Titel

Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie, Fahrzeugbatterie und Elektrofahrzeug Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie mit mindestens einer Modulaufnahme zur Aufnahme eines Batteriemoduls, die mindestens durch eine Seitenwand und einen Zwischenboden begrenzt ist, und mit einem unterhalb des Zwischenbodens angeordneten Unterfahrschutz zum Schutz gegen ein unerwünschtes Eindringen von Objekten von unten. Ferner betrifft die Erfindung eine Fahrzeugbatterie mit mindestens einem Batteriemodul und einem derartigen Batteriegehäuse. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Elektrofahrzeug mit einem solchen Batteriegehäuse.

Elektrofahrzeuge weisen typischerweise eine Fahrzeugbatterie zur Speicherung von elektrischer Energie auf, die zur Versorgung eines elektrischen Antriebs sowie weiterer elektrischer Aggregate des Elektrofahrzeugs genutzt werden kann. Üblicherweise bestehen solche Fahrzeugbatterien aus mehreren Batteriemodulen, die in einem gemeinsamen Batteriegehäuse angeordnet sind. Zur Aufnahme der Batteriemodule weisen die Batteriegehäuse in der Regel Modulaufnahmen in Form von Fächern auf, die durch Seitenwände und einen Zwischenboden begrenzt sind. Der Zwischenboden dichtet die Modulaufnahme nach unten gegen Spritzwasser ab und steht üblicherweise in thermischem Kontakt mit dem in der Modulaufnahme aufgenommenen Batteriemodul, so dass trotz der Abdichtung nach unten eine Kühlung des Batteriemoduls über den Zwischenboden erfolgen kann.

Derartige Batteriegehäuse müssen widerstandsfähig gegen Crashbelastungen sein, um die die Batteriemodule möglichst wirksam vor Beschädigungen zu schützen. Zum Schutz gegen das Eindringen von Objekten von unten weisen solche Batteriegehäuse daher oftmals einen Unterfahrschutz auf, der nach Art eines zweiten Bodens unterhalb des Zwischenbodens angeordnet ist. Um eine ausreichend steife Bodenstruktur zu erhalten, sind zwischen dem Unterfahrschutz und dem Zwischenboden üblicherweise balkenartige Träger angeordnet. Diese Träger können in einer Ausführung unterhalb der Modulaufnahmen angeordnet sein, diese überspannen und weisen ein hohes Widerstandsmoment auf. Als nachteilig hat sich jedoch herausgestellt, dass im Crashfall Deformationen des Unterfahrschutzes über die Träger an den Zwischenboden weitergeleitet werden. Hierdurch kann es zu Verformungen des Zwischenbodens sowie zu Beschädigungen der Batteriemodule kommen.

In einer anderen Ausführung können die Träger unterhalb der Zwischenwände liegen, die mit den Zwischenwänden eine sehr steife Struktur bilden, welche selber kaum deformiert, allerdings ist der Unterfahrschutz unterhalb der Modulaufnahmen auf einer größeren Fläche nicht abgestützt. Wenn die Modulaufnahmen zu groß sind, kann der Unterfahrschutz bis zum Zwischenboden durchgedrückt werden, was zu einer Beschädigung der Batteriemodule führen kann.

Offenbarung der Erfindung

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Gefahr einer Beschädigung von Batteriemodulen infolge einer Krafteinwirkung von unten zu reduzieren.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie mit mindestens einer Modulaufnahme zur Aufnahme eines Batteriemoduls, die mindestens durch eine Seitenwand und einen Zwischenboden begrenzt ist, und mit einem unterhalb des Zwischenbodens angeordneten Unterfahrschutz zum Schutz gegen ein unerwünschtes Eindringen von Objekten von unten, wobei der Unterfahrschutz derart verstärkt ist, dass eine von unten auf den Unterfahrschutz einwirkende Kraft in die Seitenwand einleitbar ist und eine Deformation des Zwischenbodens im Wesentlichen vermieden wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass von unten und insbesondere neben der Seitenwand auf den Unterfahrschutz einwirkende Kräfte in die Seitenwand der Modulaufnahme eingeleitet werden. Bei starker Krafteinwirkung reduziert die Verstärkung die Deformation des Unterfahrschutzes und bietet gleichzeitig noch hohen Deformationsraum um einen Kontakt des Unterfahrschutzes mit dem Zwischenboden respektive mit den Batteriemodulen im Wesentlichen zu vermeiden, was die Batteriemodule beschädigen könnte. Die Ableitung von unten auf das Batteriegehäuse einwirkender Kräfte erfolgt somit im Wesentlichen durch die Seitenwand der Modulaufnahme und/oder der Seitenwand des Batteriegehäuses. Hierdurch wird die Gefahr einer Beschädigung eines Batteriemoduls in der Modulaufnahme infolge einer Krafteinwirkung von unten verringert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Modulaufnahme durch mehrere Seitenwände und den Zwischenboden begrenzt. Beispielsweise können zur Begrenzung der Modulaufnahme zwei, drei oder vier Seitenwände vorhanden sein. Bei den Seitenwänden kann es sich um Außenwände und/oder Innenwände des Batteriegehäuses handeln. Die Seitenwände können als Elemente einer Tragstruktur, beispielsweise eines Tragrahmens des Batteriegehäuses ausgebildet sein. Der Unterfahrschutz kann an zwei gegenüberliegenden Seitenwänden derart abgestützt sein, dass eine von unten auf den Unterfahrschutz einwirkende Kraft in beide Seitenwände einleitbar ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Unterfahrschutz im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet, wodurch ein bauraumoptimierter Schutz gegen ein unerwünschtes Eindringen von Objekten von unten zur Verfügung gestellt wird, der erhöhte Bodenfreiheit bietet.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Unterfahrschutz über einen unterhalb der Seitenwand angeordneten Anbindungspunkt mit dem Zwischenboden und/oder mit einem von unten an der Seitenwand anliegenden Verbindungselement verbunden. Über den unterhalb der Seitenwand angeordneten Anbindungspunkt kann eine von unten auf den Unterfahrschutz wirkende Kraft über den Zwischenboden und/oder über das Verbindungselement in die Seitenwand eingeleitet werden. Da der Anbindungspunkt unterhalb der Seitenwand, d.h. seitlich der Modulaufnahme, angeordnet ist, können von unten einwirkende Kräfte durch den Zwischenboden und/oder das Verbindungselement in die Seitenwand eingeleitet werden ohne den Zwischenboden zu deformieren. Der Zwischenboden liegt bevorzugt an einer Unterseite der Seitenwand an, so dass eine Kraftableitung über den unterhalb der Seitenwand angeordneten Bereich des Zwischenbodens in die Seitenwand erfolgen kann. Insbesondere ist der Unterfahrschutz nicht über einen Anbindungspunkt in einem Bereich vertikal unterhalb der Modulaufnahme mit dem Zwischenboden verbunden, so dass eine Übertragung einer auf den Unterfahrschutz wirkenden Kraft auf den Zwischenboden im Bereich der Modulaufnahme vermieden wird.

Erfindungsgemäß ist mindestens ein Kraftableitungselement als Verstärkung zwischen Unterfahrschutz und Zwischenboden angeordnet, welches insbesondere an der Seitenwand abgestützt ist. Über das Kraftableitungselement kann eine von unterhalb der Modulaufnahme auf den Unterfahrschutz einwirkende Kraft in die Seitenwand abgeleitet werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist mindestens ein Kraftableitungselement als Verstärkung zwischen Unterfahrschutz und Zwischenboden angeordnet und derart ausgebil- det, dass ein Deformationsraum, insbesondere im Bereich unterhalb einer Mitte zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenwänden der Modulaufnahme größer ist, sprich der Abstand zwischen Kraftableitungselement und Zwischenboden größer ist und zum Rand hin in Richtung Seitenwand der Abstand abnimmt, wobei insbesondere das angeordnete Kraftableitungselement an der Seitenwand abgestützt ist. Bevorzugt ist das Kraftableitungselement derart ausgestaltet, dass eine in der Mitte zwischen zwei Seitenwänden der Modulaufnahme von unten auf den Unterfahrschutz einwirkende Kraft über das Kraftableitungselement an eine oder beide Seitenwände abgeleitet wird. Insbesondere ist das Kraftableitungselement derart ausgeführt, dass das Kraftableitungselement den Zwischenboden unterhalb der Modulaufnahme nicht berührt, so dass von unten einwirkende Stöße nicht über das Kraftableitungselement an den Zwischenboden und ein in der Modulaufnahme aufgenommenes Batteriemodul übertragen werden. Das Kraftableitungselement berührt den Zwischenboden bevorzugt ausschließlich in einem Bereich, in welchem die Seitenwand von oben an dem Zwischenboden anliegt, so dass von unten einwirkende Kräfte durch den Zwischenboden in die Seitenwand abgeleitet werden können. Die Modulaufnahme weist beispielsweise einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Die längere Seitenkante definiert eine durch den Mittelpunkt des Querschnitts der Modulaufnahme verlaufende Längsachse und die kürzere Seitenkante eine durch den Mittelpunkt des Längsschnitts der Modulaufnahme verlaufende Querachse. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Kraftableitungselement symmetrisch zur Längsachse ausgeführt. In einer alternativen, bevorzugten Ausgestaltung ist das Kraftableitungselement symmetrisch zur Querachse ausgeführt.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Kraftableitungselement mit der Seitenwand und/oder dem Zwischenboden und/oder dem Unterfahrschutz verbunden. Bevorzugt ist das Kraftableitungselement an der Seitenwand und/oder dem Unterfahrschutz befestigt. Hierdurch wird das Kraftableitungselement fixiert, ohne dass eine unmittelbare Verbindung zwischen Kraftableitungselement und Zwischenboden in dem Bereich der Modulaufnahme hergestellt wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erstreckt sich das Kraftableitungselement im Wesentlichen über eine gesamte Breite der Modulaufnahme und/oder eine gesamte Länge der Modulaufnahme. Durch eine derartige Ausgestaltung des Kraftableitungselements kann die gesamte Breite und/oder die gesamte Länge der Modulaufnahme vor einer Intrusion des Unterfahrschutzes und/oder des Zwischenbodens geschützt werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Kraftableitungselement Aussparungen auf. Diese Aussparungen erleichtern den Zugang zu dem durch den Zwischenboden und das Kraftableitungselement begrenzten Teil des Deformationsraums, beispielsweise zur Montage oder Wartung einer Kühlvorrichtung. Ferner kann durch derartige Aussparungen das Gewicht des Kraftableitungselements reduziert werden.

In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erstreckt sich das Kraftableitungselement nur über einen Teil der Breite der Modulaufnahme und/oder nur über einen Teil der Länge der Modulaufnahme. Hierdurch wird der Zugang zum Deformationsraum, beispielsweise zur Montage und Wartung einer Kühlvorrichtung, erleichtert. Weiterhin kann durch eine Erstreckung des Kraftableitungselements über nur einen Teil der Breite der Modulaufnahme und/oder einen Teil der Länge der Modulaufnahme ein gewichtsreduziertes Kraftableitungselement zur Verfügung gestellt werden. Bevorzugt erstreckt sich das Kraftableitungselement jeweils über einen Teil der Breite zweier benachbarter Modulaufnahmen und/oder jeweils über einen Teil der Länge zweier benachbarter Modulaufnahmen. Hierdurch wird es möglich, die Anzahl an erforderlichen Bauteilen zu reduzieren.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Kraftableitungselement eine dem Zwischenboden zugewandte Oberfläche auf, welche im Bereich unterhalb einer Mitte zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenwänden der Modulaufnahme von dem Zwischenboden beabstandet ist und im Bereich unterhalb einer Seitenwand an dem Zwischenboden anliegt. Eine derartige Ausführung des Kraftableitungselements ermöglicht eine Ableitung von auf das Kraftableitungselement einwirkenden Kräften an die Seitenwand. Durch den Abstand des Kraftableitungselements von dem Zwischenboden im Bereich unterhalb der Mitte der Modulaufnahme, ist die Gefahr, dass das Kraftableitungselement infolge einer Krafteinwirkung von unten in den Zwischenboden drückt, verringert. Bevorzugt ist die dem Zwischenboden zugewandte Oberfläche derart ausgeführt, dass durch eine Krafteinwirkung auftretende Spannungen möglichst gleichmäßig im Kraftableitungselement verteilt sind. Hierdurch wird vorteilhaft die Gefahr einer Deformation des Kraftableitungselements und/oder einer Intrusion des Kraftableitungselements in den Zwischenboden und/oder in die Batteriemodule vermindert und eine gleichmäßige Ableitung einer einwirkenden Kraft ermöglicht.

Alternativ kann das Kraftableitungselement eine dem Zwischenboden zugewandte Oberfläche aufweisen, welche im Bereich unterhalb einer Mitte zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenwänden der Modulaufnahme von dem Zwischenboden beabstandet ist und im Bereich unterhalb einer Seitenwand an der Seitenwand anliegt, so dass Kräfte unmittelbar in die Seitenwand eingeleitet werden können. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Kraftableitungselement im Bereich der Mitte eine geringere Dicke auf als im Bereich der Seitenwand. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Kraftableitungselement einen bogenförmigen oder im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt auf. Bevorzugt ist das Kraftableitungselement als Blech mit bogenförmigen oder im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt ausgeführt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der V-förmige Querschnitt in einem mittleren Bereich abgeflacht. Der bogenförmige oder im Wesentlichen V-förmige Querschnitt bewirkt eine möglichst gleichmäßige Ableitung der Kräfte über das Kraftableitungselement in die Seitenwand. Insbesondere werden durch den bogenförmigen oder im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt Spannungsspitzen im Kraftableitungselement vermieden. Hierdurch wird die Gefahr einer Deformation und/oder einer Intrusion des Kraftableitungselements in den Zwischenboden und/oder in die Modulaufnahme vermindert. Alternativ kann das Kraftableitungselement einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Kraftableitungselement aus einem Kunststoff ausgebildet ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Kraftableitungselement wannenformig oder rinnenförmig ausgebildet. Die wannen- oder rinnenförmige Ausführung bewirkt unter Krafteinwirkung eine möglichst gleichmäßige Verteilung von Spannungen im Kraftableitungselement. Hierdurch wird die Gefahr einer Deformation und/oder einer Intrusion des Kraftableitungselements in den Zwischenboden und/oder in die Modulaufnahme vermindert. Bevorzugt ist das Kraftableitungselement aus faserverstärktem Kunststoff ausgeführt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der faserverstärkte Kunststoff auf den Unterfahrschutz aufgespritzt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das wannenförmige oder rinnenförmige Kraftableitungselement nicht durchgehend ausgebildet. Insbesondere ist das wannenförmige oder rinnenförmige Kraftableitungselement in Form von voneinander beabstandeten Rippen definierter Breite ausgebildet. Dabei bestimmt das Verhältnis von Rippenbreite zum Abstand der Rippen die Belastbarkeit des Kraftableitungselements.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Batteriegehäuse mehrere Modulaufnahmen zur Aufnahme je eines Batteriemoduls auf. Hierdurch wird die Anordnung mehrerer Batteriemodule in einem Batteriegehäuse ermöglicht. Dies ermöglicht eine Leistungssteigerung der in dem Batteriegehäuse angeordneten Fahrzeugbatterie. Es wird hiermit ein Batteriegehäuse für eine leistungsstarke Fahrzeugbatterie zur Verfügung gestellt. Zwei benachbarte Modulaufnahmen können eine gemeinsame Seitenwand aufweisen, welche beide Modulaufnahmen begrenzt. Die äußeren Modulaufnahmen können durch eine Seitenwand begrenzt sein, die eine Außenwand des Batteriegehäuses ist. Die Seitenwand weist bevorzugt eine Befestigungseinrichtung, beispielsweise einen Montage- rahmen, zur Befestigung des Batteriegehäuses an einem Fahrzeug auf. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind unterhalb der Seitenwand Verbindungselemente zur Verbindung des Un- terfahrschutzes mit der Seitenwand angeordnet. Unterhalb einer äußeren Seitenwand angeordnete Verbindungselemente sind bevorzugt in den Montagerahmen und/oder die Außenwand des Batteriegehäuses integriert.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Zwischenboden als durchgehender Zwischenboden ausgebildet, welcher mehrere Modulaufnahmen nach unten begrenzt. Alternativ oder zusätzlich ist der Unterfahrschutz als durchgehender Unterfahrschutz ausgebildet, welcher unterhalb mehrerer Modulaufnahmen angeordnet ist. Hierdurch wird vorteilhaft die Anzahl an Bauteilen reduziert und somit die Montage des Batteriegehäuses vereinfacht. Dies führt zu Zeitersparnis und Kostensenkung in der Herstellung der Batteriegehäuses.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Unterfahrschutz über ein in dem Deformationsraum angeordnetes Kraftableitungselement an einer zwischen den Modulaufnahmen angeordneten Seitenwand abgestützt. Hierdurch ist eine Krafteinwirkung auf den Unterfahrschutz über das Kraftableitungselement in einen Bereich zwischen den Modulaufnahmen ableitbar. Insbesondere ist eine Krafteinwirkung auf den Unterfahrschutz über das Kraftableitungselement in die zwischen den Modulaufnahmen angeordnete Seitenwand einleitbar. Hierdurch wird eine Krafteinwirkung des Unterfahrschutzes auf den Zwischenboden und/oder die Modulaufnahmen im Bereich der Modulaufnahmen vermieden. Dies vermindert das Risiko einer Deformation des Zwischenbodens und/oder der Modulaufnahme und damit einer Beschädigung darin angeordneter Batteriemodule.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Kraftableitungselement als durchgehendes Kraftableitungselement ausgebildet, welches unterhalb mehrerer Modulaufnahmen angeordnet ist. Die Anordnung eines durchgehenden Kraftableitungselements unter mehreren Modulaufnahmen reduziert die Anzahl an Bauteilen. Hierdurch kann ein vergleichsweise schnell, einfach und kostengünstig herzustellendes Batteriegehäuse zur Verfügung gestellt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist in dem Deformationsraum eine Kühlvorrichtung und/oder eine Durchführung für ein Kühlfluid angeordnet. Hierdurch wird vorteilhaft eine effiziente Kühlung der Batteriemodule ermöglicht. Die Kühlung der Batteriemodule kann indirekt durch den Zwischenboden erfolgen. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Fahrzeugbatterie mit mindestens einem Batteriemodul und einem vorstehend beschriebenen Batteriegehäuse, wobei das Batteriemodul in einer Modulaufnahme angeordnet ist, insbesondere derart, dass es in thermischen Kontakt mit dem Zwischenboden steht. Hiermit wird vorteilhaft eine Fahrzeugbatterie mit verbesserter Crashperformance und effizienter Kühlung zur Verfügung gestellt.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem vorstehend beschriebenen Batteriegehäuse oder mit einer vorstehend beschriebenen Fahrzeugbatterie. Bei dem Fahrzeug können dieselben Vorteile erreicht werden, wie sie im Zusammenhang mit dem Batteriegehäuse beschrieben worden sind.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses für ein Fahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Batteriegehäuses nach Figur 1 von unten, wobei der Unterfahrschutz entfernt ist.

Figur 3 zeigt eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses für ein Fahrzeug gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Figur 4 zeigt eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses für ein Fahrzeug gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Figur 5 zeigt eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses für ein Fahrzeug gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Figur 6 zeigt eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses für ein Fahrzeug gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Figur 7 zeigt eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses für ein Fahrzeug gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.

In Figur 1 ist eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses 1 für eine Fahrzeugbatterie gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Batteriegehäuse 1 weist mehrere Modulaufnahmen 2 auf, in denen jeweils ein Batteriemodul 3 aufgenommen werden kann. Die Modulaufnahmen 2 weisen einen rechteckigen Grundriss auf und sind seitlich jeweils durch gegenüberliegende Seitenwände 4, 4' begrenzt. Nach unten begrenzt ein mit den Seitenwänden 4, 4' verbundener Zwischenboden 5 die Modulaufnahmen 2, so dass ein flüssigkeitsdichter Abschluss der Modulaufnahme 2 nach unten gewährleistet ist. Ferner weist das Batteriegehäuse 1 einen plattenförmigen Deckel 6 auf, welcher die Modulaufnahmen 2 nach oben begrenzt.

Der Zwischenboden 5 verläuft im Wesentlichen in horizontaler Richtung und liegt an den jeweiligen Unterseiten der Seitenwände 4, 4' an. Eine erste Seitenwand 4 ist als innenliegende Seitenwand ausgebildet, welche zwei benachbarte Modulaufnahmen 2 voneinander trennt. Insofern handelt es sich bei der ersten Seitenwand 4 um eine gemeinsame Seitenwand zweier Modulaufnahmen 2. Die gemeinsame Seitenwand 4 kann beispielsweise als Querträger ausgebildet sein. Eine zweite Seitenwand 4' ist als Außenwand des Batteriegehäuses 1 ausgebildet. Die zweite Seitenwand 4' weist ein als Montagerahmen ausgebildetes Befestigungselement 18 zur Befestigung des Batteriegehäuses 1 ein einem Fahrzeug, insbesondere an einem Chassis des Fahrzeugs, auf. Unterhalb des Zwischenbodens 5 ist ein im Wesentlichen plattenförmiger Unterfahrschutz 7 angeordnet. Der Unterfahrschutz 7 ist über Verbindungselemente 10, 10' an den Seitenwänden 4, 4' abgestützt. Hierzu ist der Unterfahrschutz 7 mit den Verbindungselementen 10, 10' über Anbindungspunkte 9, 9' verbunden, die unterhalb der Seitenwände 4, 41 angeordnet sind. Somit kann bei einer Kraftbeaufschlagung des Unterfahrschutzes 7 von unten eine Kraftableitung über die Anbindungspunkte 9, 9' in die Verbindungselemente 10, 10' und dann in die Seitenwände 4, 4' erfolgen. Beispielsweise kann der Unterfahrschutz 7 mit den Verbindungselementen 10, 10' in den Anbindungspunkten 9, 9' verschraubt sein. An dem Unterfahrschutz 7 können Verprägungen zur Aufnahme von Schraubenköpfen vorgesehen sein.

Der Unterfahrschutz 7 ist von dem Zwischenboden 5 beabstandet angeordnet, so dass ein Deformationsraum 8 zwischen dem Zwischenboden 5 und dem Unterfahrschutz gebildet ist. Aufgrund des zwischen Zwischenboden 5 und Unterfahrschutz 7 ausgebildeten Deformationsraums 8 führt eine Deformation des Unterfahrschutzes 7 nicht unmittelbar zu einer Intru- sion des Unterfahrschutzes 7 in den Zwischenboden 5 und/oder die Modulaufnahme 2. Hierdurch wird das Risiko einer Beschädigung eines in der Modulaufnahme 2 angeordneten Batteriemoduls 3 infolge einer Deformation des Unterfahrschutzes 7 vermindert.

Zudem ist innerhalb des Deformationsraums 8 ein Kraftableitungselement 1 1 angeordnet, über welches der Unterfahrschutz 7 an den Seitenwänden 4, 4' abgestützt ist. Das Kraftableitungselement 1 1 ist als Blech mit bogenförmigem Querschnitt ausgeführt. Über die Verbindungselemente 10, 10' ist das Kraftableitungselement 1 1 an die Unterseite der Seitenwände 4, 4' angebunden. Hierdurch ist eine von unten auf den Unterfahrschutz 7 einwirkende Kraft über das Kraftableitungselement 1 1 in die Seitenwand 4, 4' ableitbar. Das Kraftableitungselement 1 1 ist bevorzugt aus höchstfestem Stahl ausgeführt. Besonders bevorzugt weist der höchstfeste Stahl eine Zugfestigkeit von mindestens 780 MPa, insbesondere von mindestens 980 MPa auf.

Das Kraftableitungselement 1 1 ist an den Verbindungselementen 10, 10' befestigt. Das Kraftableitungselement 1 1 erstreckt sich über eine die gesamte Breite der Modulaufnahme 2 und die gesamte Länge der Modulaufnahme 2. Bei einer Deformation des Unterfahrschutzes 7 unter einer Krafteinwirkung auf den Unterfahrschutz 7 von unten, wirkt eine Kraft von unten auf das Krafteinleitungselement 1 1 . Durch die Krafteinwirkung entsteht eine Spannung im Kraftableitungselement 1 1 . Aufgrund des bogenförmigen Querschnitts ist die Spannung möglichst gleichmäßig innerhalb des Kraftableitungselements 1 1 verteilt. Hierdurch werden Spannungsspitzen und damit ein Brechen oder Reißen des Kraftableitungselements 1 1 vermieden. Weiterhin leitet das mit bogenförmigem Querschnitt ausgeführte Kraftableitungsele- ment 1 1 die einwirkende Kraft zu den mit den Seitenwänden 4, 4' verbundenen Seitenkanten des Kraftableitungselements 1 1. Hierdurch wird eine auf den Unterfahrschutz 7 einwirkende Kraft über das Kraftableitungselement 1 1 auf die Seitenwand 4, 4' abgeleitet und eine Intrusi- on des Kraftableitungselements 1 1 in den Zwischenboden 5 vermieden.

Die Ausführung des Krafteinleitungselements 1 1 als Blech mit bogenförmigem Querschnitt ermöglicht, dass ein möglichst großer Bauraum zwischen dem Zwischenboden 5 und dem Kraftableitungselement 1 1 als Kühlbereich 13 genutzt werden kann. In dem Kühlbereich 13 kann eine Kühlvorrichtung 12 angeordnet werden. Alternativ kann der zwischen Kraftableitungselement 1 1 und Zwischenboden 5 ausgebildete Kühlbereich 13 der Durchführung eines Kühlfluides dienen. Die Kühlung eines Batteriemoduls 3 kann mittelbar über den Zwischenboden 5 erfolgen. Bevorzugt ist das Batteriemodul 3 in der Modulaufnahme derart angeordnet, dass Zwischenboden 5 und Batteriemodul 3 in thermischem Kontakt stehen. Hierdurch ist eine effiziente und bauraumoptimierte Kühlung des Batteriemoduls 3 durch die in dem Kühlbereich 13 angeordnete Kühlvorrichtung 12 oder durch das durch den Kühlbereich 13 angeordnete Kühlmittel möglich.

Wie der perspektivischen Darstellung des Batteriegehäuses von unten mit entferntem Unterfahrschutz in Figur 2 zu entnehmen ist, weist das Kraftableitungselement 1 1 Versteifungen in Form von Sicken 1 1 auf. Die Sicken 1 1 sind parallel zu einer kürzeren Seite des Kraftableitungselements 1 1 angeordnet. Hierdurch wird das Kraftableitungselement 1 1 versteift. In Figur 2 ist ferner zu erkennen, dass das Befestigungselement 18 als um die Außenkontur des Batteriegehäuses 1 umlaufender Montagerahmen ausgebildet ist. Innerhalb des Montagerahmens 18 ist ein parallel zur einer längeren Seite des Montagerahmens 18 verlaufender Längsträger 23 angeordnet. Das Batteriegehäuse weist eine erste Reihe 24 und eine zweite Reihe 25 von Modulaufnahmen 2 auf. Der Längsträger 23 teilt das Batteriegehäuse 1 in den Bereich der ersten Reihe 24 und den Bereich der zweiten Reihe 25. Die Modulaufnahmen 2 einer Reihe sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Insbesondere sind die Modulaufnahmen 2 einer Reihe derart angeordnet, dass die längeren Seiten der Modulaufnahmen 2 einer Reihe parallel zueinander verlaufen. Bevorzugt sind die Modulaufnahmen 2 derart in der ersten und zweiten Reihe 24, 25 angeordnet, dass die längere Seite der Modulaufnahmen 2 im Wesentlichen senkrecht zum Längsträger 23 verläuft.

Bei dem Batteriegehäuse 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Verbindungselemente 10, 10' als Querträger ausgebildet, welche senkrecht zu dem Längsträger 23 angeordnet sind. Gemäß einer Abwandlung des in Figur 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiels weist das Kraftableitungselement 1 1 Aussparungen auf. Diese reduzieren vorteilhaft das Gewicht des Kraftableitungselements 1 1 .

In Figur 3 ist eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Batteriegehäuse gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich des Querschnitts des Kraftableitungselements 1 1. Das Kraftableitungselement 1 1 des zweiten Ausführungsbeispiels weist einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt auf. Durch den im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt wird gegenüber dem bogenförmigen Querschnitt die Crashperformance bei einer bezüglich der Modulaufnahme 2 mittigen Krafteinwirkung erhöht und bei einer außermittigen Krafteinwirkung reduziert. Der Querschnitt des Kraftableitungselements 1 1 weist mittig eine Abflachung 30 auf, so dass sich eine im Querschnitt trapezförmige Anordnung aus Zwischenboden 5 und Kraftableitungselement 1 1 ergibt. Durch die Abflachung wird eine punktuelle Krafteinwirkung des Unterfahrschutzes 7 auf das Kraftableitungselement 1 1 vermieden. Hierdurch wird das Risiko einer Beschädigung des Unterfahrschutzes 7 durch das Kraftableitungselement 1 1 reduziert.

Das Kraftableitungselement 1 1 kann aus einem Blech ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Kraftableitungselement 1 1 aus einem höchstfesten Stahl, insbesondere ein mit einer Zugfestigkeit von mindestens 780 MPa, insbesondere von mindestens 980 MPa ausgeführt.

In Figur 4 ist eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Das Batteriegehäuse 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist ähnlich wie das Batteriegehäuse 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Kraftableitungselement 1 1 auf, welches im Bereich unterhalb der Modulaufnahme 2 einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt hat. Im Unterschied zu dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das Kraftableitungselement 1 1 einstückig mit dem Verbindungselement 10 verbunden, an welchem der Unterfahrschutz 7 angebunden ist. Hierdurch wird die Anzahl der zur Herstellung des Batteriegehäuses 1 erforderlichen Bauteile reduziert. Es ergibt sich eine geringere Anzahl an Fügestellen, so dass die Fertigung vereinfacht wird.

Auf der dem Verbindungselement 10 gegenüberliegenden Seite der Modulaufnahme 2 ist das Kraftableitungselement 1 1 mit einem zweiten Verbindungselement 10' verbunden. Wie in Figur 4 angedeutet, sind die Kraftableitungselemente 1 1 unterhalb benachbarter Modulaufnahmen 2 jeweils einstückig mit einem Verbindungselement 10 ausgebildet. Die Kraftablei- tungselemente 1 1 sind als Bleche, bevorzugt aus einem höchstfestem Stahl mit einer Zugfestigkeit von mindestens 780 MPa, insbesondere von mindestens 980 MPa ausgeführt.

In Figur 5 ist eine schematische Schnittbildansicht eines Batteriegehäuses 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Im Unterschied zu den Batteriegehäusen gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel ist bei dem Batteriegehäuse 1 des vierten Ausführungsbeispiels ein Kraftableitungselement 1 1 vorgesehen, welches sich nur über einen Teil der Breite B der Modulaufnahme 2 erstreckt, so dass ein erleichterter Zugang zum Deformationsraum, beispielsweise zur Montage und Wartung einer Kühlvorrichtung, ermöglicht wird. Das Kraftableitungselement 1 1 erstreckt sich jeweils über einen Teil der Breite B zweier benachbarter Modulaufnahmen 2.

Die Anbindung des Kraftableitungselements 1 1 erfolgt über einen unterhalb einer Seitenwand 4 angeordneten Anbindungspunkt 9. In dem Anbindungspunkt 9 ist der Unterfahrschutz 7 mit dem Kraftableitungselement 1 1 und dem Zwischenboden 5 verschraubt. An dem Unterfahrschutz 7 ist eine Hülse 19 angeordnet, durch welche ein Verbindungsmittel, beispielsweise eine Schraube, geführt werden kann.

Die Figur 6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Batteriegehäuses 1 in einer schematischen Schnittbildansicht. Innerhalb des Deformationsraums 8 dieses Batteriegehäuses 1 ist ein Kraftableitungselement 1 1 angeordnet, welches fest mit dem Unterfahrschutz 7 verbunden ist. Das Kraftableitungselement 1 1 kann beispielsweise aus einem Kunststoff ausgebildet sein, welcher bevorzugt an den Unterfahrschutz 7 angespritzt ist. Der aufgespritzte Kunststoff ist bevorzugt faserverstärkt, insbesondere kurzfaserverstärkt. Bevorzugt ist das Kraftableitungselement 1 1 aus einem Polyamid, insbesondere aus PA6.6 GF30, ausgeführt. Der Unterfahrschutz 7 kann als Metallblech ausgeführt sein und an der dem Zwischenboden 5 zugewandten Oberseite einen Haftvermittler und/oder eine Kunststoff-Koppelschicht aufweisen. Insofern bilden das Kraftableitungselement 1 1 und der Unterfahrschutz ein Kunststoff-Metall-Hybridbauteil.

Das Kraftableitungselement 1 1 weist einen trapezförmigen Querschnitt auf. Das Kraftableitungselement 1 1 erstreckt sich nur über einen Teil der Breite der Modulaufnahme und nur über einen Teil der Länge der Modulaufnahme 2. Bevorzugt sind mehrere voneinander beab- standete Kraftableitungselemente 1 1 über die Länge der der Seitenwand 4, 4' verteilt angeordnet. Hierdurch entsteht eine in einer zur Seitenwand 4, 4' parallelen Richtung nicht durchgehende Kraftableitungsstruktur, bestehend aus mehreren Kraftableitungselementen 1 1. Insofern ergibt sich eine rippenartige Kraftableitungsstruktur. Das Verhältnis der Breite der Kraftableitungselementen 1 1 zum Abstand zwischen den Kraftableitungselementen 1 1 bestimmt die Belastbarkeit des Unterfahrschutzes 7. Durch geeignete Wahl dieses Verhältnisses kann die Belastbarkeit des Unterfahrschutzes und damit des Batteriegehäuses 1 eingestellt werden.

Die Anbindung des Kraftableitungselements 1 1 erfolgt über einen unterhalb einer Seitenwand 4 angeordneten Anbindungspunkt 9. In dem Anbindungspunkt 9 ist der Zusammenbau von Unterfahrschutz 7 und Kraftableitungselement 1 1 mit dem Zwischenboden 5 verschraubt. An dem Unterfahrschutz 7 ist eine Hülse 19 angeordnet, durch welche ein Verbindungsmittel, beispielsweise eine Schraube, geführt werden kann.

In Figur 7 ist eine schematische Schnittbildansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels eines Batteriegehäuses 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Batteriegehäuse gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel weist ein wannenförmiges Kraftableitungselement 1 1 auf, welches fest mit dem Unterfahrschutz 7 verbunden ist. Bevorzugt sind der Unterfahrschutz 7 und das Kraftableitungselement 1 1 einstückig miteinander verbunden.

Der Unterfahrschutz 7 ist aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgeführt. Bevorzugt besteht der Unterfahrschutz 7 aus einer unteren Fasermatte 20. Das Kraftableitungselement 1 1 weist eine dem Zwischenboden 5 zugewandte Oberfläche 21 auf, welche aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist und eine Schicht 22 aus Polymerschaum, über welche das Kraftableitungselement 1 1 mit dem Unterfahrschutz 7 verbunden ist. Der faserverstärkte Kunststoff des Unterfahrschutzes 7 und/oder des Kraftableitungselements 1 1 weist bevorzugt Carbonfasern oder Aramidfasern auf. Besonders bevorzugt sind die Fasern innerhalb des Kunststoffs in Richtung der kürzeren Länge der Modulaufnahme 2 ausgerichtet. Hierdurch wird vorteilhaft ein gewichtsreduzierter Schutz der Modulaufnahme 2 und darin angeordneter Batteriemodule 3 zur Verfügung gestellt, der gleichzeitig eine hohe Crashperformance aufweist.

In dem Kraftableitungselement 1 1 ist ferner eine Aussparung 31 vorgesehen, durch welche ein Verbindungsmittel, beispielsweise eine Schraube, geführt werden kann, um das mit dem Unterfahrschutz 7 fest verbundene Kraftableitungselement 1 1 in einem unter der Seitenwand 4 angeordneten Anbindungspunkt 9 an den Zwischenboden 5 anzubinden. Die vorstehend beschriebenen Batteriegehäuse 1 für eine Fahrzeugbatterie weisen mindestens eine Modulaufnahme 2 zur Aufnahme eines Batteriemoduls 3 auf, wobei die Modulaufnahme 2 mindestens durch eine Seitenwand 4, 4' und einen Zwischenboden 5 begrenzt ist. Unterhalb des Zwischenbodens 5 ist ein Unterfahrschutz 1 1 zum Schutz gegen ein unerwünschtes Eindringen von Objekten von unten angeordnet. Bevorzugt ist zwischen dem Zwischenboden 5 und dem Unterfahrschutz 1 1 ein Deformationsraum 8 angeordnet, in welchen der Unterfahrschutz 1 1 infolge einer Krafteinwirkung von unten eindringen kann ohne den Zwischenboden 5 zu deformieren, wobei der Unterfahrschutz 1 1 an der Seitenwand 4, 4' derart abgestützt ist, dass eine von unten auf den Unterfahrschutz 1 1 einwirkende Kraft in die Seitenwand 4, 4' einleitbar ist. Hierdurch wird die Gefahr einer Beschädigung eines Batteriemoduls 3 in der Modulaufnahme 2 infolge einer Krafteinwirkung von unten verringert.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Batteriegehäuse

2 Modulaufnahme

3 Batteriemodul

4 Seitenwand

4' Seitenwand

5 Zwischenboden

6 Deckenplatte

7 Unterfahrschutz

8 Deformationsraum

9 Anbindungspunkt 9' Anbindungspunkt

10 Verbindungselement 10' Verbindungselement

1 1 Kraftableitungselement

12 Kühlvorrichtung

13 Kühlbereich

16 Verprägung

17 Sicke

18 Befestigungselement

19 Anschraubpunkt

20 obere Fasermatte

21 untere Fasermatte

22 Polymerschaumschicht

23 Querträger

24 erste Reihe

25 zweite Reihe

30 Abflachung

B Breite

L Länge