BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft eine Batterieschutzvorrichtung für eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterieschutzvorrichtung.

Bei elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen mit einer Traktionsbatterie besteht die Gefahr, dass während oder nach einer Kollision eine oder mehrere Batteriezellen stark deformiert und/oder beschädigt werden, was zu einem Batteriebrand führen kann. Insbesondere bei einer Seitenkollision ist ein Risiko erhöht, dass Batteriezellen verformt werden, da eine geringere Pufferzone zwischen der Traktionsbatterie und der Außenseite des Kraftfahrzeugs ist.

Um eine Beschädigung einer Traktionsbatterie bei einer Seitenkollision zu minimieren, ist es bekannt, die Traktionsbatterie in einer mechanisch geschützten Batterieschutzvorrichtung anzuordnen, um mögliche Deformationen der Batteriezellen und somit einen Batteriebrand zu vermeiden. So ist aus der DE 102010050826 A1 eine gattungsgemäße Anordnung zumindest einer Traktionsbatterie in einem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug bekannt, wobei die Batterie zwischen den Achsen des Kraftfahrzeugs und zwischen längs verlaufenden, seitlichen Schwellern am Unterboden des Fahrzeugaufbaus und mit einem definierten Abstand zu den Schwellern in einem Batteriekasten gelagert ist. Ein wirksamer Schutz der Traktionsbatterie bei einem Seitencrash des Kraftfahrzeugs wird dadurch erzielt, dass die zumindest eine Batterie durch in einem Seitencrashfall wirksame Mittel zusätzlich vor Beschädigung geschützt ist.

Aus der DE 102018205234 B3 ist eine Batterieanordnung für ein Elektrofahrzeug oder Hybrid-Elektrofahrzeug bekannt, mit mehreren Batteriemodulen, die allgemein quaderförmige und in Fahrzeugquerrichtung langgestreckte Batteriemodulgehäuse aufweisen, die jeweils mehrere Batteriezellen enthalten und mittels flexibler Leitungen miteinander verbunden sind, wobei sich die Batteriemodulgehäuse in Fahrzeugquerrichtung zwischen seitlichen Schwellern des Fahrzeugs erstrecken und wobei die Batteriemodulgehäuse in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander angeordnet und gemeinsam von einem Batteriegehäuse umgeben sind, wobei die Batteriemodulgehäuse durch eine die Fahrzeugkarosserie verformende seitliche Krafteinwirkung auf das Fahrzeug unter Verformung des Batteriegehäuses in Fahrzeugquerrichtung gegeneinander beweglich sind. Zwischen je zwei benachbarten Batteriemodulgehäusen ist ein in Fahrzeugquerrichtung langgestrecktes Führungs- und Kraftübertragungselement angeordnet, das ebenso lang wie die Batteriemodulgehäuse ist, ebenso wie die Batteriemodulgehäuse aber unabhängig davon unter Verformung des Batteriegehäuses in Fahrzeugquerrichtung beweglich ist, mit den Batteriemodulgehäusen Formschluss hat und die Batteriemodulgehäuse in Fahrzeugquerrichtung führt.

Aus der DE 202016 103720 U1 ist eine Batterieanordnung für ein Fahrzeug bekannt, umfassend eine Batterie, einen Träger, der die Batterie aufnimmt, mindestens ein zerbrechliches Verbindungsteil, durch das der Träger am Fahrzeug befestigt ist, eine Kantenverstärkung, die an jeder lateralen Seite des Trägers befestigt ist, und einen vorderen Kanal und einen hinteren Kanal, die an dem Fahrzeug befestigt sind und den Träger führen, wenn der Träger von einem Aufprallort wegleitet, wenn das zerbrechliche Verbindungsteil bei einer Seitenaufprallkollision bricht. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Batterieschutzvorrichtung zum Schutz einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, insbesondere zum Schutz vor einer Seitenkollision.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, der folgenden Beschreibung sowie den Figuren offenbart.

Die Erfindung basiert auf der Idee, dass Batteriebrände bei einer Seitenkollision vermieden werden können und dadurch mehr Sicherheit für den Fahrer und Passagiere des Kraftfahrzeugs angeboten werden können, wenn ein doppelter Batterieschutzrahmen verwendet wird, wobei der erste Rahmen fest mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist und der zweite Rahmen, in dem die Traktionsbatterie gelagert ist, im Falle einer Seitenkollision seitlich zu dem ersten Rahmen verschoben wird, sodass eine geringere Kraft und damit ein geringeres Risiko einer Deformation auf die Traktionsbatterie auftritt.

Die Erfindung betrifft eine Batterieschutzvorrichtung für eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, mit einem Trägerrahmen und einer Batteriegehäusewanne, wobei bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch der Batterieschutzvorrichtung der Trägerrahmen an einer Fahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeugs angebracht ist und die Traktionsbatterie in der Batteriegehäusewanne angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist in einem Bereich des Trägerrahmens und einem korrespondierenden Bereich eines Rahmens der Batteriegehäusewanne eine Verbindungsstruktur bereitgestellt, über die die Batteriegehäusewanne an dem Trägerrahmen gelagert ist, wobei die Verbindungsstruktur aus Nuten und korrespondierenden Verbindungselementen, die in die jeweilig korrespondierenden Nuten kraft- und/oder formschlüssig eingreifen, ausgebildet ist, wobei die Verbindungsstruktur ferner dazu ausgebildet ist, dass die Verbindungselemente bei Einwirkung einer vorgegebenen Kraft aus zumindest einer vorgegebenen Richtung auf die Batterieschutzvorrichtung aus den Nuten herausschiebbar sind und somit die Batteriegehäusewanne in der vorgegebenen Richtung relativ zum Trägerrahmen verschiebbar ist.

Mit anderen Worten umfasst die Batterieschutzvorrichtung zwei Rahmen, die bei einer Kollision seitlich zueinander verschoben beziehungsweise ausgerutscht werden können. Der erste Rahmen ist ein Trägerrahmen, der durch Befestigungsmittel an der Fahrzeugkarosserie angebracht werden kann. Der zweite Rahmen ist ein Rahmen einer Batteriegehäusewanne, in die die Traktionsbatterie angeordnet werden kann. Die beiden Rahmen können einen Bereich aufweisen, in den der Trägerrahmen und der Rahmen der Batteriegehäusewanne Übereinanderliegen, wobei in diesem Bereich jeweils eine Verbindungsstruktur mittels mehrerer Nuten und korrespondierender Verbindungselemente in die jeweiligen Rahmen eingearbeitet ist. Die Verbindungselemente können dabei in einem Normalzustand der Batterieschutzvorrichtung in die korrespondierenden Nuten kraft- und/oder formschlüssig eingreifen, sodass die Rahmen an der Verbindungsstruktur als ein ineinander eingefügter Doppelrahmen gehalten werden. Das heißt, dass die Batteriegehäusewanne über die Verbindungsstruktur an dem Trägerrahmen aufgehängt ist.

Die Verbindungselemente können Zähne sein, die in die jeweiligen Nuten eingreifen, wobei die Verbindungselemente und die Nuten im Querschnitt vorzugsweise eine puzzleförmige Kontur aufweisen, insbesondere eine Schwalbenschwanzkontour, so dass die Verbindungselemente in zumindest vier der sechs Raumrichtungen formschlüssig begrenzt wird. In die freie Raumrichtung entlang der Nuten kann das jeweilige Verbindungselement vorzugsweise kraftschlüssig gehalten werden. Das bedeutet, dass bei Auftreten einer vorgegebenen Kraft beziehungsweise einem Übersteigen einer vorgegebenen Kraftschwelle in der vorgegebenen Richtung, insbesondere in Richtung entlang der Nuten, die Verbindungselemente aus den Nuten herausgedrückt werden können, wobei sich dadurch die Batteriegehäusewanne insgesamt vom Trägerrahmen löst und somit die Batteriegehäusewanne relativ zum Trägerrahmen verschoben werden kann. Die Richtung in der die Batteriegehäusewanne verschoben werden soll, kann durch die Richtung der Nuten vorgegeben sein, wobei die vorgegebene Richtung vorzugsweise eine Hin- und Rückrichtung entlang eines Raumfreiheitsgrades sein kann. Vorzugsweise sind die Nuten so ausgerichtet, dass die vorgegebene Richtung bei der bestimmungsgemäßen Anwendung der Batterieschutzvorrichtung seitlich zu dem Kraftfahrzeug verläuft, sodass bei einer Seitenkollision die Batteriegehäusewanne zu der Seite des Kraftfahrzeugs herausgeschoben werden kann, die der Kollision abgewandt ist.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass durch das Verschieben der Batteriegehäusewanne aus der Batterieschutzvorrichtung heraus eine Kraft von der Traktionsbatterie genommen werden kann, wodurch geringere Deformationsrisiken auf die Traktionsbatterie wirken und somit eine Gefahr eines Batteriebrands verringert werden kann. Des Weiteren befindet sich die Traktionsbatterie nicht mehr direkt unter dem Kraftfahrzeug, wodurch eine direkte Brandeinwirkung auf das Kraftfahrzeug verringert werden kann, falls es zu einem Batteriebrand kommt, was eine Sicherheit zusätzlich erhöht.

Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Bereiche mit der Verbindungsstruktur zumindest an einer Seite des Trägerrahmens und des Rahmens der Batteriegehäusewanne bereitgestellt sind und durchgehend über eine Länge der Seite verlaufen. Mit anderen Worten können die Batterieschutzvorrichtung und der Trägerrahmen rechteckig ausgebildet sein, wobei eine Seite des Rechtecks, vorzugsweise zwei Seiten des Rechtecks, die parallel zueinander verlaufen und die die Traktionsbatterie in einer Fahrzeugquerrichtung seitlich begrenzen, die Verbindungsstruktur aufweist. Hierbei verläuft die Verbindungsstruktur, das heißt die Nuten und Verbindungselemente, durchgehend über die jeweilige Länge der Seite. Insbesondere können die Nuten parallel zur Fahrzeugquerrichtung ausgerichtet sein, sodass ein seitliches Verschieben der Batteriegehäusewanne zu dem Trägerrahmen bei einer Seitenkollision ermöglicht wird. Der durchgehende Verlauf über die gesamte Länge der Seite bietet den Vorteil, dass ein Gewicht der Batteriegehäusewanne mit der Traktionsbatterie gleichmäßig verteilt ist, was Torsionskräfte auf die Rahmen verringert.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Batteriegehäusewanne zumindest ein Führungselement aufweist, das in einer Dämpfungskammer des Trägerrahmens geführt ist, wobei die Dämpfungskammer ein Dämpfungselement aufweist, das dazu ausgebildet ist, bei der Verschiebung der Batteriegehäusewanne auf das Führungselement einzuwirken und die Verschiebung abzudämpfen. Mit anderen Worten kann die Batteriegehäusewanne zumindest ein, vorzugsweise zwei, seitliche Führungselemente aufweisen, die die Batteriegehäusewanne in der vorgegebenen Richtung, insbesondere in der Raumrichtung der

Seitenkollision, führen können. Das zumindest eine Führungselement kann vorzugsweise in eine Dämpfungskammer eingreifen, die am Trägerrahmen angeordnet ist. In der Dämpfungskammer ist ein Dämpfungselement bereitgestellt, das mit dem Führungselement wechselwirken kann und somit ein Verschieben der Batteriegehäusewanne zu dem Trägerrahmen abbremst beziehungsweise abfedert. Dazu kann das Führungselement beispielsweise mit dem Dämpfungselement verbunden sein und durch Stauchung oder Streckung des Dämpfungselements eine Energie aufnehmen. Auch kann das Führungselement als Stempel ausgebildet sein, der das Dämpfungselement verformt und durch die Deformation des Dämpfungselements die

Verschiebung dämpft beziehungsweise abbremst. Sind zwei seitliche Führungselemente auf zwei Seiten der Batteriegehäusewanne vorgesehen, sind vorzugsweise zwei Dämpfungskammern auf den jeweiligen Seiten bereitgestellt, die jeweilige Dämpfungselemente aufweisen, um die Verschiebung beziehungsweise den seitlichen Stoß abzufedern. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass die Batteriegehäusewanne bei Auftreten der vorgegebenen Kraft bei einer Seitenkollision nicht ungebremst aus der Batterieschutzvorrichtung herausgeschleudert wird, was eine Sicherheit für die Umgebung der Batterieschutzvorrichtung beziehungsweise des Kraftfahrzeugs mit der Batterieschutzvorrichtung erhöht. Des Weiteren können Deformationen an der Traktionsbatterie und damit die Entstehung eines Batteriebrands verringert werden, indem die Batteriegehäusewanne schonend abgebremst wird.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Dämpfungselement eine Waben oder Schaumstruktur aufweist, die dazu ausgebildet ist, durch Deformation die Verschiebung zu dämpfen. So kann das Dämpfungselement eine Bienenwabenstruktur aufweisen, die durch Deformation eine Aufprallenergie absorbiert. Auch eine Schaumstruktur, die sich bei Krafteinwirkung komprimieren kann, kann so einen Stoß abdämpfen. Die Waben- oder Schaumstruktur kann beispielsweise aus einem Metall, einem Kunststoff und/oder einem Faserverbundmaterial ausgebildet sein, wobei das Material vorzugsweise weicher ist, als das Material des Trägerrahmens und des Rahmens der Batteriegehäusewanne. Alternativ zu der Waben- oder Schaumstruktur kann das Dämpfungselement auch als eine Hydraulik ausgebildet sein, die die Verschiebung dämpfen kann.

Alternativ ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Dämpfungselement zumindest ein Verformungsrohr aufweist, das dazu ausgebildet ist, durch Deformation die Verschiebung zu dämpfen. Ein Verformungsrohr, das auch als Faltenbeulrohr oder „Crash Can“ bezeichnet werden kann, ist ein Rohr mit vorgegebenen Aus- oder Einbeulungen, das bei einer Kraftbeaufschlagung aus einer vorgegebenen Richtung an den Aus- bzw. Einbeulungen deformiert und so zusammengeschoben werden kann. Das als Verformungsrohr ausgebildete Dämpfungselement kann vorzugsweise derart am Führungselement befestigt sein, dass bei Verschiebung der Batteriegehäusewanne eine Verkürzung des Verformungsrohrs auftritt, wodurch die Verschiebung und damit der Stoß abgedämpft werden.

Als weitere Alternative ist vorgesehen, dass das Dämpfungselement zumindest ein elastisches Element aufweist, das dazu ausgebildet ist, durch Ausdehnung die Verschiebung zu dämpfen. Mit anderen Worten kann das elastische Element die Verschiebung abbremsen, indem das Führungselement durch das elastische Element zurückgehalten wird. Als elastisches Element kann beispielsweise zumindest eine Feder und/oder zumindest ein Gummiband dienen, das die Verschiebung der Batteriegehäusewanne zu dem Trägerrahmen abbremst. Durch die zuvor beschriebenen Dämpfungselemente können bevorzugte Ausgestaltungen des Dämpfungselements erreicht werden.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Verbindungsstruktur als Schwalbenschwanzverbindung ausgebildet ist. So können die Nuten und Verbindungselemente eine Puzzlekontur aufweisen, insbesondere in Form eines Schwalbenschwanzes. Das bedeutet, dass die Nuten und Verbindungselemente im Querschnitt eine dreieckige beziehungsweise trapezoide Form aufweisen, die formschlüssig ineinandergreifen. Hierbei kann ein Formschluss in alle Richtungen, bis auf die Richtung der Nut selber, erreicht werden. Die Schwalbenschwanzverbindung ergibt den Vorteil, dass eine im hohen Maße formschlüssige Verbindung erreicht werden kann, die die Batteriegehäusewanne an dem Trägerrahmen lagern kann.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass in der Batteriegehäusewanne eine gitterförmige Versteifungsstruktur angeordnet ist. Die gitterförmige Versteifungsstruktur kann in Form von Stahlträgern, insbesondere Stahlträgern mit einem T-förmigen Profil, beziehungsweise einer Fachwerkstruktur, bereitgestellt werden. Somit kann eine Einwirkung auf die Traktionsbatterie, die sich zwischen der Versteifungsstruktur in der Batteriegehäusewanne befinden kann, erreicht werden. Insbesondere kann bei einer Krafteinwirkung aus der vorgegebenen Richtung die Batteriegehäusewanne durch die Versteifungsstruktur verbessert intakt gehalten werden, was bei der Aufprallenergieweiterleitung und dem Verschieben der Batteriegehäusewanne aus der Batterieschutzvorrichtung heraus hilft.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Batterieschutzvorrichtung ein Gehäuse aufweist, das zumindest die Batteriegehäusewanne vor äußeren Umwelteinflüssen abschirmt, wobei das Gehäuse in der zumindest einen vorgegebenen Richtung ein Gehäuseelement aufweist, das dazu ausgebildet ist, sich durch die Verschiebung der Batteriegehäusewanne zu öffnen. Mit anderen Worten ist zumindest um die Batteriegehäusewanne ein Gehäuse bereitgestellt, das die Traktionsbatterie vor äußeren Umwelteinflüssen schützt. So kann beispielsweise ein Feuchtigkeits beziehungsweise Spritzschutz durch das Gehäuse bereitgestellt werden. Seitlich an dem Gehäuse können Gehäuseelemente bereitgestellt sein, die sich bei Einwirkung der vorgegebenen Kraft aus der vorgegebenen Richtung auf die Batterieschutzvorrichtung öffnen beziehungsweise aufklaffen. Hierzu kann ein weiches Material verwendet werden, insbesondere Kunststoff, das einer Kraft der Batteriegehäusewanne, die auf das Gehäuseelement wirkt, nachgibt und somit die Batteriegehäusewanne nach außen hin freigibt. Auch kann eine vorgegebene Sollbruchstelle an dem Gehäuseelement bereitgestellt sein, die bei Einwirken der vorgegebenen Kraft, die durch die Batteriegehäusewanne an das Gehäuseelement weitergegeben wird, bricht und somit die Öffnung freigibt. Vorzugsweise ist das Gehäuseelement derart ausgebildet, dass sie aufklaffen kann und dadurch die Batterie seitlich verschoben werden kann, wobei vorzugsweise nur eine sehr geringe Gegenkraft durch das Gehäuseelement auf die Batteriegehäusewanne ausgeübt wird. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass ein Schutz der Traktionsbatterie beziehungsweise Batteriegehäusewanne vor äußeren Umwelteinflüssen bereitgestellt werden kann und dennoch die Verschiebbarkeit der Batteriegehäusewanne relativ zum Trägerrahmen gesichert werden kann.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Batterieschutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen. Bei dem bestimmungsgemäßen Gebrauch der Batterieschutzvorrichtung mit dem Kraftfahrzeug ist die Traktionsbatterie vorzugsweise in der Batteriegehäusewanne angeordnet und die Batterieschutzvorrichtung ist am Unterboden des Kraftfahrzeugs an der Fahrzeugkarosserie angebracht, insbesondere über den Trägerrahmen, wobei die Batterieschutzvorrichtung mit der Traktionsbatterie zwischen den Achsen des Kraftfahrzeugs und Schwellern des Kraftfahrzeugs gelagert ist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als elektrisch betriebener Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus ausgestaltet.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Batterieschutzvorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Batterieschutzvorrichtung in einem Normalzustand;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Batterieschutzvorrichtung bei einer Seitenkollision;

Fig. 3 eine schematische Rückansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer

Batterieschutzvorrichtung.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.

In Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer schematisch dargestellten Batterieschutzvorrichtung 10 für eine Traktionsbatterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Die Batterieschutzvorrichtung 10 ist in dieser Darstellung in einem Normalzustand gezeigt, wie sie bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch an einer Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeugs befestigt sein kann.

Die Batterieschutzvorrichtung 10 weist einen Trägerrahmen 12 auf, mittels dem die Batterieschutzvorrichtung 10 an einer Unterseite der Fahrzeugkarosserie angebracht werden kann. Flierzu kann der Trägerrahmen 12 beispielsweise mit der Fahrzeugkarosserie verschraubt oder verschweißt werden. Des Weiteren umfasst die Batterieschutzvorrichtung 10 eine Batteriegehäusewanne 14, in der eine Traktionsbatterie (nicht gezeigt) angeordnet werden kann.

Die Batteriegehäusewanne 14 weist einen Rahmen 16 auf, der im Normalzustand deckungsgleich mit dem Trägerrahmen 12 ist, wobei der Trägerrahmen 12 und der Rahmen 16 der Batteriegehäusewanne 14 im Normalzustand über eine Verbindungsstruktur 18 lösbar miteinander verbunden sind.

Dazu kann die Verbindungsstruktur 18 Nuten 20 und korrespondierende Verbindungselemente 22 aufweisen, wobei die Nuten 20 und die korrespondierenden Verbindungselemente 22 kraft- und/oder formschlüssig ineinander eingreifen können. Insbesondere kann die Verbindungsstruktur 18 als Schwalbenschwanzverbindung ausgebildet sein, sodass die Verbindung, wie dargestellt, nur in Richtung der Nuten, bei Aufwendung einer vorgegebenen Kraft, gelöst werden kann.

Vorzugsweise kann die Verbindungsstruktur 18 an zwei Seiten der Batterieschutzvorrichtung 10 am Trägerrahmen 12 und am Rahmens 16 der Batteriegehäusewanne 14 bereitgestellt sein, insbesondere an den Seiten, die sich beim bestimmungsgemäßen Gebrauch an den Kraftfahrzeugseiten befinden und in die die Batteriegehäusewanne 14 bei einer Seitenkollision ausweichen soll. Ebenso können die Nuten 20 in diese Richtung ausgerichtet sein, sodass die Schwalbenschwanzverbindungen der Verbindungsstruktur 18 die Batteriegehäusewanne 14 in diese Richtung freigeben können. Um eine Stabilität der Verbindung zwischen den beiden Rahmen 12, 16 zu erhöhen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Verbindungsstruktur 18 über die gesamte Länge der jeweiligen Seite verläuft. So kann ein Gewicht über die gesamte Länge verteilt werden, was im Normalzustand einen besseren Halt ermöglicht und Torsionskräfte auf die Rahmen 12, 16 vermeidet.

Des Weiteren kann die Batteriegehäusewanne 14 Führungselemente 24 aufweisen, die die Batteriegehäusewanne 14 nach Öffnen der Verbindungsstruktur 18 seitlich und relativ zu dem Trägerrahmen 12 herausführen können, wobei die Führungselemente 24 vorzugsweise in einer jeweiligen Dämpfungskammer 26 geführt sei können. In der jeweiligen Dämpfungskammer 26 ist vorzugsweise ein Dämpfungselement 28 angeordnet, das dazu ausgebildet ist, bei einer Verschiebung der Batteriegehäusewanne 14 relativ zu dem Trägerrahmen 12 auf das Führungselement 24 einzuwirken und somit die Verschiebung abzudämpfen.

Hierbei kann das Dämpfungselement 28 beispielsweise eine (Bienen- )Wabenstruktur aufweisen, die durch Deformation Energie aufnehmen kann und somit eine Verschiebung abdämpfen kann. Vorzugsweise kann hierzu eine Metall- oder Kunststoffstruktur verwendet werden, die durch das Führungselement 24 eingedrückt wird.

Alternativ kann als Dämpfungselement 28 auch ein Verformungsrohr („Crash Can“) verwendet werden, das vorgegebene Abschnitte aufweist, die bei einer Kraft ineinandergeschoben werden können und somit eine Dämpfung bei einer Deformation bereitstellen. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung eines oder mehrerer elastischer Elemente, insbesondere von Gummibändern, die mit dem Führungselement 24 verbunden sind und bei Ausdehnung die Verschiebung der Batteriegehäusewanne 14 abfedern.

Eine Funktionsweise der Batterieschutzvorrichtung 10 wird nachfolgend anhand der in Fig. 2 gezeigten perspektivischen Darstellung der Batterieschutzvorrichtung 10 weiter erläutert. In Fig. 2 kann eine Seitenkollision mit einer Säule 30 auf die Batterieschutzvorrichtung 10 aufgetreten sein. Durch die Seitenkollision mit der Säule 30 kann eine Kraft, die eine vorgegebene Kraftschwelle übersteigt, aus einer vorgegebenen Richtung, das heißt einer Seitenrichtung, auf die Batterieschutzvorrichtung 10 stattgefunden haben, wobei die Kraft auf die Verbindungsstruktur 18 wirkt, sodass die Verbindungselemente 22 aus den Nuten 20 herausgedrückt werden und sich somit der Rahmen 16 von dem Trägerrahmen 12 löst.

Da sich die beiden Rahmen 12, 16 voneinander gelöst haben, kann die Batteriegehäusewanne 14 relativ zum Trägerrahmen 12 seitlich herausgeschoben werden und somit dem Großteil der Kraft, die durch die Seitenkollision auftritt, ausweichen. Damit die Batteriegehäusewanne 14 nicht unkontrolliert aus der Batterieschutzvorrichtung 10 herausgeschleudert wird, kann das Führungselement 24 in der Dämpfungskammer 26 das Dämpfungselement 28 deformieren, wodurch die Bewegung der Batteriegehäusewanne 14 abgebremst wird. Somit kann eine Verformung einer in der Batteriegehäusewanne 14 befindlichen Traktionsbatterie vermieden werden und es kann verhindert werden, dass die Batteriegehäusewanne 14 unkontrolliert aus der Batterieschutzvorrichtung 10 herausgeschleudert wird. Vorzugsweise kann in der Batteriegehäusewanne 14 eine gitterförmige Versteifungsstruktur (nicht gezeigt) vorgesehen sein, die eine zusätzliche Steifigkeit der Batteriegehäusewanne 14 bereitstellt und somit eine Kraftübertragung verbessert.

In Fig. 3 ist eine schematische Rückansicht eines Kraftfahrzeugs 34 mit der Batterieschutzvorrichtung 10 dargestellt, wobei in dieser Darstellung der Zustand nach der Seitenkollision mit der Säule 30 gezeigt ist. Die Batterieschutzvorrichtung 10 kann in einem bestimmungsgemäßen Gebrauch an einer Unterseite der Fahrzeugkarosserie zwischen den Achsen und den Seitenschwellern angeordnet sein. Vorzugsweise kann die Batterieschutzvorrichtung 10 oder zumindest die Batteriegehäusewanne 14 in einem Gehäuse (nicht gezeigt) angeordnet sein, das die Traktionsbatterie vor äußeren Umwelteinflüssen schützt.

Tritt, wie dargestellt, eine Seitenkollision mit der Säule 30 auf, kann sich, wie zuvor beschrieben, der Rahmen 16 der Batteriegehäusewanne 14 von dem Trägerrahmen 12 lösen, indem die Verbindungselemente 22 aus den Nuten 20 der Verbindungsstruktur 18 herausgeschoben werden, wobei durch das Flerausschieben der Batteriegehäusewanne 14 eine Krafteinwirkung auf ein Gehäuseelement 32 des Gehäuses wirken kann. Das Gehäuseelement 32 kann beispielsweise eine vorgegebene Sollbruchstelle im Gehäuse aufweisen, sodass das Gehäuseelement aufklaffen kann und die Batteriegehäusewanne 14 mit der Traktionsbatterie seitlich aus dem Gehäuse heraus verschoben kann.

Durch die Batterieschutzvorrichtung 10 ergibt sich der Vorteil, dass eine geringere Deformation der Traktionsbatterie auftritt, falls eine Seitenkollision stattfindet, was eine Gefahr von einem Batteriebrand deutlich reduziert. Somit können das Brandrisiko und damit die Sicherheit der Insassen im Kraftfahrzeug 34 deutlich verbessert werden.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Batterieschutzrahmen bereitgestellt werden kann, um Batteriebränden bei Elektrofahrzeugen vorzubeugen.