JÄSCHKE, Dirk (Schulenburgstraβe 29, Wolfsburg, 38446, DE)
GILDEMANN, Dirk (Untere Teichstraβe 4, Wolfsburg, 38444, DE)
JÄSCHKE, Dirk (Schulenburgstraβe 29, Wolfsburg, 38446, DE)
| Patentansprüche 1. Energiespeicheranordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, mit zumindest zwei Batteriekästen (1 ,2), die jeweils mindestens eine Akkumulatorenbatterie aufnehmen, wobei eine elektrische Verbindung zwischen den zwei Akkumulatorenbatterien ausgebildet wird, wenn die Batteriekästen (1 ,2) über ein Verbindungsteil (3) miteinander mechanisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erster Batteriekasten (1 ) vom Verbindungsteil (3) trennbar derart ausgestaltet ist, dass die Batteriekästen (1 ,2) unabhängig voneinander montierbar und/oder demontierbar sind, wobei das Verbindungsteil (3) neben einer oder oberhalb von einer Radachse (4) des Kraftfahrzeugs anordenbar ist 2. Energiespeicheranordnung nach Anspruch 1 , wobei das Verbindungsteil (3) flexibel biegbar ausgestaltet ist. 3. Energiespeicheranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei ein zweiter Batteriekasten (2) mit dem Verbindungsteil (3) fest ausgestaltet ist. 4. Energiespeicheranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Verbindungsteil (3) als ein karosseriefestes Teil ausgestaltet ist. 5. Energiespeicheranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verbindungsteil (3) mindestens eine Durchführung zur Klimatisierung der Akkumulatorenbatterie aufweist. 6. Energiespeicheranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Batteriekästen (1 ,2) jeweils zum Verbindungsteil (3) seitlich nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sind. 7. Energiespeicheranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei einer der Batteriekästen (1) unter einem Autositz (8) des Kraftfahrzeugs anordenbar ist, oder einer der Batteriekasten (2) hinter dem Autositz (6) am Heckteil des Kraftfahrzeugs anordenbar ist. 8. Verfahren zur Anordnung eines Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, mit zumindest zwei Batteriekästen (1 ,2), die jeweils eine Akkumulatorenbatterie aufnehmen, bei dem - eine elektrische Verbindung zwischen den zwei Akkumulatorenbatterien ausgebildet wird, wenn die Batteriekästen (1 ,2) durch ein Verbindungsteil (3) miteinander mechanisch verbunden werden, wobei mindestens ein erster Batteriekasten (1 ) vom Verbindungsteil (3) derart trennbar verbunden wird, dass die Batteriekästen (1 ,2) unabhängig voneinander montiert und/oder demontiert werden können und das Verbindungsteil (3) neben einer oder oberhalb von einer Radachse (4) des Kraftfahrzeugs angeordnet wird. 9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem ein zweiter Batteriekasten (2) mit dem Verbindungsteil (3) fest ausgestaltet wird. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8, bei dem das Verbindungsteil (3) karoseriefest mit dem Kraftfahrzeug ausgestaltet ist. 1 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei mindestens eine Durchführung zur Klimatisierung der Akkumulatorenbatterie bei dem Verbindungsteil (4) vorgesehen wird. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , bei dem die Batteriekästen (1 ,2) jeweils zum Verbindungsteil (3) seitlich nebeneinander und/oder übereinander angeordnet werden. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem einer der Batteriekästen (1) unter einem Autositz (6) des Kraftfahrzeugs angeordnet wird, oder einer der Batteriekästen (2) hinter dem Autositz (6) am Heckteil des Kraftfahrzeugs angeordnet wird. |
Energiespeicheranordnung für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Energiespeicheranordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, mit zumindest zwei Batteriekästen und ein Verfahren zur Anordnung eines derartigen Energiespeichers.
Heutzutage, um auf eine für eine akzeptable Reichweite ausreichende Anzahl von
Batteriezellen für ein Elektrofahrzeug (E-Fahrzeug) zu kommen, wird der elektrische
Energiespeicher eines Elektrofahrzeugs aus zwei oder mehreren miteinander verbundenen Batteriekästen aufgebaut. Die Batteriekästen umfassen jeweils mindestens eine Batterie. Dabei befindet sich ein Batteriekasten in der Regel vor der hinteren Achse des Fahrzeugs, während der zweite Batteriekasten je nach der Achsenkonstruktion hinter oder über der Achse - z.B. hinter einer Verbundlenkerachse oder über einer Koppellenkerachse oder Mehrlenkerachse - angeordnet wird. Aus Gründen der Sicherheit, der Verdrahtung und der Klimatisierung ist in dem Fall ein zusammenhängender Batteriekasten sinnvoll. Ab einer gewissen
Batteriekastengröße ist ein Wechsel der kompletten Batterie aus dem Fahrzeug dann sehr aufwendig, weil der Batteriekasten zum Teil über der Radachse z.B. im Kofferraum und auch zum Teil unter der Radachse z.B. unter einem Autositz angeordnet wird. Ein Batteriewechsel eines derartigen einteiligen Batteriekastens setzt voraus, die Radachse des Fahrzeugs zuerst auszubauen. Daraus resultiert ein hoher Aufwand bei Montagen, Wartungs- oder Instanzarbeit bzw. Service.
In DE 40 27 147 A1 ist eine Vorrichtung bestehend aus zwei Batteriekästen zur Kopplung der Steuerung und batterie-elektrischen Versorgungen von Antriebsmotoren einer Lokomotive bekannt, wobei die Batteriekastenanschlüsse über einen Steuerkasten miteinander in elektrischer Verbindung stehen.
DE 25 58 456 offenbart einen Energiespeicher für Elektrotraktion, insbesondere
Elektrofahrzeuge, mit mehreren separat handhabbaren Batterieuntereinheiten, die durch ein Verbindungsteil mit Steckkontakten miteinander verbunden sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Energiespeichereinheit eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, flexibel leicht zu montieren und zu demontieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Energiespeicheranordnung für ein
Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Anordnung eines derartigen Energiespeichers mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die Energiespeichereinheiten trennbar in Modulen aufzubauen, damit erhöht man die Möglichkeit, die Module in einem Kraftfahrzeug flexibel anzuordnen. Ein Energiespeicheranordnung wird für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, mit zumindest zwei Batteriekästen, die jeweils zumindest eine
Akkumulatorenbatterie aufnehmen, vorgesehen, wobei die zwei Akkumulatorenbatterien miteinander elektrisch verschaltet werden, wenn die zwei Batteriekästen über ein
Verbindungsteil miteinander mechanisch verbunden sind, wobei das Verbindungsteil seitlich neben einer oder oberhalb von einer Radachse des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei mindestens ein erster Batteriekasten vom Verbindungsteil trennbar derart ausgestaltet ist, dass die Batteriekästen unabhängig voneinander montierbar und/oder demontierbar sind. Mittels des Verbindungsteils ermöglicht eine mechanische Verbindung für die Batteriekästen derart, dass die zwei verbundenen Batteriekästen wieder zu einem geschlossenen System gemacht und nach außen abgedichtet werden. Mit diesem Aufbau wird eine hohe Flexibilität bei der Wartung bzw. Instandhaltung der Batterien geschafft, damit die Batteriekästen unabhängig voneinander ab- und aufgebaut werden können, ohne die Radachse des Fahrzeugs vorab auszubauen. Außerdem kann ein Batteriekasten auch in den Fahrzeuginnenraum montiert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbindung der Erfindung wird das Verbindungsteil flexibel biegbar ausgestaltet. Das Verbindungsteil besteht aus einem elastischen Material, z.B. aus Kunststoff oder Gummi und kann z.B. in Form von Schlauch ausgebildet werden. Das
Verbindungsteil kann auch bei der Montage zusammengefaltet werden. Somit kann die
Energiespeicheranordnung Hindernisse leicht umgehen und die Kontur des Fahrzeugs besser anpassen. Die erleichtert die Arbeit insbesondere beim Montieren und Demontierung der Batteriekästen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Energiespeicheranordnung auch zweiteilig aufgebaut werden, wobei ein zweiter Batteriekasten mit dem Verbindungsteil fest ausgestaltet wird. In dem Fall ist in der Energiespeicheranordnung nur noch eine Schnittstelle oder ein Anschluss zur Verbindung des ersten Batteriekastens mit dem
Verbindungsteil notwendig. Daher kann die Energiespeicheranordnung vereinfacht werden und die Aufbaukosten der gesamten Energiespeicheranordnung reduziert werden.
Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Verbindungsteil als ein karosseriefestes Teil ausgestaltet, und das Verbindungsteil befindet sich über der Radachse des Fahrzeugs. Man braucht beim Wechseln der Batterien nur die Batteriekästen vom karosseriefesten Bestandteil, nämlich dem Verbindungsteil abzutrennen, ohne das
Verbindungsteil noch abbauen zu müssen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Verbindungsteil mindestens eine Durchführung zur Klimatisierung der Akkumulatorenbatterie auf. Die Durchführung wird z.B. im Verbindungsteil in dessen axialen Richtung ausgestaltet. Dadurch kann ein Flüssigkeitsoder Luftstrom durch die Durchführung zwischen den Batteriekästen fließen, um die
Akkumulatorenbatterie abzukühlen oder zu erwärmen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Batteriekästen jeweils zum Verbindungsteil seitlich nebeneinander und/oder übereinander angeordnet werden. Dabei können die Batteriekästen auch flexibel unter oder hinter einem Autositz, insbesondere am Heckteil des Kraftfahrzeugs angeordnet werden.
Weiterhin wird ein Verfahren zur Anordnung eines Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, mit zumindest zwei Batteriekästen, die jeweils eine
Akkumulatorenbatterie aufnehmen, angegeben, bei dem ein Verbindungsteil zur Verbindung der zwei Batteriekästen über einer Radachse des Kraftfahrzeugs angeordnet wird, wobei eine elektrische Verbindung zwischen den zweit Akkumulatorenbatterien ausgebildet wird, wenn die Batteriekästen über das Verbindungsteil miteinander mechanisch verbunden werden, wobei mindestens ein erster Batteriekasten vom Verbindungsteil derart trennbar verbunden wird, dass die zwei Batteriekästen unabhängig voneinander montiert und/oder demontiert werden können.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen: FIG 1 Energiespeicheranordnung mit zwei Batteriekästen,
FIG 2 eine Kopplungsmöglichkeit einer dreiteiligen Energiespeicheranordnung,
FIG 3 eine andere Kopplungsmöglichkeit der dreiteiligen Energiespeicheranordnung,
FIG 4 eine Kopplungsmöglichkeit einer zweiteiligen Energiespeicheranordnung, und
FIG 5 eine andere Kopplungsmöglichkeit der zweiteiligen Energiespeicheranordnung.
In FIG 1 wird dargestellt, dass eine Energiespeicheranordnung zwei Batteriekästen 1 ,2 aufweist, wobei jeder Batteriekasten zumindest eine Akkumulatorenbatterie (hier nicht gezeigt) für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug umfasst. Die zwei Batteriekästen 1 ,2 werden jeweils seitlich zu der hinteren Radachse 4 des Fahrzeugs angeordnet, wobei einer der Batteriekästen 1 unter einem Autositz 6 und vor der Radachse 4 ist, während der andere Batteriekasten 2 neben dem
Autositz 6, also im Kofferraum des Fahrzeugs, und hinter der Radachse 4 ist. Die Radachse 4 kann z.B. eine Verbundlenkachse, eine Koppellenkerachse oder eine Mehrlenkachse sein.
Die zwei Batteriekästen 1 ,2 werden durch ein Verbindungsteil 3 verbunden, wobei das
Verbindungsteil 3 sich oberhalb der Radachse 4 befindet. In einem anderen Fall kann das Verbindungsteil 3 je nach der Konstruktion der Batteriekästen 1 ,2 auch seitlich neben der Radachse 4 angeordnet werden. Das Verbindungsteil 3 besteht aus einem elastischen Material, z.B. Kunststoff oder Gummi, und ist somit flexibel biegbar. Das Verbindungsteil 3 weist eine Durchführung (nicht dargestellt) in seiner axialen Richtung. Durch die Durchführung kann ein Luft- oder Wasserstrom durch die zwei Batteriekästen 1 ,2 oder zyklisch zwischen den
Batteriekästen 1 ,2 fließen, um die Akkumulatorenbatterien zu kühlen oder zu wärmen. Das Verbindungsteil 3 kann ein oder mehrere Schnapp-/Rastelemente zur Ausbildung einer mechanischen Verbindung der Batteriekästen 1 ,2 und mindest einen Steckeranschluss zur Ausbildung einer elektrischen Verbindung für die Akkumulatorenbatterien aufweisen. Dadurch können die Batteriekästen 1 ,2 einfach durch Einrasten mit dem Verbindungsteil 3 verbunden und nach außen gegen Feuchtigkeit und Staub abgedichtet werden, ohne andere
Befestigungsmittel wie z.B. Schrauben oder Niete zu verwenden. Die Akkumulatorenbatterien können gleich nach dem Einrasten der Batteriekästen 1 ,2 ins Verbindungsteil 3 miteinander elektrisch verbunden. In FIG 2 und FIG 3 werden zwei Kopplungsmöglichkeiten einer dreiteiligen
Energiespeicheranordnung angezeigt, wobei die zwei Batteriekästen 1 ,2 und das
Verbindungsteil 3 jeweils einen Anschluss 7 aufweisen, um sich miteinander einrastend verbunden werden zu können. Die Batteriekästen 1 ,2 können jeweils seitlich, von oben oder von unten zu dem Verbindungsteil 3 angeordnet werden. Dabei kann der Batteriekasten 1 , der unterhalb eines hinteren Autositzes 6 ist, von oben auf dem Verbindungsteil 3 aufgesetzt, von unten in das Verbindungsteil 3 hochgedrückt oder seitlich in das Verbindungsteil 3
eingeschoben werden, dementsprechend kann der zweite Batteriekasten 2, der am Heckteil des Fahrtzeugs abgesetzt ist, sich auf der gleichen Weise an das Verbindungsteil 3
angeschlossen werden.
Das Verbindungsteil 3 kann als ein karosseriefestes Teil ausgestaltet und über der Radachse 4 angeordnet werden. Man braucht beim Wechseln der Batterien nur die Batteriekästen 1 ,2 von dem Fahrzeugkarosserie abzubauen, ohne das Verbindungsteil 3 noch herauszunehmen.
Unabhängig voneinander und von der Radachse 4 können die zwei Batteriekästen 1 ,2 flexibel am Verbindungsteil 3 aufgebaut und von diesem abgebaut werden.
FIG 4 zeigt eine Kopplungsmöglichkeit einer zweiteiligen Energiespeicheranordnung, wobei der Batteriekasten 2, der im Kofferraum des Fahrzeugs ist, mit dem Verbindungsteil 3 als eine Einheit einstückig ausgestaltet wird. Der Batteriekasten 1 und der Batteriekasten 2 mit dem Verbindungsteil 3 können unabhängig von der Radachse 4 flexibel montiert und demontiert werden, indem der Batteriekasten 2 und das Verbindungsteil 3 als eine Einheit zuerst von oben bis zu einer Anschlagsposition oberhalb der Radachse 4 aufgelegt und dann parallel und quer zu der Radachse 4 verschoben wird. Der Batteriekaten 1 kann wie oben dargestellt seitlich, von oben oder von unten an das Verbindungsteil 3 angeordnet werden.
FIG 5 zeigt eine alternative Kopplungsmöglichkeit einer zweiteiligen Energiespeicheranordnung, wobei der Batteriekasten 1 , der sich unter einem Autositz des Fahrzeugs befindet, und das Verbindungsteil 3 als eine Einheit einstückig ausgestaltet werden. So der Batteriekasten 2 kann zuerst von oben bis zu einer Anschlagsposition oberhalb der Radachse 4 aufgelegt und dann parallel und quer zu der Radachse 4 an eine passende Stelle verschoben werden. Der
Batteriekaten 1 und das Verbindungsteil 3 werden als eine Einheit zur Verbindung mit dem Batteriekasten 2 von unten bis zu einer Position seitlich zu der Radachse 4 erhoben, wobei das Verbindungsteil 3 mittels dessen Anschlusses 7 an den Anschluss des Batteriekastens 2 angeschlossen wird. Die zwei Batteriekästen 1 ,2 und das Verbindungsteil 3 können ohne Einfluss auf die Radachse 4 zusammengebaut und abgebaut werden. Der zweiteilige Aufbau der
Energiespeicheranordnung bildet im zusammengesetzten Zustand eine für sich geschlossene Einheit, wobei die Einheit nur ein Batteriemanagement benötigt. Mit diesem Aufbau kann eine hohe Flexibilität bei der Wartung bzw. Instandhaltung der Batterien geschafft werden, damit die Batteriekästen 1 ,2 unabhängig voneinander getauscht werden können, ohne dass die
Radachse 4 vorab abgebaut werden muss.