- Basisbereich
- 12
- Wand
- 13
- Formelement
- 14
- Durchgangsstutzen
- 15
- Konsole
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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