Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
BATTERY HOUSING FOR A HIGH-VOLTAGE BATTERY OF A MOTOR VEHICLE, HIGH-VOLTAGE BATTERY AND MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/214881
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a battery housing (5) for a high-voltage battery (2) of a motor vehicle (1), with a housing interior (10) for receiving a multiplicity of battery modules (9), wherein the housing interior (10) is formed by a housing upper part (8) and a housing lower part (6) covering the housing upper part (8), wherein the housing lower part (6) is formed as a segmented housing base (11) with at least two separate housing base segments (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g), of which at least one housing base segment (12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) is designed to be removable for opening the battery housing (5) and for allowing access to a part region (12b, 3c, 13d, 13e, 13f, 13g) of the housing interior (10) covered by this housing base segment (12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g), and to that end is secured to the housing upper part (8) in a non-destructively removable manner. The invention also relates to a high-voltage battery (2) and to a motor vehicle (1).

Inventors:
PATSCHEIDER JULIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/058593
Publication Date:
November 14, 2019
Filing Date:
April 05, 2019
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (DE)
International Classes:
H01M50/249
Foreign References:
EP3267508A12018-01-10
DE102017210633A12018-01-04
US20180111501A12018-04-26
Other References:
None
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Batteriegehäuse (5) für eine Hochvoltbatterie (2) eines Kraftfahrzeugs (1 ) mit einem Gehäuseinnenraum (10) zum Aufnehmen von einer Vielzahl von Batteriemodulen (9), wobei der Gehäuseinnenraum (10) durch ein Gehäuseoberteil (8) und ein das Gehäuseoberteil (8) abdeckendes Gehäuseunterteil (6) gebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Gehäuseunterteil (6) als ein segmentierter Gehäuseboden (11 ) mit zumindest zwei separaten Gehäusebodensegmenten (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) ausgebildet ist, von welchen zumindest ein Gehäusebodensegment (12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) zum Öffnen des Batteriegehäuses (5) und zum Zugänglichmachen eines von diesem Gehäusebodensegment (12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) bedeckten Teilbereiches (12b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g) des Gehäuseinnenraums (10) abnehmbar ausgebildet ist und dafür zerstörungsfrei lösbar an dem Gehäuseoberteil (8) befestigt ist.

2. Batteriegehäuse (5) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Gehäusebodensegmente (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) als sich über eine Breite des Batteriegehäuses (5) erstreckende plattenförmige, rechteckförmige Abschnitte ausgebildet sind, welche in einer Längenrichtung des Batteriegehäuses (5) nebeneinander angeordnet sind.

3. Batteriegehäuse (5) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest eines der Gehäusebodensegmente (12a) zerstörungsfrei unlösbar, insbesondere stoffschlüssig, an dem Gehäuseoberteil (8) befestigt ist und das zumindest eine abnehmbare Gehäusebodensegment (12b) in einem einer

aufprallbedingte Kraftbeaufschlagung ausgesetzten Teilbereich (13b) des

Batteriegehäuses (5) angeordnet ist.

4. Batteriegehäuse (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

die Gehäusebodensegmente (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen.

5. Batteriegehäuse (5) nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein erstes Gehäusebodensegment (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) mit einer ersten Dicke ausgebildet ist und dadurch eine erste Steifigkeit aufweist, und ein zweites Gehäusebodensegment (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) mit einer im Vergleich zur ersten Dicke größeren zweiten Dicke ausgebildet ist und eine im Vergleich zur ersten Steifigkeit größere zweite Steifigkeit aufweist.

6. Batteriegehäuse (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Gehäuseoberteil (8) einen durch eine Frontwand (17), eine Rückwand (18) und zwei in einer Breitenrichtung des Batteriegehäuses (5) gegenüberliegende

Seitenwände (7) gebildeten Gehäusemantel (19), einen Gehäusedeckel (16) und in Breitenrichtung orientierte und an Innenseiten (20) der Seitenwände (7) befestigte Querstreben (21 ) zum Halten der Batteriemodule (9) aufweist, wobei die

abnehmbaren Gehäusebodensegmente (12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) an dem Gehäusemantel (19) und den Querstreben (21 ) befestigt sind.

7. Batteriegehäuse (5) nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Teilbereiche (13b, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g) des Gehäuseinnenraumes (10) durch zwei Querstreben(21 ) und/oder durch eine Querstrebe (21 ) und die Frontwand (17) und/oder durch eine Querstrebe (21 ) und die Rückwand (18) begrenzt sind und jeder Teilbereich (13b, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g) durch ein

Gehäusebodensegment (12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) abgedeckt ist, welches an dem Gehäusemantel (19) und der zumindest einen zugehörigen Querstrebe (21 ) befestigt ist.

8. Batteriegehäuse (5) nach Anspruch 6 oder 7,

dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (7) ein entlang einer Längenrichtung des Batteriegehäuses (5) variierendes Profil aufweisen, durch welches Seitenwandbereiche des

Batteriegehäuses (5) unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen.

9. Batteriegehäuse (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das zumindest eine abnehmbare Gehäusebodensegment (12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g) mittels einer Schraubverbindung (15) an dem Gehäuseoberteil befestigt ist.

10. Batteriegehäuse (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Batteriegehäuse (5) einen Schutzschild (23) zum Schützen des

Hochvoltspeichers (2) vor einer Kollision mit einem Hindernis bei einer Überfahrt des Kraftfahrzeugs (1 ) über das Hindernis.

1 1. Hochvoltbatterie (2) für ein Kraftfahrzeug (1 ) mit einer Vielzahl von Batteriemodulen (9) und einem Batteriegehäuse (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

12. Kraftfahrzeug (1 ) mit einer Hochvoltbatterie (2) nach Anspruch 11.

Description:
Batteriegehäuse für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs, Hochvoltbatterie sowie

Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs mit einem Gehäuseinnenraum zum Aufnehmen von einer Vielzahl von Batteriemodulen, wobei der Gehäuseinnenraum durch ein Gehäuseoberteil und ein das Gehäuseoberteil abdeckendes Gehäuseunterteil gebildet ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine

Hochvoltbatterie sowie ein Kraftfahrzeug.

Vorliegend richtet sich das Interesse auf Hochvoltbatterien bzw. Hochvoltakkumulatoren, welche insbesondere als Traktionsbatterien zur Energieversorgung einer elektrischen Antriebmaschine eines als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildeten

Kraftfahrzeugs dienen können. Solche Hochvoltbatterien umfassen üblicherweise eine Vielzahl von miteinander verschalteten Batteriemodulen, welche in einem

Gehäuseinnenraum eines Batteriegehäuses angeordnet sind. Dabei weisen die

Batteriegehäuse üblicherweise ein Gehäuseoberteil und ein Gehäuseunterteil auf. Das Gehäuseunterteil ist in der Regel als ein plattenförmiger Gehäuseboden bzw. Unterboden ausgebildet, dessen Abmessungen einer Gesamtfläche des Batteriegehäuses

entsprechen. Dieser Gehäuseboden ist üblicherweise mit dem Gehäuseoberteil verschweißt, wobei das verschweißte Batteriegehäuse an die Karosserie des

Kraftfahrzeugs angebunden wird.

Bei einem für die Hochvoltbatterie kritischen Ereignis, beispielsweise bei einem Unfall des Kraftfahrzeugs oder bei einer Überfahrt über ein bodennahes Hindernis, kann es

Vorkommen, dass das Batteriegehäuse und die Batteriemodule beschädigt werden. Um Beschädigungen der Batteriemodule in dem Gehäuseinnenraum erkennen zu können, wird die Hochvoltbatterie üblicherweise in einer Werkstatt komplett ausgebaut und das Batteriegehäuse geöffnet, da der Gehäuseinnenraum der Hochvoltbatterie von außen nicht zugänglich ist. Darüber hinaus hat ein Austausch des Gehäusebodens, selbst wenn dieser nur bereichsweise beschädigt ist, hohe Materialkosten zur Folge. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochvoltbatterie bereitzustellen, bei welcher sämtliche Komponenten schnell und leicht zugänglich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Batteriegehäuse, eine Hochvoltbatterie sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen

Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.

Ein erfindungsgemäßes Batteriegehäuse für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs weist einen Gehäuseinnenraum zum Aufnehmen von einer Vielzahl von Batteriemodulen auf, wobei der Gehäuseinnenraum durch ein Gehäuseoberteil und ein das

Gehäuseoberteil abdeckendes Gehäuseunterteil gebildet ist. Darüber hinaus ist das Gehäuseunterteil als ein segmentierter Gehäuseboden mit zumindest zwei separaten Gehäusebodensegmenten ausgebildet. Von den zumindest zwei

Gehäusebodensegmenten ist zumindest ein Gehäusebodensegment zum Öffnen des Batteriegehäuses und zum Zugänglichmachen eines von diesem Gehäusebodensegment bedeckten Teilbereiches des Gehäuseinnenraums abnehmbar ausgebildet und dafür zerstörungsfrei lösbar an dem Gehäuseoberteil befestigt.

Das Batteriegehäuse der Hochvoltbatterie dient zum Aufnehmen der miteinander verschalteten Batteriemodule, welche wiederum eine Vielzahl von miteinander verschalteten, insbesondere prismatischen, Batteriezellen aufweisen können. Die

Batteriemodule können dabei innerhalb des Gehäuseinnenraums nebeneinander und/oder übereinander gestapelt angeordnet werden. Zum Einbauen der Hochvoltbatterie ins Kraftfahrzeug kann das Batteriegehäuse an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigt werden, wobei der Gehäuseboden bzw. Unterboden im eingebauten Zustand der Hochvoltbatterie einer Fahrbahn des Kraftfahrzeugs zugewandt ist. Das

Gehäuseoberteil des Batteriegehäuses kann beispielsweise Seitenwände aufweisen, welche sich in einer mit einer Fahrzeuglängsrichtung korrespondierenden Längenrichtung des Batteriegehäuses erstrecken. Diese Seitenwände können beispielsweise zum

Anbinden des Batteriegehäuses an die Karosserie des Kraftfahrzeugs an

Seitenschwellern des Kraftfahrzeugs befestigt werden.

Das Batteriegehäuse weist außerdem den segmentierten Gehäuseboden auf, welcher die zueinander separaten Gehäusebodensegmente bzw. Gehäusebodenteile aufweist. Die Gehäusebodensegmente sind jeweils plattenförmige Abschnitte, welche separat zueinander ausgebildet sind und an dem Gehäuseoberteil angeordnet sind. Der Gehäuseboden ist also mehrteilig ausgebildet. Insbesondere sind die

Gehäusebodensegmente als sich über eine Breite des Batteriegehäuses erstreckende plattenförmige, rechteckförmige Abschnitte ausgebildet, welche in einer mit einer Fahrzeuglängsrichtung korrespondierenden Längenrichtung des Batteriegehäuses nebeneinander angeordnet sind. Durch die rechteckförmigen Gehäusebodensegmente, welche nebeneinander und angrenzend aneinander ausgebildet sind, ist eine

Gesamtfläche des Gehäusebodens rechteckförmig ausgebildet. Jedes

Gehäusebodensegment bedeckt einen zugeordneten Teilbereich des

Gehäuseinnenraums. Anders ausgedrückt ist jeder Teilbereich durch einen Bereich des Gehäuseoberteils sowie durch das zugeordnete Gehäusebodensegment begrenzt. In jedem Teilbereich des Gehäuseinnenraumes ist beispielsweise zumindest ein

Batteriemodul angeordnet. Zumindest eines der Gehäusebodensegmente ist dabei von dem Gehäuseoberteil zerstörungsfrei bzw. reversibel lösbar. Dies bedeutet, dass das Gehäusesegment, auch mehrmals, zerstörungsfrei von dem Gehäuseoberteil gelöst und abgenommen bzw. entfernt werden kann und auch wieder auf das Gehäuseoberteil aufgesetzt und dort fixiert bzw. befestigt werden kann. Es kann vorgesehen sein, dass alle Gehäusebodensegmente abnehmbar und dafür zerstörungsfrei lösbar an dem Gehäuseoberteil befestigt sind.

Durch das zumindest eine abnehmbare Gehäusebodensegment kann der von diesem Gehäusebodensegment überdeckte Teilbereich des Gehäuseinnenraumes freigelegt bzw. abgedeckt werden. Dazu kann das Kraftfahrzeug mit der eingebauten

Hochvoltbatterie beispielsweise auf einer Hebebühne angeordnet werden und das abnehmbare Gehäusebodensegment entfernt werden. Das Batteriegehäuse kann also von unten geöffnet werden. Dadurch ist der zugehörige Teilbereich des

Gehäuseinnenraums nun von außen zugänglich. Beispielsweise kann im Falle einer Überfahrt über ein Hindernis, beispielsweise einen Poller, bei welcher der Gehäuseboden bereichsweise beschädigt wurde, nur das beschädigte Gehäusebodensegment entfernt und ausgetauscht werden. Im entfernten Zustand des beschädigten

Gehäusebodensegmentes kann zusätzlich auch der zugehörige Teilbereich des

Gehäuseinnenraums kontrolliert werden. Es kann beispielsweise überprüft werden, ob die in diesem Teilbereich angeordneten Batteriemodule durch die Hindernisüberfahrt ebenfalls beschädigt wurden. Falls ja, können diese auf einfache Weise, ohne

Komplettausbau der Hochvoltbatterie, ausgetauscht werden.

Durch das zumindest eine abnehmbare Gehäusebodensegment ist der

Gehäuseinnenraum des Batteriegehäuses schnell und einfach zugänglich. So können nach einem Unfall des Kraftfahrzeugs sowohl das Batteriegehäuse als auch

Komponenten im Gehäuseinnenraum gezielt auf eine Beschädigung hin überprüft werden. Durch den modularen Aufbau des Batteriegehäuses können dann in vorteilhafter Weise nur die beschädigten Teile ausgetauscht werden.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist zumindest eines der Gehäusebodensegmente zerstörungsfrei unlösbar, insbesondere stoffschlüssig, an dem Gehäuseoberteil befestigt. Das zumindest eine abnehmbare Gehäusebodensegment ist in einem einer

aufprallbedingte Kraftbeaufschlagung ausgesetzten Teilbereich des Batteriegehäuses angeordnet. Beispielsweise kann dieses nicht abnehmbare Gehäusesegment zum stoffschlüssigen Verbinden mit dem Gehäuseoberteil verschweißt sein. Außerdem sind insbesondere nur diejenigen Gehäusebodensegmente abnehmbar ausgebildet, welche in den der aufprallbedingten Kraftbeaufschlagung ausgesetzten Teilbereichen und damit an beschädigungsgefährdeten Orten des Batteriegehäuses angeordnet sind. Solche Teilbereiche können beispielsweise ein einer Fahrzeugfront zugewandter Frontbereich und/oder ein einem Fahrzeugheck zugewandter Rückbereich des Batteriegehäuses sein. Es sind also nur diejenigen Gehäusebodensegmente abnehmbar ausgebildet, welche angrenzend an eine Frontwand und/oder eine Rückwand des Batteriegehäuses angeordnet sind. Somit sind einerseits gefährdete Batteriemodule im Frontbereich und/oder Rückbereich des Batteriegehäuses leicht zugänglich. Andererseits ist das Batteriegehäuse durch die stoffschlüssig verbundenen Gehäusebodensegmente besonders wartungsarm ausgebildet.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Gehäusebodensegmente unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen. Insbesondere ist ein erstes Gehäusebodensegment mit einer ersten Dicke ausgebildet und weist dadurch eine erste Steifigkeit auf, und ein zweites Gehäusebodensegment ist mit einer im Vergleich zur ersten Dicke größeren zweiten Dicke ausgebildet und weist eine im Vergleich zur ersten Steifigkeit größere zweite Steifigkeit auf. Durch die unterschiedlichen Steifigkeiten der Gehäusebodensegmente ist der Gehäuseboden gezielt an spezifischen Stellen verstärkt. Solche spezifischen Stellen können die der aufprallbedingten Kraftbeaufschlagung ausgesetzten Bereiche sein, welche bei einem Crash bzw. Unfall des Kraftfahrzeugs oder bei einer Überfahrt über ein Hindernis für eine Beschädigung besonders gefährdet sind. Gehäusebodensegmente, welche sich an diesen Stellen befinden, können somit mit einer höheren Steifigkeit ausgebildet werden, als Gehäusebodensegmente, bei welchen eine aufprallbedingte Beschädigung eher unwahrscheinlich ist. Beispielsweise können die

Gehäusebodensegmente zum Ausbilden der höheren Steifigkeit eine größere Dicke und/oder ein stabileres Material aufweisen als die anderen Gehäusebodensegmente mit der geringeren Steifigkeit.

Dadurch, dass nur bestimmte Gehäusebodensegmente des Gehäusebodens gezielt verstärkt sind und beispielsweise mit einer größeren Materialdickte ausgebildet sind, kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass das Batteriegehäuse ein unnötig hohes Gewicht aufweist. Außerdem kann aufgrund der Ausgestaltung des Batteriegehäuses als Baukastensystem eine gezielte Unterbodenverstärkung auch auf einfache und unaufwendige Weise nachgerüstet werden. Anders ausgedrückt können auch

nachträglich Gehäusebodensegmente entfernt und zur gezielten Verstärkung des Gehäusebodens durch Gehäusebodensegmente mit höherer Steifigkeit ersetzt werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuseoberteil einen durch eine

Frontwand, eine Rückwand und zwei in einer Breitenrichtung des Batteriegehäuses gegenüberliegende Seitenwände gebildeten Gehäusemantel, einen Gehäusedeckel und in Breitenrichtung orientierte und an Innenseiten der Seitenwände befestigte Querstreben zum Halten der Batteriemodule auf, wobei die Gehäusebodensegmente an dem

Gehäusemantel und den Querstreben befestigt sind. Insbesondere sind die Teilbereiche des Gehäuseinnenraumes in einer Längenrichtung des Batteriegehäuses durch zwei Querstreben und/oder durch eine Querstrebe und die Frontwand und/oder durch eine Querstrebe und die Rückwand begrenzt und jeder Teilbereich ist durch ein

Gehäusebodensegment abgedeckt, welches an dem Gehäusemantel und der zumindest einen zugehörigen Querstrebe befestigt ist.

Der Gehäusemantel weist die der Fahrzeugfront zugewandte Frontwand und die dem Fahrzeugheck zugewandte Rückwand auf. Die Frontwand und die Rückwand sind in der zur Fahrzeuglängsrichtung korrespondierenden Längenrichtung des Batteriegehäuses beabstandet zueinander angeordnet. Die Seitenwände erstrecken sich entlang der Längenrichtung und können beispielsweise zum Befestigen der Hochvoltbatterie am Kraftfahrzeug mit Seitenschwellern bzw. Fahrzeuglängsträgern mechanisch verbunden werden. Eine Wandstärke bzw. Dicke der Seitenwände kann dabei an die verwendeten Batteriemodule der Hochvoltbatterie angepasst werden. Beispielsweise kann die

Wandstärke bei einer Hochvoltbatterie aufweisend Batteriemodule mit hohem

Energieinhalt größer sein als bei einer Hochvoltbatterie aufweisend Batteriemodule mit geringerem Energieinhalt. So können die Batteriemodule bei einem Seitencrash bzw. bei einem seitlichen Aufprall entsprechend geschützt werden. Der Gehäusemantel weist eine entlang einer Hochrichtung des Batteriegehäuses nach unten gerichtete und eine nach oben gerichtete Stirnseite auf. An der nach oben gerichteten Stirnseite ist der

Gehäusedeckel befestigt, beispielsweise verschweißt oder verschraubt. Ein Höhenprofil des Gehäusedeckels kann dabei durch ein Höhen profil eines Fußbodenraumes einer Fahrgastzelle vorgegeben sein, unter welcher die Hochvoltbatterie angeordnet wird.

In der mit der Fahrzeugquerrichtung korrespondierenden Breitenrichtung erstrecken sich die Querstreben in dem Gehäuseinnenraum, wobei die Querstreben an ihren Enden an den Innenseiten der Seitenwände befestigt sind. Die Querstreben können beispielsweise mit den Innenseiten der Seitenwände verschweißt sein. Die Querstreben sind dabei entlang der Längenrichtung des Batteriegehäuses beabstandet zueinander angeordnet. Die Querstreben sind leistenförmige Halteelemente, an welchen die Batteriemodule befestigt und gehalten werden können. Im abgenommenen Zustand eines

Gehäusebodensegmentes sind die freigelegten, zugänglichen Batteriemodule an der Querstrebe befestigt und dort sicher gehalten.

In einem Frontbereich des Batteriegehäuses wird durch die Frontwand, Abschnitte der Seitenwände und eine Querstrebe ein erster Teilbereich des Gehäuseinnenraums begrenzt. Nach unten blickende Stirnseiten der Frontwand, der Abschnitte der

Seitenwände und der Querstrebe bilden einen Rahmen, an welchem ein

Gehäusebodensegment befestigt werden kann. In einem Rückbereich des

Batteriegehäuses wird durch die Rückwand, Abschnitte der Seitenwände und eine Querstrebe ein zweiter Teilbereich des Gehäuseinnenraums gebildet. Nach unten blickende Stirnseiten der Rückwand, der Abschnitte der Seitenwände und der Querstrebe bilden ebenfalls Rahmen, an welchem ein weiteres Gehäusebodensegment befestigt werden kann. In einem mittleren Bereich des Batteriegehäuses können durch jeweils zwei Querstreben und Abschnitte der Seitenwände weitere Teilbereiche des

Gehäuseinnenraums begrenzt werden. Nach unten blickende Stirnseiten der Abschnitte der Seitenwände und der Querstreben können ebenfalls Rahmen ausbilden, an welchen Gehäusebodensegmente befestigt werden können.

Somit ist der Gehäuseinnenraum entlang der Fahrzeuglängsrichtung in die Teilbereiche unterteilt, welche separat voneinander mit abnehmbaren Gehäusebodensegmenten verschlossen werden können.

Es kann vorgesehen sein, dass die Seitenwände ein entlang einer mit einer

Fahrzeuglängsrichtung korrespondierenden Längenrichtung des Batteriegehäuses variierendes Profil aufweisen, durch welches Seitenwandbereiche des Batteriegehäuses unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen. Die Seitenwände können beispielsweise durch ein Strangpressprofil gebildet sein. Beispielsweise können die Seitenwandbereiche entlang der Längenrichtung unterschiedliche Wandstärken aufweisen. So können diejenigen Seitenwandbereiche zum Schutz der Batteriemodule gezielt verstärkt werden, welche für Seitencrashs des Kraftfahrzeugs besonders gefährdet sind.

Bevorzugt ist das zumindest eine abnehmbare Gehäusebodensegment mittels einer Schraubverbindung an dem Gehäuseoberteil befestigt. Insbesondere ist das

Gehäusebodensegment an seinem Rand umlaufend mit Schrauben an den nach unten blickenden Stirnseiten des Gehäusemantels sowie der Querstreben befestigt. Das zumindest eine Gehäusebodensegment kann also von unten an dem Gehäuseoberteil mittels Schrauben montiert werden und durch Lösen der Schrauben wieder demontiert werden. Mittels Schrauben kann einerseits eine besonders hohe Dichtigkeit im

geschlossenen Zustand des Batteriegehäuses erreicht werden. Andererseits erlauben Schrauben ein besonders einfaches Lösen zum Abnehmen des

Gehäusebodensegmentes. Zusätzlich kann zwischen dem Rand und den Stirnseiten ein Dichtungselement, beispielsweise ein Dichtungsring oder ein Dichtungsschaum, angeordnet werden, um das Batteriegehäuse im geschlossenen Zustand abzudichten.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Batteriegehäuse einen Schutzschild zum Schützen des Hochvoltspeichers vor einer Kollision mit einem Hindernis bei einer Überfahrt des Kraftfahrzeugs über das Hindernis auf. Ein solcher Schutzschild ist insbesondere ein Aufgleitschutz, welcher am Frontbereich und/oder am Rückbereich des Batteriegehäuses befestigt ist. Beispielsweise kann der Aufgleitschutz an der Frontwand oder an dem frontseitig angeordneten Gehäusebodensegment und/oder an der

Rückwand oder an dem rückseitig angeordneten Gehäusebodensegment befestigt sein. Der Aufgleitschutz dient dazu, dass im Falle eines bodennahen Hindernisses das

Kraftfahrzeug bei der Überfahrt„angehoben“ wird bzw. aufgleitet, sodass das

Batteriegehäuse und damit die Hochvoltbatterie nicht direkt mit dem Hindernis kollidieren. Zusätzlich kann der Aufgleitschutz aber auch Funktionen für einen Frontaufprall und/oder einen Rückaufprall des Kraftfahrzeugs erfüllen und zur Fahrzeugsteifigkeit beitragen. Der Schutzschild kann beispielsweise auf Aluminium oder Stahl gefertigt sein.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug mit einer Vielzahl von Batteriemodulen und einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse oder einer Ausführungsform davon. Die Hochvoltbatterie kann als eine Traktionsbatterie für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug dienen. Die Batteriemodule können blockförmig ausgebildet sein und eine Verschaltung von gestapelten, prismatischen Batteriezellen aufweisen.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Hochvoltbatterie. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als ein Personenkraftwagen in Form von einem Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgebildet.

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Batteriegehäuse vorgestellten

Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Hochvoltbatterie sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der 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.

Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer ersten

Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochvoltbatterie;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer zweiten

Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochvoltbatterie;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines

erfindungsgemäßen Batteriegehäuses ohne Gehäusedeckel;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Batteriegehäuses gemäß Fig. 3 mit Gehäusedeckel; und Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochvoltbatterie;

In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen

Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von unten. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Hochvoltbatterie 2 auf, welche hier als eine Traktionsbatterie zum Bereitstellen von elektrischer Energie für einen hier nicht gezeigten Antriebsmotor des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs 1 ausgebildet ist. Die Hochvoltbatterie 2 ist hier in einem Unterbodenbereich 3 des

Kraftfahrzeugs 1 an Seitenschwellern 4 des Kraftfahrzeugs 1 befestigt. Die

Seitenschweller 4 erstrecken sich entlang einer Fahrzeuglängsrichtung x. Die

Hochvoltbatterie 2 weist ein Batteriegehäuse 5 auf, von welchem hier lediglich ein Gehäuseunterteil 6 sowie Seitenwände 7 eines Gehäuseoberteils 8 dargestellt sind. Die Seitenwände 7 sind hier über eine Schraubverbindung 14 an den Seitenschwellern 4 befestigt. Das Gehäuseunterteil 6 überdeckt Batteriemodule 9 der Hochvoltbatterie 2, welche in einem Gehäuseinnenraum 10 des Batteriegehäuses 5 angeordnet sind und in den schematischen Darstellungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 sichtbar dargestellt sind. Hier sind jeweils zwei Batteriemodule 9 in einer Fahrzeugquerrichtung y nebeneinander angeordnet und fünf Paare von Batteriemodulen 9 in Fahrzeuglängsrichtung x

hintereinander angeordnet. Der Gehäuseinnenraum 10 wird durch das Gehäuseoberteil u und das Gehäuseunterteil 6 vollständig begrenzt.

Das Gehäuseunterteil 6 ist als ein segmentierter Gehäuseboden 11 ausgebildet. Gemäß Fig. 1 weist der Gehäuseboden 11 zwei separate Gehäusebodensegmente 12a, 12b auf. Gemäß Fig. 2 weist der Gehäuseboden 1 1 fünf separate Gehäusebodensegmente 12c, 12d, 12e, 12f, 12g auf. Die Gehäusebodensegmente 12a bis 12g sind jeweils in

Fahrzeuglängsrichtung x, welche einer Längenrichtung des Batteriegehäuses 5 entspricht, hintereinander angeordnet. Die Gehäusebodensegmente 12a bis 12g sind als plattenförmige, rechteckförmige Abschnitte ausgebildet, sodass eine Gesamtfläche des Gehäusebodens 1 1 rechteckförmig ausgebildet ist.

Dabei ist zumindest eines der Gehäusebodensegmente 12a, 12b und 12c bis 12g abnehmbar ausgebildet und dazu zerstörungsfrei lösbar an dem Gehäuseoberteil 8 befestigt. Gemäß Fig. 1 ist das Gehäusebodensegment 12b abnehmbar ausgebildet, während hingegen das Gehäusebodensegment 12a zerstörungsfrei unlösbar an dem Gehäuseoberteil 8 befestigt ist. Das Gehäusebodensegment 12a kann beispielsweise mit dem Gehäuseoberteil 8 verschweißt sein. Das Gehäusebodensegment 12b kann beispielsweise mittels einer zerstörungsfrei lösbaren Schraubverbindung 15 an dem Gehäuseoberteil 8 befestigt sein. Gemäß Fig. 2 sind alle Gehäusebodensegmente 12c, 12d, 12e, 12f, 12g separat voneinander abnehmbar ausgebildet und mittels

Schraubverbindungen 15 reversibel lösbar an dem Gehäuseoberteil 8 befestigt.

Durch jedes Gehäusebodensegment 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g wird ein

Teilbereich 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g des Gehäuseinnenraumes 10 abgedeckt. Gemäß Fig. 1 sind in dem Teilbereich 13a vier Paare von Batteriemodulen 9 angeordnet. In dem Teilbereich 13b ist ein Paar von Batteriemodulen 9 angeordnet. Gemäß Fig. 2 ist in jedem Teilbereich 13c, 13d, 13e, 13f, 13g jeweils ein Paar von Batteriemodulen 9 angeordnet. Durch die lösbaren Gehäusebodensegmente 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g können die zugehörigen Teilbereiche 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g des

Gehäuseinnenraums 10 separat geöffnet werden, sodass die in diesen Teilbereichen 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g angeordneten Batteriemodule 9 von außen zugänglich sind. Wenn beispielsweise bei einem Unfall oder bei einer Überfahrt über ein bodennahes Hindernis eines der Gehäusebodensegmente, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g,

beispielsweise das Gehäusebodensegment 12e, beschädigt wird, so kann nur dieses Gehäusebodensegment 12e ausgetauscht werden. Außerdem können die Batteriemodule 9, die in dem dem Gehäusebodensegment 12e zugeordneten Teilbereich 13e angeordnet sind, auf eine Beschädigung überprüft werden und gegebenenfalls ausgetauscht werden.

In Fig. 3 ist das Batteriegehäuse 5 gemäß der Ausführungsform von Fig. 2 ohne

Gehäusedeckel mit Blick auf eine dem Gehäuseinnenraum 10 zugewandte Oberseite des Gehäusebodens 11 gezeigt. In Fig. 4 ist das Batteriegehäuse 5 mit dem Gehäusedeckel 16 gezeigt. Ein Höhenprofil des Gehäusedeckels 16 kann beispielsweise durch eine Bodenform einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs 1 festgelegt sein. Der mit dem

Teilbereich 13g korrespondierende Bereich des Batteriegehäuses 5 kann beispielsweise unter einer Rückbank des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sein, sodass in diesem

Teilbereich 13g mehrere Schichten mit Batteriemodulen 9 in Fahrzeughochrichtung z übereinander angeordnet werden können. Daher ist dieser Teilbereich 13g höher ausgebildet als die restlichen Teilbereiche 13c bis 13f.

Das Batteriegehäuse 5 weist das Gehäuseunterteil 6 in Form von dem segmentierten Gehäuseboden 1 1 sowie das Gehäuseoberteil 8 auf, von welchem hier nur die Seitenwände 7 sowie eine Frontwand 17 und eine Rückwand 18 dargestellt sind. Die Seitenwände 7, die Frontwand 17 und die Rückwand 18 bilden einen Gehäusemantel 19 des Gehäuseoberteils 8. An Innenseiten 20 der Seitenwände 7, welche dem

Gehäuseinnenraum 10 zugewandt sind, sind Querstreben 21 befestigt, welche zum Halten der Batteriemodule 9 dienen. An den Querstreben 21 können die Batteriemodule, beispielsweise durch Anschrauben, befestigt und gehalten werden. Die

Gehäusebodensegmente 12c, 12d, 12e, 12f, 12g sind hier an den Querstreben 21 sowie an dem Gehäusemantel 19 befestigt.

Entlang der Fahrzeugquerrichtung y kann eine Wanddicke 22 der Seitenwände 7 an eine Art der verwendeten Batteriemodule 9 angepasst werden. Je höher beispielsweise ein Energieinhalt der Batteriemodule 9 ist, desto größer ist die Wanddicke 22. Durch die Seitenwand 7 mit der entsprechenden Wanddicke 22 können die Batteriemodule 9 nämlich bei einem Seitenaufprall bzw. Seitencrash des Kraftfahrzeugs 1 zuverlässig vor einer Beschädigung geschützt werden.

In Fig. 5 ist ein Kraftfahrzeug 1 mit einer weiteren Ausführungsform des Batteriegehäuses 5 der Hochvoltbatterie 2 gezeigt. Hier weist die Wandstärke 22 der Seitenwände 7 entlang der Fahrzeuglängsrichtung x unterschiedliche Werte d1 , d2 auf. Dabei sind ist die Seitenwände 7 der Teilbereiche 13c und 13e gezielt verstärkt, wobei die Wandstärke 22 einen ersten Wert d1 aufweist. In den Teilbereichen 13d, 13f, 13g sind die Seitenwände 7 nicht verstärkt, die Wandstärke 22 weist einen im Vergleich zum ersten Wert d1 kleineren zweiten Wert d2 auf. Die zu den Teilbereichen 13c, 13e korrespondierenden Bereiche der Seitenwand 7 sind beispielsweise Bereiche, welche einer Kraftbeaufschlagung bei einem Seitenaufprall auf das Kraftfahrzeug 1 besonders ausgesetzt sind. Durch die größere Wandstärke 22 weisen diese Bereiche der Seitenwände 7 eine höhere Steifigkeit auf.

Außerdem weist das Batteriegehäuse 5 gemäß Fig. 5 einen Schutzschild 23 auf, welcher als ein Aufgleitschutz ausgebildet ist. Durch den Aufgleitschutz kann verhindert werden, dass ein bodennahes Hindernis, beispielsweise ein Poller, während einer Überfahrt des Kraftfahrzeugs 1 mit dem Batteriegehäuse 5 kollidiert und dadurch die Hochvoltbatterie 2 beschädigt. Dazu kann das Kraftfahrzeug 1 über das Schutzschuld 23 auf das Hindernis aufgleiten, sodass das Batteriegehäuse 5 am Hindernis vorbeibewegt wird. Zusätzlich können zum Schutz der Batteriemodule 9 die Gehäusebodensegmente 12c bis 12g mit unterschiedlichen Dicken ausgebildet sein. Beispielsweise können das einem

Frontbereich des Kraftfahrzeugs 1 zugewandte Gehäusebodensegment 12c und das einem Heckbereich des Kraftfahrzeugs zugewandte Gehäusebodensegment 12g mit einer größeren Dicke ausgebildet sein als die Gehäusebodensegmente 12d, 12e, 12f.

Das vordere und das hintere Gehäusebodensegment 12c und 12g sind nämlich bei einem Frontalcrash bzw. bei einem Aufprall auf ein Heck des Kraftfahrzeugs 1 oder bei einer Überfahrt über ein Hindernis besonders stark von der aufprallbedingten

Kraftbeaufschlagung betroffen. Diese Gehäusebodensegmente 12c und 12g sind zum Schutz der sich in den Teilbereichen 13c und 13g befindlichen Batteriemodule 9 gezielt verstärkt und weisen daher eine höhere Steifigkeit auf. Um ein Gewicht des

Batteriegehäuses 5 nicht unnötig zu erhöhen, sind die Gehäusebodensegmente 12d,

12e, 12f nicht verstärkt, da deren Beschädigung während des Crashs oder während der Hindernisüberfahrt unwahrscheinlich ist.

Bezugszeichenliste

1 Kraftfahrzeug

2 Hochvoltbatterie

3 Unterbodenbereich

4 Seitenschweller

5 Batteriegehäuse

6 Gehäuseunterteil

7 Seitenwände

8 Gehäuseoberteil

9 Batteriemodul

10 Gehäuseinnenraum 1 1 Gehäuseboden

12a bis 12g Gehäusebodensegmente 13a bis 13g Teilbereiche

14 Schraubverbindung

15 Schraubverbindung

16 Gehäusedeckel

17 Frontwand

18 Rückwand

19 Gehäusemantel

20 Innenseiten

21 Querstreben

22 Wandstärke

23 Schutzschild

d1 , d2 Werte

x Fahrzeuglängsrichtung y Fahrzeugquerrichtung

Fahrzeughochrichtung