Batterieschale , Traktionsbatterie , Kraftfahrzeug , Werkzeug zum Herstellen einer Batterieschale und Verfahren zum Herstellen einer Batterieschale

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2020 128 527 . 2 , auf deren Of fenlegungsinhalt hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird .

Die Erfindung betri f ft eine Batterieschale , eine Traktionsbatterie , ein Kraftfahrzeug, ein Werkzeug zum Herstellen einer Batterieschale und ein Verfahren zum Herstellen einer Batterieschale .

Eine Batterie , insbesondere eine Traktionsbatterie für die Energiespeicherung in einem Kraftfahrzeug, besteht aus einer Vielzahl von Bauteilen . Einem Batteriegehäuse aufweisend zumindest eine Batterieschale kommt dabei unter anderem die Aufgabe zu, Batteriemodule und weitere benötigte Komponenten zu befestigen und zu schützen .

Bei flachen Batteriegehäusen, insbesondere Batteriegehäusen für den Einsatz in Elektrofahrzeugen, ergibt sich für das Batteriegehäuse die Anforderung, die hohe Masse der Batteriemodule bei vergleichsweise hohen Beschleunigungswerten sicher und robust zu lagern, weshalb heutige Batteriegehäuse eine vergleichsweise hohe Masse aufweisen . Weiterhin stellt sich die Anforderung an eine Batterie eines Elektrofahrzeuges , dass die Batteriemodule vor Beschädigungen bei etwaigen Unfällen geschützt werden sollen .

Batterieschalen aus Kunststof f sind im Stand der Technik in unterschiedlichen Aus führungen bekannt .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen .

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Batterieschale , insbesondere eine Batterieschale einer Traktionsbatterie , wobei die Batterieschale aus Kunststof f ausgeformt ist , wobei die Batterieschale einen Boden und Seitenwände aufweist , wobei die Batterieschale eine Innenseite und eine Außenseite aufweist , wobei die Batterieschale in einer Querrichtung eine maximale Quererstreckung und in einer Höhenrichtung eine maximale Höhenerstreckung aufweist , wobei die Batterieschale ein inneres Verstei fungsmittel , insbesondere ein sich in der Querrichtung oder einer Längsrichtung der Batterieschale erstreckendes inneres Verstei fungsmittel , insbesondere ein sich in der Querrichtung der Batterieschale und der Längsrichtung der Batterieschale erstreckendes inneres Verstei fungsmittel , und/oder ein äußeres Verstei fungsmittel , insbesondere zumindest ein sich in der Längsrichtung der Batterieschale erstreckendes äußeres Verstei fungsmittel , aufweist .

Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :

Zunächst sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein" , „zwei" usw . im Regel fall als „mindestens"- Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein..." , „mindestens zwei ..." usw . , sofern sich nicht aus dem j eweil igen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann of fensichtlich oder technisch zwingend ist , dass dort nur „genau ein „genau zwei ..." usw . gemeint sein können .

Im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung sei der Ausdruck „insbesondere" immer so zu verstehen, dass mit diesem Ausdruck ein optionales , bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird . Der Ausdruck ist nicht als „und zwar" und nicht als „nämlich" zu verstehen .

Unter einer „Traktionsbatterie" wird ein Energiespeicher verstanden, insbesondere ein Energiespeicher für elektrischen Strom . Vorzugsweise ist eine Traktionsbatterie zum Einbau in sowie zum Antrieb von Elektroautos geeignet . Vorzugsweise ist eine Traktionsbatterie zur Nutzung in einem batterieelektrischen Kraftfahrzeug und/oder einem Kraftfahrzeug mit batterieelektrischem Antrieb und Verbrennungsmotor geeignet .

Unter einem „Kunststof f" wird ein Werkstof f verstanden, der hauptsächlich aus Makromolekülen besteht .

Vorzugsweise ist ein Kunststof f ein thermoplastischer Kunststof f , wobei sich ein thermoplastischer Kunststof f in einem stof f abhängigen Temperaturbereich verformen lässt , wobei dieser Prozess reversibel ist und durch Abkühlung und Wiedererwärmung bis in den schmel z flüssigen Zustand beliebig oft wiederholt werden kann .

Unter einer „Batterieschale" wird ein Gehäusebestandteil einer Batterie , insbesondere einer Traktionsbatterie , verstanden .

Insbesondere ist eine Batterieschale zur Aufnahme von Komponenten einer Batterie eingerichtet und weist dementsprechend einen Aufnahmeraum zur Aufnahme von Komponenten auf , sodass diese durch die Batterieschale vor äußeren Einflüssen geschützt und/oder zumindest mittelbar in der Batterieschale befestigt werden können .

Vorzugsweise wird unter einer Batterieschale eine Batterieunterschale oder eine Batterieoberschale verstanden, wobei Batterieunterschale und Batterieoberschale vorzugsweise gemeinsam die wesentlichen Komponenten des Gehäuses einer Traktionsbatterie ergeben .

Insbesondere weist eine Batterieschale einen „Boden" und im vorzugsweisen Fall einer Traktionsbatterie mit einem im Wesentlichen rechteckigen Grundriss zumindest vier „Seitenwände" auf .

Boden und Seitenwände der Batterieschale formen das Aufnahmevolumen einer Batterieschale aus , wobei das Aufnahmevolumen der Batterieschale die „Innenseite" der Batterieschale beschreibt .

Ausgehend von dem Aufnahmevolumen der Batterieschale befindet sich die „Außenseite" der Batterieschale auf der von dem Aufnahmevolumen abgewendeten Seite des Bodens sowie der Seitenwände .

Unter einem „inneren Verstei fungsmittel" wird eine geometrische Ausgestaltung der Batterieschale auf der Innenseite der Batterieschale verstanden, welche dazu eingerichtet ist , die Batterieschale zu verstei fen .

Vorzugsweise handelt es sich bei einem inneren Verstei fungsmittel um einen Spant . Unter einem Spant wird eine im Innenraum der Batterieschale aufgewiesene Geometrie verstanden, die zur Verstei fung der Batterieschale eingerichtet ist . Vorzugsweise ist ein Spant ein Längsspant , wobei ein Längsspant sich in Längsrichtung der Batterieschale erstreckt und dazu eingerichtet ist zumindest ein Flächenträgheitsmoment , besonders bevorzugt zwei Flächenträgheitsmomente , eines normal zur Längsrichtung verlaufenden Querschnitts der Batterieschale zu erhöhen, sodass die Batterieschale verstei ft wird .

Eine Batterieschale kann eine quadratische Grundfläche aufweisen . In diesem Fall sei bei einer „Längsrichtung" der Batterieschale an eine Richtung entlang einer Seitenwand der Batterieschale gedacht , vorzugsweise an eine Fahrtrichtung eines designierten Kraftfahrzeugs .

Sofern die Batterieschale eine rechteckige oder anderweitig von einer quadratischen Grundfläche abweichende Grundfläche aufweist , so wird unter der Längsrichtung die Erstreckungsrichtung der zumindest einen Seitenwand der Batterieschale verstanden, die die längste Erstreckung aufweist .

Insbesondere ist die Längserstreckungsrichtung parallel zu dem Boden der Batterieschale .

Unter einer „Höhenrichtung" wird diej enige Richtung verstanden, welche in Richtung der Normale der von der Querrichtung und der Längsrichtung auf gespannten Ebene verläuft .

Vorzugsweise ist ein Spant ein Querspant , wobei ein Querspant sich in Querrichtung der Batterieschale erstreckt und dazu eingerichtet ist zumindest ein Flächenträgheitsmoment , besonders bevorzugt zwei Flächenträgheitsmomente , eines normal zur Querrichtung verlaufenden Querschnitts der Batterieschale zu erhöhen, sodass die Batterieschale verstei ft wird .

Vorzugsweise ist ein Spant so angeordnet , dass er als räumliche Trennung zwischen zwei designiert benachbarten Batteriezellen und/oder Batteriemodulen eingerichtet ist . Besonders bevorzugt kann ein Batteriemodul an einem inneren Verstei fungsmittel befestigt werden, Weiterhin bevorzugt wird ein Batteriemodul von einem inneren Verstei fungsmittel getragen .

Vorzugsweise weist ein inneres Verstei fungsmittel eine zumindest bereichsweise stof fliche Veränderung gegenüber der Batterieschale auf .

Vorzugsweise weist eine Schicht eines inneren Verstei fungsmittels , eine stof fliche Veränderung gegenüber dem Material der Batterieschale auf , vorzugsweise in Form von in die Schicht eingebrachtem Fasermaterial , welches dazu vorzugsweise dazu eingerichtet ist , die Stei figkeit der Decklage in einer Erstreckungsrichtung der Decklage zu erhöhen .

Eine Batterieschale kann eine quadratische Grundfläche aufweisen . In diesem Fall sei bei einer „Querrichtung" der Batterieschale an eine Richtung entlang einer Seitenwand der

Batterieschale gedacht .

Sofern die Batterieschale eine rechteckige oder anderweitig von einer quadratischen Grundfläche abweichende Grundfläche aufweist , so wird unter der Querrichtung die Erstreckungsrichtung querab der zumindest einen Seitenwand der Batterieschale verstanden, die die längste Erstreckung aufweist .

Insbesondere ist die Quererstreckungsrichtung parallel zu dem Boden der Batterieschale .

Vorzugsweise weist ein inneres Verstei fungsmittel zumindest einen Längsspant und zumindest einen Querspant auf . Vorzugsweise sind der zumindest eine Längsspant und der zumindest eine Querspant miteinander verbunden . Unter einem „äußeren Verstei fungsmittel" wird eine geometrische Ausgestaltung der Batterieschale auf der Außenseite der Batterieschale und/oder eine stof fliche Veränderung der Batterieschale verstanden, welche dazu eingerichtet ist , die Batterieschale zu verstei fen .

Vorzugsweise ist ein äußeres Verstei fungsmittel dazu eingerichtet , den Boden der Batterieschale und/oder zumindest eine Seitenwand der Batterieschale zu verstei fen .

Vorzugsweise sei bei einem äußeren Verstei fungsmittel an eine Profilierung zumindest einer Seitenwand der Batterieschale gedacht , wobei die Profilierung der zumindest einen profilierten Seitenwand der Batterieschale zumindest ein Flächenträgheitsmoment der zumindest einen profilierten Seitenwand der Batterieschale , besonders bevorzugt zwei Flächenträgheitsmomente der zumindest einen profilierten Seitenwand der Batterieschale , gegenüber einer Seitenwand einer Batterieschale ohne Profilierung und mit vergleichbarer Wandstärke sowie vergleichbarer stof flicher Zusammensetzung erhöht .

Bei einer Profilierung sei vorzugsweise an ein I-Profil , ein U- Profil , ein T-Profil , ein Z-Profil , ein L-Profil , ein aus den vorherig genannten Profilen kumulativ zusammengesetztes Profil oder eine abweichende Profilierung gedacht .

Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass unter einer Profilierung j ede geometrische Änderung gegenüber einer ebenen Erstreckung zumindest einer Seitenwand und/oder des Bodens der Batterieschale verstanden werden kann .

Vorzugsweise sei bei einem äußeren Verstei fungsmittel an eine stof fliche Veränderung zumindest einer Seitenwand der Batterieschale gedacht , wobei die stof fl iche Veränderung der zumindest einen stof flich veränderten Seitenwand der Batterieschale zumindest eine Biegestei figkeit bezogen aus eine erste Achse und/oder eine Torsionsstei figkeit der zumindest einen stof flich veränderten Seitenwand der Batterieschale , besonders bevorzugt eine erste Biegestei figkeiten bezogen auf eine erste Achse und eine zweite Biegestei figkeit bezogen auf eine zweite Achse der zumindest einen stof flich veränderten Seitenwand der Batterieschale , gegenüber einer Seitenwand einer Batterieschale ohne stof fliche Veränderung und mit vergleichbarer Wandstärke sowie vergleichbarer Profilierung erhöht .

Bei einer stof flichen Veränderung zur Modi fi zierung eines äußeren Verstei fungsmittels sei insbesondere an einen Zusatz von Fasermaterial in zumindest einer Wand und/oder dem Boden der Batterieschale gedacht , wobei das Fasermaterial derart angeordnet ist , dass es zumindest eine Biegestei f igkeit um eine erste Achse und/oder eine Torsionsstei figkeit , bevorzugt eine erste Biegestei figkeiten bezogen auf eine erste Achse und eine zweite Biegestei figkeit bezogen auf eine zweite Achse , der zumindest einen Seitenwand und/oder des Bodens der Batterieschale erhöhen kann .

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sich der hier vorgestellte Aspekt eines äußeren Verstei fungsmittels nicht auf eine Verstei fung einer Seitenwand der Batterieschale beschränkt ist , sondern auch zwei oder mehr Seitenwände der Batterieschale , vorzugsweise alle Seitenwände der Batterieschale , eine äußere Verstei fung aufweisen können .

Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass eine Seitenwand ein Bestandteil eines äußeren Verstei fungsmittels darstellen kann .

Unter einer „Quererstreckung" wird die Erstreckung der Batterieschale im Bereich des Bodens in Querrichtung verstanden . Unter einer „Höhenerstreckung" wird die Erstreckung der Batterieschale in Höhenrichtung verstanden .

Hier wird eine Batterieschale aus Kunststof f , insbesondere einem thermoplastischen Kunststof f vorgeschlagen, welche zur Versteifung ein inneres Verstei fungsmittel und/oder ein äußeres Verstei fungsmittel aufweist .

Vorteilhaft kann durch das hier vorgeschlagene innere Versteifungsmittel und/oder äußere Verstei fungsmittel erreicht werden, dass die Batterieschale und die designierte Traktionsbatterie aufweisend die Batterieschale vor einem Seitenaufprall mittels dem äußeren Verstei fungsmittel geschützt werden können .

Weiterhin vorteilhaft kann durch das innere Verstei fungsmittel und/oder das äußere Verstei fungselement die Stei figkeit der Batterieschale erhöht werden und/oder bei gleicher Belastbarkeit der Batterieschale die Masse einer Batterieschale reduziert und Material eingespart werden .

Gemäß einer besonders bevorzugten Aus führungs form ist die Batterieschale monolithisch ausgeformt .

Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :

Unter einer „monolithisch" ausgeformten Batterieschale wird eine Batterieschale verstanden, welche in einem einzigen Bauteil zusammenhängend und fugenlos hergestellt ist .

Mit anderen Worten ist eine monolithisch ausgeformte Batterieschale nicht aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt und auch nicht aus einer Mehrzahl von Einzelteilen etwa mittels eines Schweißverfahrens stof f schlüssig gefügt . Vielmehr ist eine monolithisch ausgeformte Batterieschale fugenlos . Vorzugsweise wird unter einer monolithisch ausgeformten Batterieschale eine werkzeugfallende Batterieschale verstanden .

Unter einer werkzeugfallenden Batterieschale wird eine Batterieschale verstanden, die in einem Schritt mithil fe eines Werkzeugs hergestellt wird .

Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Batterieschale mitsamt dem inneren Verstei fungsmittel und/oder äußeren Verstei fungsmittel in einem Fertigungsschritt kostengünstig hergestellt werden kann, wobei der Übergang von einem Verstei fungsmittel in eine Seitenwand und/oder den Boden der Batterieschale kein zusätzliches Versagensrisiko durch eine Schweißnaht oder eine abweichende Verbindung aufweist .

So kann auch vorteilhaft eine inhärente Dichtigkeit einer Batterieschale erreicht werden .

Gemäß einer zweckmäßigen Aus führungs form ist die Batterieschale mit einem Spritzgießverfahren oder einem Pressverfahren hergestellt .

Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :

Unter einem „Spritzgießverfahren" wird ein Urformverfahren verstanden, wobei der zu verarbeitende Werkstof f , insbesondere Kunststof f , mittels einer Spritzgießmaschine verflüssigt und in eine Form, dem Spritzgießwerkzeug, unter Druck eingespritzt wird . In dem Spritzgusswerkzeug geht der Werkstof f durch Abkühlung und/oder eine Vernetzungsreaktion wieder in den festen Zustand über und kann nach dem Öf fnen des Spritzgießwerkzeugs als Bauteil entnommen werden .

Unter einem „Pressverfahren" wird ein Urformverfahren verstanden, bei welchem die Formmasse in einem ersten Schritt in die Kavität eines zugehörigen Presswerkzeugs eingebracht wird, wobei das Presswerkzeug in einem zweiten Schritt geschlossen wird, insbesondere unter Einsatz eines Druckkolbens . Durch das Schließen des Presswerkzeugs erlangt die Formmasse die von dem Presswerkzeug vorgegebene Form . Vorzugsweise wird das Presswerkzeug temperiert .

Bei einer „Formmasse" sei insbesondere an einen thermoplastischen oder einen duroplastischen Werkstof f gedacht , welcher gegebenenfalls mit einem Fasermaterial , insbesondere Glas faser, Kohlenstof f faser, Aramidfaser oder dergleichen, versetzt ist .

Insbesondere kann unter einem Pressverfahren auch ein Direkt- Compoundier-Verf ahren ( D-LFT ) verstanden werden, bei dem ein Fasermaterial in einen Extruder eingezogen wird, dort mit dem bereits auf geschmol zenen Matrixpolymer , insbesondere einem Thermoplast oder einem Duroplast , imprägniert sowie in einen Spritzkolben überführt wird und anschließend als Formmasse in das Presswerkzeug eingebracht wird .

Vorzugsweise weist die Formmasse Fasern bis zu einer Länge von 5 mm auf .

Vorzugsweise weist die Formmasse Fasern mit einer Länge zwischen 0 , 5 mm und 20 mm auf , bevorzugt Fasern mit einer Länge zwischen 1 , 0 mm und 15 mm und besonders bevorzugt Fasern mit einer Länge zwischen 1 , 0 mm und 10 mm, insbesondere bei Verwendung eines Fließpressverfahrens zur Herstellung einer Batterieschale und/oder bei einer Batterieschale , die mittels einem Fließpressverfahren hergestellt worden ist .

Vorteilhaft kann so erreicht werden, dass ein etabliertes Herstellverfahren für die hier vorgeschlagen Batterieschale eingesetzt werden kann, wodurch Kosten eingespart und das Prozessrisiko des Herstellprozesses minimiert werden können . Gemäß einer besonders bevorzugten Aus führungs form einer Batterieschale aufweisend zumindest ein inneres Verstei fungsmittel weist das zumindest eine innere Verstei fungsmittel einen Kern, insbesondere einen strukturierten Kern, insbesondere einen Kern in der Mitte von zwei den Kern begrenzenden Decklagen auf , insbesondere einen strukturierten Kern aufweisend eine Kreuzrippenstruktur .

Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :

Vorzugsweise weist ein inneres Verstei fungselement , vorzugsweise ein Spant , eine Sandwichbauweise auf . Unter einer „Sandwichbau- weise" wird eine bereichsweise Kombination unterschiedlicher Geometrien und/oder stof flicher Beschaf fenheit verstanden, sodass die verschiedenen Bereiche unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen .

Insbesondere wird unter einer Sandwichbauweise eine ebene Bauweise oder eine im Wesentlichen ebene Bauweise eines Versteifungsmittels verstanden, wobei die Sandwichbauweise einen Kern aufweist , der von zwei unmittelbar an den Kern angrenzenden Deckschichten gesäumt wird .

Ein „Kern" kann dadurch beschrieben werden, dass er ein im Vergleich zu den Decklagen geringeres spezi fisches Gewicht aufweist . Vorzugsweise weist ein Kern eine besonders hohe Stabilität gegenüber Querkontraktion auf , insbesondere gegenüber einer Querkontraktion hervorgerufen von einer Biegung des Verstei fungsmittels .

Vorzugsweise weist ein Kern eine gegenüber den Decklagen abweichende Geometrie auf , mittels welcher die spezi fischen Eigenschaften des Kerns vorteilhaft erreicht werden können . Vorzugsweise weist ein Kern eine gegenüber den Decklagen abweichende stof fliche Beschaf fenheit auf , mittels welcher die spezi fischen Eigenschaften des Kerns vorteilhaft erreicht werden können .

Vorzugsweise weist der Kern ein poröses Material auf .

Vorzugsweise besteht der Kern aus Hol z , insbesondere aus Balsahol z .

Unter einem „strukturierten Kern" wird sowohl ein Kern mit gegenüber den Decklagen abweichender Geometrie und/oder ein Kern mit gegenüber den Decklagen abweichender stof flicher Beschaffenheit verstanden, wobei ein strukturierter Kern eine Struktur aufweist .

Unter einer „Kreuzrippenstruktur" wird eine Geometrie eines Kerns verstanden, wobei der Kern Rippen aufweist , deren j eweilige Enden vorzugsweise die Knotenpunkte der Rippenstruktur bilden .

Vorzugsweise ist eine Kreuzrippenstruktur dazu eingerichtet , die in einem Kern auf tretenden Druckkräfte und/oder Schubkräfte in die begrenzenden Decklagen abzuleiten .

Vorzugsweise wird ein strukturierter Kern, insbesondere ein strukturierter Kern aufweisend eine Kreuzrippenstruktur, mit einem entsprechenden Strukturkernwerkzeug von der Innenseite der Batterieschale und/oder von der Außenseite der Batterieschale ausgeformt .

Vorzugsweise sind Rippen eben oder im Wesentlichen eben ausgeformt . Vorzugsweise teilen einander angrenzende Rippen j eweils nur einen gemeinsamen Knotenpunkt miteinander .

Vorzugsweise weist eine Kreuzrippenstruktur ein Zickzack-Muster auf .

Vorzugsweise kreuzen sich Kreuzrippen wie die Diagonalen in einem Rechteck .

Unter einer „Decklage" wird eine Materiallage verstanden, welche einen Kern eines Verstei fungsmittels in Sandwichbauweise beschränkt .

Vorzugsweise weist eine Decklage eine stof fliche Veränderung gegenüber dem Material der Batterieschale auf , vorzugsweise in Form von in die Decklage eingebrachtem Fasermaterial , welches dazu vorzugsweise dazu eingerichtet ist , die Stei figkeit der Decklage in einer Erstreckungsrichtung der Decklage zu erhöhen .

Das hier vorgeschlagene innere Verstei fungsmittel in Sandwichbauweise ermöglicht vorteilhaft einen Leichtbau eines inneren Verstei fungsmittels . Somit kann bei gleicher Stei figkeit Gewicht und Material gegenüber einem inneren Verstei fungsmittel ohne Sandwichbauweise eingespart werden . Alternativ kann bei gleichem Gewicht die Stei figkeit des inneren Verstei fungsmittels signifikant erhöht werden .

Besonders bevorzugt weist das zumindest eine innere Versteifungsmittel einer Batterieschale aufweisend zumindest ein inneres Verstei fungsmittel zumindest bereichsweise eine Schicht eines Faser-Kunststof f-Verbundes auf , insbesondere eine Schicht eines Faser-Kunststof f-Verbundes in einer ersten Decklage eines inneren Verstei fungsmittels und/oder eine Schicht eines Faser- Kunststof f-Verbundes in einer zweiten Decklage eines inneren Verstei fungsmittels . Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :

Unter einem „Faser-Kunststof f-Verbund" wird ein kristallisierter Werkstof f bestehend aus orientierten Fasern und einer Kunststof fmatrix verstanden, wobei die Kunststof fmatrix die Fasern umgibt und wobei die Fasern durch adhäsive Wechselwirkung an die Kunststof fmatrix gebunden sind . Vorzugsweise handelt es sich bei den Fasern um Glas fasern, Kohlenstof f fasern, Aramidfasern oder dergleichen .

Unter einer „Schicht" eines Faser-Kunststof f-Verbundes wird eine Schicht innerhalb der Batterieschale aus einem Faser-Kunststof f- Verbund verstanden, wobei die Schicht durch das Vorhandensein der den Faser-Kunststof f-Verbund begründenden Fasern gegenüber den nicht zu der Schicht gehörigen Bereichen der Batterieschale abgegrenzt ist . Diese außerhalb der Schicht angeordneten Bereiche sind von einer Formmasse aus Kunststof f ausgeformt .

Vorzugsweise ist die Formmasse während der Herstellung der Batterieschale auch als Kunststof fmatrix für den Faser-Kunststof f- Verbund zum Einsatz gekommen . Die Formmasse kann dabei j edoch auch selbst Fasern aufweisen, wobei sich die Fasern der Formmas se durch ihre Länge und ihre Anordnung von den Fasern in der Schicht des Faser-Kunststof f-Verbundes unterscheiden, insbesondere sind die Fasern in der Formmasse im Vergleich zu den Fasern in der Schicht des Faser-Kunststof f-Verbundes kurz und chaotisch orientiert .

Vorzugsweise kann durch die Schicht aus einem Faser-Kunststof f- Verbund die Stei figkeit des inneren Verstei fungsmittels erhöht und/oder das Gewicht des inneren Verstei fungsmittels bei vergleichbarer Stei figkeit reduziert werden . Gemäß einer optionalen Aus führungs form einer Batterieschale aufweisend zumindest ein inneres Verstei fungsmittel weist das zumindest eine innere Verstei fungsmittel zumindest eine Querrippe auf .

Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :

Unter einer „Querrippe" wird eine schlanke querab zur Haupterstreckungsrichtung des inneren Verstei fungselements verlaufende rippenförmig ausgebildete Fortsetzung des inneren Verstei fungsmittels verstanden, welche dazu eingerichtet ist , das innere Verstei fungsmittel gegenüber dem Boden der Batterieschale abzustützen .

Konkret sei dabei auch an eine Mehrzahl von Querrippen gedacht , welche in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen angeordnet sind .

Vorzugsweise sind Querrippen paarweise angeordnet , wobei weiterhin vorzugsweise j e eine Querrippe auf beiden Seiten des inneren Verstei fungsmittels bei gleichem Wert der Längenerstreckung des inneren Verstei fungsmittels ausgebildet ist .

Vorteilhaft trägt eine Querrippe oder eine Mehrzahl von Querrippen zur Verstei fung des Bodens der Batterieschale bei , insbesondere im Übergangsbereich zwischen Boden und innerem Verstei fungsmittel .

Gemäß einer optionalen Aus führungs form einer Batterieschale aufweisend zumindest ein inneres Verstei fungsmittel erstreckt sich das zumindest eine innere Verstei fungsmittel über eine Höhe von größer gleich 30 % der maximalen Höhenerstreckung, bevorzugt von größer gleich 50 % und besonders bevorzugt von größer gleich 70 % . Optional erstreckt sich das zumindest eine innere Verstei fungsmittel über eine Höhe von größer gleich 40 % der maximalen Höhenerstreckung, bevorzugt erstreckt sich das zumindest eine innere Verstei fungsmittel über eine Höhe von größer gleich 60 % der maximalen Höhenerstreckung, weiterhin bevorzugt erstreckt sich das zumindest eine innere Verstei fungsmittel über eine Höhe von größer gleich 80 % der maximalen Höhenerstreckung, besonders bevorzugt erstreckt sich das zumindest eine innere Verstei fungsmittel über eine Höhe von größer gleich 90 % der maximalen Höhenerstreckung .

Vorteilhaft kann so die Stei figkeit des inneren Verstei fungsmittels optimal auf die Bedürfnisse der Batterieschale angepasst werden, wobei auch die Menge des eingesetzten Kunststof fs reduziert werden kann .

Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Höhe des inneren Verstei fungsmittels nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen . Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Bereichs der Höhe des inneren Versteifungsmittels liefern .

Gemäß einer optionalen Aus führungs form einer Batterieschale aufweisend zumindest ein äußeres Verstei fungsmittel erstreckt sich das zumindest eine äußere Verstei fungsmittel über eine Höhe von größer gleich 30 % der maximalen Höhenerstreckung erstreckt , bevorzugt von größer gleich 50 % und besonders bevorzugt von größer gleich 70 % . Optional erstreckt sich das zumindest eine äußere Verstei fungsmittel über eine Höhe von größer gleich 40 % der maximalen Höhenerstreckung, bevorzugt erstreckt sich das zumindest eine äußere Verstei fungsmittel über eine Höhe von größer gleich 60 % der maximalen Höhenerstreckung, weiterhin bevorzugt erstreckt sich das zumindest eine äußere Verstei fungsmittel über eine Höhe von größer gleich 80 % der maximalen Höhenerstreckung, besonders bevorzugt erstreckt sich das zumindest eine äußere Verstei fungsmittel über eine Höhe von größer gleich 90 % der maximalen Höhenerstreckung .

Vorteilhaft können so die Stei figkeit und der Materialbedarf des äußeren Verstei fungsmittels optimal auf die Bedürfnisse der Batterieschale angepasst werden .

Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Höhe des äußeren Verstei fungsmittels nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen . Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Bereichs der Höhe des äußeren Versteifungsmittels liefern .

Gemäß einer zweckmäßigen Aus führungs form einer Batterieschale aufweisend zumindest ein äußeres Verstei fungsmittel erstreckt sich das zumindest eine äußere Verstei fungsmittel über eine Breite von größer gleich 5 % der maximalen Quererstreckung, bevorzugt von größer gleich 10 % und besonders bevorzugt von größer gleich 15 % .

Optional erstreckt sich das zumindest eine äußere Verstei fungsmittel über eine Breite von größer gleich 7 , 5 % der maximalen Quererstreckung, bevorzugt erstreckt sich das zumindest eine äußere Verstei fungsmittel über eine Breite von größer gleich 12 , 5 % der maximalen Quererstreckung, weiterhin bevorzugt erstreckt sich das zumindest eine äußere Verstei fungsmittel über eine Breite von größer gleich 17 , 5 % der maximalen Quererstreckung, besonders bevorzugt erstreckt sich das zumindest eine äußere Verstei fungsmittel über eine Breite von größer gleich 20 % der maximalen Quererstreckung .

Vorteilhaft können so die Stei figkeit und der Materialbedarf des äußeren Verstei fungsmittels optimal auf die Bedürfnisse der Batterieschale angepasst werden, insbesondere auf den Schutz eines Batteriemoduls vor einem Seitenaufprall .

Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Breite des äußeren Verstei fungsmittels nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen . Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Bereichs der Breite des äußeren Verstei fungsmittels liefern .

Eine zweckmäßige Batterieschale weist zumindest ein äußeres Verstei fungsmittel aufweisend zumindest zwei Gurte auf , bevorzugt zumindest drei Gurte , wobei die zumindest zwei Gurte zumindest mittelbar durch ein Distanzelement , insbesondere einen Steg, miteinander verbunden sind .

Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :

Unter einem „Gurt" wird ein Band einer sich erstreckenden Profilierungsgeometrie verstanden . Insbesondere werden unter Gurten die Bänder einer sich erstreckenden Profilierungsgeometrie verstanden, welche von einem Distanzelement , insbesondere einem durchgehenden Steg, auf Abstand gehalten werden und so dazu eingerichtet sind, zumindest ein Flächenträgheitsmoment einer sich erstreckenden Profilgeometrie zu erhöhen .

Vorzugsweise wird unter einem Gurt die Seitenwand der Batterieschale verstanden . Hier sei konkret daran gedacht , dass sich an die Seitenwand, welche einen Gurt des äußeren Verstei fungselements abbildet , ein Distanzelement anschließt , welches in einen weiteren Gurt übergeht .

Besonders bevorzugt weist eine zweckmäßige Batterieschale weist zumindest ein äußeres Verstei fungsmittel aufweisend zumindest einen Gurt auf .

Unter einem „Distanzelement" wird j ede Geometrie verstanden, die dazu eingerichtet ist , zwei sich im Wesentlichen in einer gemeinsamen Richtung erstreckende Gurte auf Distanz zueinander zu halten . Vorzugsweise weist ein Distanzelement eine Rippenstruktur oder eine Zellstruktur auf .

Vorzugsweise wird unter einem Distanzelement ein Steg verstanden . Unter einem „Steg" wird eine ebene Verbindung zwischen zwei Gurten verstanden, vorzugsweise zwischen einem Gurt in Form einer Seitenwand der Batterieschale und einem hierzu korrespondierenden Gurt . Vorzugsweise verbindet ein Steg benachbarte Gurte derart , dass die Gurte und der Steg gemeinsam ein I-Profil oder eine U-Profil ausbilden .

Vorteilhaft kann hierdurch die Stei figkeit des zumindest einen äußeren Verstei fungselements und damit der Batterieschale erhöht werden .

Besonders bevorzugt ist zwischen zwei Gurten zumindest bereichsweise ein strukturierter Kern angeordnet , insbesondere ein strukturierter Kern aufweisend eine Kreuzrippenstruktur . Hier wird vorgeschlagen, benachbarte Gurte eines äußeren Verstei fungselements zumindest bereichsweise mittels einem strukturierten Kern zu verbinden, wodurch vorteilhaft ein besonders gutes Verhältnis zwischen der Stei figkeit des äußeren Versteifungsmittels und dem Gewicht des äußeren Verstei fungsmittels erreicht werden kann .

Besonders bevorzugt weist das zumindest eine äußere Versteifungsmittel zumindest bereichsweise eine Schicht eines Faser- Kunststof f-Verbundes auf , insbesondere eine Schicht eines Faser- Kunststof f-Verbundes in einem Gurt und/oder einem Steg .

Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass das äußere Verstei fungsmittel mittels der Schicht aus Faser-Kunststof f-Verbund verstei ft werden kann und/oder bei gleichen Dimensionierungslasten leichter ausgeführt werden kann .

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Aus führungs form weist das äußere Verstei fungsmittel ein Befestigungsmittel auf , insbesondere an einem Kreuzungspunkt von sich kreuzenden Kreuzrippen .

Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :

Unter einem „Befestigungsmittel" wird j egliches Mittel verstanden, welches zur Befestigung der Batterieschale an der die Batterieschale umgebenden Struktur eines designierten Kraftfahrzeugs eingerichtet ist .

Vorzugsweise ist ein Befestigungsmittel gemeinsam mit dem strukturierten Kern eines äußeren Verstei fungsmittels ausgebildet und ohne Nachbearbeitung zur Befestigung eingerichtet . Weiterhin sei daran gedacht , dass das Befestigungsmittel mit der Aus formung der Batterieschale bereits als Hohlkörper ausgebildet ist . Vorzugsweise ist der Hohlkörper zur Aufnahme einer Gewindebuchse eingerichtet .

Vorteilhaft können durch die hier vorgeschlagene Anordnung eines Befestigungsmittels etwaige Lasten direkt auf einen vergleichsweise stei fen Bereich der Batterieschale übertragen werden, insbesondere einen Bereich, welcher im Falle einer stärkeren Verformung im Zusammenhang mit einer auftretenden Betriebslast vergleichsweise weit von den durch die Batterieschale zu schützenden Batteriemodulen entfernt ist , wodurch ein etwaiger Schaden von den Batteriemodulen ferngehalten oder zumindest reduziert werden kann .

Besonders bevorzugt weist das äußere Verstei fungsmittel eine Dichtfläche auf .

Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :

Unter einer „Dicht fläche" wird eine Fläche verstanden, die in Form einer Kontakt fläche für ein Dichtmittel ausgebildet ist .

Vorzugsweise ist eine Dichtfläche eben .

Vorzugsweise weist eine Dichtfläche eine besonders geringe niedrige Oberflächenrauigkeit auf .

Vorzugsweise ist eine Dichtfläche dazu eingerichtet , im Zusammenspiel mit einer korrespondierenden zweiten Dichtfläche eines korrespondierenden zweiten Bauteils , insbesondere eines korrespondierenden Batteriedeckels oder einer korrespondierenden zweiten Batterieschale , und einem korrespondierenden Dichtmittel angeordnet zwischen der Batterieschale und dem korrespondierenden zweiten Bauteil eine Dichtwirkung zu bewirken, insbesondere bei Vorliegen eine wirkenden Normalkraft zwischen der Batterieschale und dem korrespondierenden zweiten Bauteil .

Vorteilhaft kann durch die Dichtfläche erreicht werden, dass eine designierte Traktionsbatterie aufweisend eine Batterieschale mit einer Dichtfläche eine besonders gut und robuste Abdichtung zwischen der Batterieschale und einer zweiten Batterieschale oder einem Batteriedeckel aufweisen kann .

Gemäß einer zweckmäßigen Aus führungs form weist das äußere Verstei fungsmittel einen Auflagebereich auf .

Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :

Unter einem „Auflagebereich" wird ein Teil der Geometrie eines äußeren Verstei fungsmittels verstanden, welches als Anlagefläche zwischen der Batterieschale und dem die Batterieschale designiert umgebenden Kraftfahrzeug eingerichtet ist .

Vorteilhaft kann durch den Auflagebereich eine Zentrierung der Batterieschale in einem designierten Kraftfahrzeug erreicht werden, wodurch die Montage und die Wartung einer designierten Traktionsbatterie vereinfacht werden können . Außerdem kann der Auflagebereich durch einen Formschluss mit dem designiert angrenzenden Bereich des Kraftfahrzeugs ebenfalls Lasten von dem Kraftfahrzeug auf die Batterieschale und von der Batterieschale auf das Kraftfahrzeug übertragen .

Besonders bevorzugt weist die zumindest eine Schicht eines Faser-Kunststof f-Verbundes im Wesentlichen unidirektional zueinander orientierte Fasern auf .

Durch die unidirektionale Anordnung der Fasern kann die Steifigkeit an der Stelle der Schicht aus Faser-Kunststof f-Verbund weiter erhöht werden, zumindest sofern die Lastrichtung einer inneren Spannung eine Komponente in Richtung der Orientierung der Fasern aufweist .

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Aus führungs form grei ft das innere Verstei fungsmittel in das äußere Verstei fungsmittel ein .

Hier wird vorgeschlagen, dass die strukturelle Ausgestaltung eines inneren Verstei fungsmittels sich zumindest bereichsweise durch das äußere Verstei fungsmittel hindurch erstreckt .

Vorteilhaft kann so der Übergangsbereich zwischen einem inneren Verstei fungsmittel und einem äußeren Verstei fungsmittel zusätzlich verstei ft werden .

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Aus führungs form grei fen ein äußeres Verstei fungsmittel und ein inneres Verstei fungsmittel ineinander . Mit anderen Worten weist eine Batterieschale zumindest ein äußeres Verstei fungsmittel und zumindest ein inneres Verstei fungsmittel auf , wobei das äußere Verstei fungsmittel und das innere Verstei fungsmittel einen gemeinsamen Durchdringungsbereich aufweisen, sodass sich zumindest eines der Verstei fungsmittel in das andere Verstei fungsmittel hinein erstreckt .

Vorteilhaft kann hierdurch die Stei figkeit der Batterieschale gegenüber komplexen Lastfällen erhöht werden .

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Traktionsbatterie , insbesondere eine Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung .

Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :

Unter einem „Kraftfahrzeug" wird ein durch einen Motor angetriebenes Fahrzeug verstanden . Vorzugsweise ist ein Kraftfahrzeug nicht an eine Schiene gebunden oder zumindest nicht dauerhaft spurgebunden .

Es versteht sich, das s sich die Vorteile einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, unmittelbar auf eine Traktionsbatterie aufweisend eine Batterieschale gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erstrecken .

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des zweiten Aspekts mit dem Gegenstand des vorstehenden Aspekts der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist , und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ .

Nach einem dritten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder eine Traktionsbatterie nach dem zweiten Aspekt der Erfindung .

Es versteht sich, das s sich die Vorteile einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, und/oder einer Traktionsbatterie nach dem zweiten Aspekt der Erfindung unmittelbar auf ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Batterieschale gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder eine Traktionsbatterie nach dem zweiten Aspekt der Erfindung erstrecken .

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des dritten Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist , und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ .

Nach einem vierten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Werkzeug zum Herstellen einer Batterieschale aus Kunststof f aufweisend ein inneres Verstei fungsmittel und/oder ein äußeres Verstei fungsmittel , insbesondere einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei das Werkzeug eine Artikelkavität bildet und wobei das Werkzeug ein Mittel zum Füllen der Artikelkavität mit einer Formmasse aus Kunststof f aufweist .

Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :

Unter einem „Werkzeug" wird eine Vorrichtung zum Urformen verstanden, insbesondere zum Urformen einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung aus einer schmel z flüssigen Formmasse .

Vorzugsweise wird unter einem Werkzeug ein Spritzgießwerkzeug verstanden .

Vorzugsweise wird unter einem Werkzeug ein Presswerkzeug verstanden .

Vorzugsweise wird unter einem Werkzeug ein Tauchkantenwerkzeug verstanden .

Unter einer „Artikelkavität" wird der Hohlraum verstanden, der von einem Werkzeug zum bereichsweisen Aus formen des designiert mit dem Werkzeug herzustellenden Bauteils , insbesondere einer Batterieschale , ausgeformt wird .

Unter einem „Mittel zum Füllen" wird eine dem Werkzeug mittelbar oder unmittelbar zugeordnete Vorrichtung verstanden, welche dazu eingerichtet ist , eine schmel z flüssige Formmasse in das Werkzeug einzubringen .

Vorzugsweise wird unter einem Mittel zum Füllen eine Vorrichtung verstanden, welche dazu eingerichtet ist , die Artikelkavität des Werkzeugs und/oder den Formhohlraum des Werkzeugs mit einer schmel z flüssigen Formmasse auf zufüllen, insbesondere im Zusammenhang mit einem Spritzgießwerkzeug und/oder einer Spritzgießvorrichtung .

Vorzugsweise wird unter einem Mittel zum Füllen eine Vorrichtung verstanden, mit welcher eine schmel z flüssige Formmasse in ein zuvor geöf fnetes Werkzeug eingebracht werden kann, insbesondere eingelegt werden kann, insbesondere im Zusammenhang mit einem Presswerkzeug und/oder einer Pressvorrichtung .

Hier wird ein Werkzeug zur Herstel lung einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung vorgeschlagen .

Es versteht sich, dass sich die zuvor erläuterten Vorteile einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung auf ein Werkzeug zur Herstellung einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung erstrecken .

Gemäß einer besonders bevorzugten Aus führungs form weist das Werkzeug zumindest ein Strukturkernwerkzeug auf , insbesondere zumindest ein Kreuzrippenwerkzeug, welches zur Aus formung eines strukturierten Kerns eingerichtet ist , insbesondere zur Aus formung eines strukturierten Kerns aufweisend eine Kreuzrippenstruktur .

Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :

Unter einem „Strukturkernwerkzeug" wird ein optionaler Bestandteil des Werkzeugs zum Aus formen einer Batterieschale verstanden, wobei das Strukturkernwerkzeug zum Aus formen eines strukturierten Kerns eines inneren Verstei fungsmittels und/oder eines äußeren Verstei fungsmittels eingerichtet ist . Vorzugsweise kann ein Strukturkernwerkzeug relativ zu dem angrenzenden Bereich des Werkzeugs zum Aus formen der Batterieschale bewegt werden, insbesondere in einer translatorischen Richtung .

Unter einem „Kreuzrippenwerkzeug" wird ein Strukturkernwerkzeug verstanden, welches zum Aus formen einer Kreuzrippenstruktur im Kern eines inneren Verstei fungsmittels und/oder eines äußeren Verstei fungsmittels eingerichtet ist .

Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht , dass die Batterieschale einen Bereich mit einem strukturierten Kern aufweisen kann, insbesondere einen Kern aufweisend Kreuzrippen und/oder einen Separat! onsbereich .

Es versteht sich, dass sich die vorstehend erläuterten Vorteile einer Batterieschale aufweisend einen strukturierten Kern und/oder einen Separationsbereich im Bereich eines inneren Versteifungsmittels und/oder eines äußeren Verstei fungsmittels unmittelbar auf ein Werkzeug zur Herstellung einer Batterieschale aufweisend einen strukturierten Kern im Bereich eines inneren Verstei fungsmittels und/oder eines äußeren Verstei fungsmittels erstrecken .

Gemäß einer zweckmäßigen Aus führungs form weist das Werkzeug zumindest ein Mittel zum Einklemmen eines Fasermaterials , insbesondere eines schockgefrosteten Fasermaterials und/oder eines an den Randschichten geschmol zenen Fasermaterials , auf .

Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :

Unter „Einklemmen" wird ein Befestigen verstanden, insbesondere ein lösbares Befestigen eines Fasermaterials , insbesondere eines schockgefrosteten Fasermaterials und/oder eines an den Randschichten geschmol zenen Fasermaterials , in einem Werkzeug . Insbesondere sei dabei an ein Mittel zum Einklemmen gedacht , welches das Fasermaterial solange einklemmt , wie es nicht vollständig von der Formmasse durchtränkt ist . Vorzugsweise ist das hier vorgeschlagene Mittel zum Einklemmen dazu eingerichtet , dass es von der Formmasse verdrängt wird, sobald die Formmasse das Mittel zum Einklemmen mit dem notwendigen Druck der Formmasse erreicht . Hierdurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass das Mittel zum Einklemmen des Fasermaterials so lange wie notwendig einklemmt .

Unter anderem wird hier vorgeschlagen, dass ein Fasermaterial an den Randschichten teilweise oder vollständig auf geschmol zen wird, während der Kern des Fasermaterial s noch von einer kristallinen Matrix umgeben wird, sodass das Fasermaterial noch eine Eigenstei figkeit aufweist , während es von einem Mittel in dem Werkzeug eingeklemmt wird .

Ein lediglich in seinen Randbereichen auf geschmol zenes Fasermaterial mit einem Kern aufweisend eine kristalline Matrix und/oder ein schockgefrostetes Fasermaterial können von einem Roboter vorteilhaft einfach gegri f fen und positioniert werden .

Vorteilhaft kann so eine Batterieschale hergestellt werden, welche im Bereich eines inneren Verstei fungsmittels und/oder eines äußeren Verstei fungsmittels ein Fasermaterial aufweist , wodurch die Stei figkeit der Batterieschale erhöht werden kann .

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des vierten Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist , und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ .

Nach einem fünften Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Verfahren zum Herstellen einer Batterieschale aus Kunststof f aufweisend ein inneres Verstei fungsmittel und/oder ein äußeres Verstei fungsmittel , insbesondere einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung, mittels einer Spritzgießvorrichtung oder einer Pressvorrichtung mit einem eine Artikelkavität bildenden Werkzeug, insbesondere einem Werkzeug nach dem vierten Aspekt der Erfindung, mit Mitteln zum Füllen der Artikelkavität mit einer Formmasse aus Kunststof f , wobei das Herstellverfahren die nachfolgenden Schritte umfasst : a ) Füllen der Artikelkavität mit einer Formmasse aus Kunststof f ; b ) Entformen der Batterieschale .

Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :

Unter einem „Füllen" wird gemäß einer ersten Variante verstanden, dass ein Spritzgießwerkzeug von einem Extruder mittelbar oder unmittelbar, mit einer schmel z flüssigen Formmasse aufgefüllt und ausgefüllt wird .

Unter einem „Füllen" wird gemäß einer zweiten Variante verstanden, dass ein Presswerkzeug mit einer Formmasse von einem Extruder mittelbar oder unmittelbar beladen wird und anschließend durch den Hub des Presswerkzeugs die Formmasse in der Artikelkavität verteilt wird, sodass die Artikelkavität mit der Formmasse ausgefüllt wird .

Unter „Entformen" wird das Herausnehmen der designiert hergestellten Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung aus dem Werkzeug verstanden .

Unter „Aus formen" wird j ede Umformung eines Körpers verstanden, mittels derer eine dreidimensionale Aus formung erreicht werden kann, insbesondere eine dreidimensional ausgeformte Batterieschale . Vorzugsweise wird unter Aus formen ein Aus formen mittels einem Spritzgussverfahren verstanden .

Vorzugsweise wird unter Aus formen ein Aus formen mittels einem compression molding Verfahren oder einem Fließpressverfahren verstanden . Dabei wird eine Formmasse in eine Kavität eines Gesenks eingebracht , wobei das Gesenk aufgehei zt ist oder aufgehei zt wird und/oder gekühlt wird . Anschließend wird die Kavität unter Einsatz eines Druckkolbens geschlossen . Durch den Druck erlangt die Formmasse die von Kavität und Druckkolben vorgegebene Form .

Hier wird ein Verfahren zum Herstellen einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung vorgeschlagen, wobei die Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung mittels einer Formmasse von einem eine Artikelkavität bildenden Werkzeug ausgeformt wird . Dabei sei unter anderem an ein Spritzgussverfahren oder ein Pressverfahren gedacht , insbesondere einem Pressverfahren mittels einem Tauchkantenwerkzeug .

Es versteht sich, das s sich die Vorteile einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt der Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer Batterieschale nach dem ersten Aspekt erstrecken .

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Aus führungs form wird das die Artikelkavität bildende Werkzeug vor dem Füllen der Artikelkavität mit der Formmasse aus Kunststof f zumindest bereichsweise mit einem Fasermaterial , insbesondere einem schockgefrosteten Fasermaterial , bestückt .

Hier wird nun konkret vorgeschlagen, das Fasermaterial für eine im designierten Bauteil befindliche Schicht aus einem Faser- Kunststof f-Verbund zunächst in die Form einzubringen, insbesondere in einem schockgefrorenen und damit formstabileren Zustand . Somit kann es vorteilhaft von einem Roboter gegriffen und positioniert werden. Beim Ausformen der Batterieschale wird das zuvor eingebrachte Fasermaterial von der Formmasse umströmt und teilweise auch durchströmt, wodurch sich die Schicht aus einem Faser-Kunststoff-Verbund bildet.

Alternativ wird konkret vorgeschlagen, dass das Fasermaterial für eine im designierten Bauteil befindliche Schicht aus einem Faser-Kunststoff-Verbund zunächst zumindest teilweise oder vollständig an seiner Randschicht aufzuschmelzen, während der Kern des Fasermaterials noch eine kristalline Matrix aufweist, und es anschließend in die Form einzubringen. Durch die kristalline Matrix weist das Fasermaterial eine vorzugsweise Eigensteifigkeit auf, sodass es vorteilhaft von einem Roboter gegriffen und positioniert werden kann.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des fünften Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:

Figur 1: schematisch einen Ausschnitt einer Aus führungs form einer Batterieschale;

Figur 2: schematisch einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Batterieschale;

Figur 3: schematisch einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Batterieschale; Figur 4 : schematisch einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Batterieschale;

Figur 5: schematisch einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Batterieschale;

Figur 6: schematisch einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Batterieschale;

Figur 7 : schematisch einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Batterieschale;

Figur 8 : schematisch einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Batterieschale;

Figur 9: schematisch einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Batterieschale; und

Figur 10 : schematisch einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Batterieschale.

In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bzw. gleiche Merkmale, sodass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt, sodass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird. Ferner sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Aus führungs form beschrieben wurden, auch separat in anderen Aus führungs formen verwendbar .

Der Ausschnitt einer Aus führungs form einer monolithisch ausgeformten Batterieschale 100 in Figur 1 weist eine Batterieschale 100 bestehend aus einem Boden 102, zumindest einer Seitenwand 104, einem äußeren Versteifungsmittel 130 und einem inneren Ver- stei fungsmittel 140 auf , wobei die Batterieschale 100 eine Innenseite 108 , eine Außenseite 106 und eine Höhenrichtung 110 aufweist .

Das äußere Verstei fungsmittel 130 erstreckt sich in einer Längsrichtung 136 der Batterieschale 100 und besteht im Wesentlichen aus zwei Gurten 132 , wobei einer der Gurte 132 mit der Seitenwand 104 der Batterieschale 100 zusammenfällt , einem Distanzelement 134 , welches die Gurte 132 auch unter Belastung und damit einhergehender Verformung auf Distanz zueinander hält , sodass diese einen signi fikanten Beitrag zu mindestens einem Flächenträgheitsmoment der Batterieschale 100 bereitstellen .

Das innere Verstei fungselement 140 erstreckt sich in einer Querrichtung 148 der Batterieschale 100 und besteht im Wesentlichen aus zwei Decklagen 144 , welche um einen Kern 142 , insbesondere einen strukturierten Kern 142 , aufweisend eine Kreuzrippenstruktur 146 angeordnet sind .

Das innere Verstei fungsmittel 140 und das äußere Verstei fungsmittel 130 weisen an unterschiedlichen Stellen j eweils eine Schicht 150 aus Faser-Kunststof f-Verbund auf , wodurch die Batterieschale 100 stei fer und/oder leichter ausgeführt werden kann .

Die Aus führungs form einer Batterieschale 100 in Figur 2 weist eine abweichende Aus führungs form eines äußeren Verstei fungsmittels 130 auf .

So weist das äußere Verstei fungsmittel 130 insgesamt drei Gurte 132 auf , von denen einer mit der Seitenwand 104 der Batterieschale 100 zusammenfällt . Die äußeren Gurte 132 sind mittels einem Distanzelement 134 verbunden, welches in Höhenrichtung 110 der Batterieschale 100 betrachtet auf halber Höhe angeordnet ist .

Die beiden inneren Gurte 134 sind ebenfalls mit einem Distanzelement 134 verbunden, wobei dieses Distanzelement 134 an der Stelle mit der größten Höhenausprägung (nicht bezeichnet ) des äußeren Verstei fungsmittels 130 angeordnet ist und wobei dieses innere Distanzelement 134 an seiner Oberseite eine Dichtfläche 135 aufweist , welche zum Abdichten mit einer korrespondierenden Batterieschale (nicht abgebildet ) eingerichtet ist .

Eine weitere Aus führungs form einer Batterieschale 100 in Figur

3 weist zwischen den Gurten 132 des äußeren Verstei fungsmittels 130 unterschiedliche Bereiche von strukturierten Kernen 131 auf , insbesondere von strukturierten Kernen 131 aufweisend eine Kreuzrippenstruktur 133 , welche die Gurte 132 neben den Distanzelementen 134 verbinden und dem äußeren Verstei fungsmittel 130 eine zusätzliche Stei figkeit oder ein reduziertes Gewicht ermöglichen .

Eine weitere Aus führungs form einer Batterieschale 100 in Figur

4 weist zwischen den Gurten 132 des äußeren Verstei fungsmittels 130 zwei Distanzelemente 134 auf , wobei die Distanzelemente 134 an der Stelle mit der größten Höhenausprägung (nicht bezeichnet ) des äußeren Verstei fungsmittels 130 angeordnet sind . Sie weisen auf ihrer oberen Oberseite eine Dichtfläche 135 auf .

Die Aus führungs form einer Batterieschale 100 in Figur 5 weist einen Auflagebereich 137 auf , welcher zum Kontaktieren und/oder Zentrieren der Batterieschale 100 eingerichtet ist . Vorzugsweise ist der Auflagebereich 137 nahtlos umlaufend um die Batterieschale 100 angeordnet . Bei der Aus führungs form einer Batterieschale 100 in Figur 6 wurde bei der Auswahl des Ausschnitts das äußere Verstei fungsmittel (nicht dargestellt ) weggeschnitten .

Eine weitere Aus führungs form einer Batterieschale 100 in Figur

7 weist ein anders gestaltetes inneres Verstei fungsmittel 140 auf . Das innere Verstei fungsmittel 140 verfügt nicht über einen zentralen strukturierten Kern, dafür aber ebenfalls über eine Schicht 150 eines Faser-Kunststof f-Verbundes , welche sich vorzugsweise über die Höhe des inneren Verstei fungselements 140 erstreckt .

Eine weitere Aus führungs form einer Batterieschale 100 in Figur

8 weist eine Mehrzahl von Querrippen 141 zur weiteren Verstei fung des inneren Verstei fungsmittels 140 auf .

Bei einer weiteren Aus führungs form einer Batterieschale 100 in Figur 9 grei fen ein äußeres Verstei fungsmittel 130 und ein inneres Verstei fungsmittel 140 ineinander, wobei die Formen der strukturierten Kerne 131 , 142 aneinander angepasst sind, sodass eine größtmögliche zusätzliche Verstei fung der Batterieschale 100 erreicht werden kann .

Eine Aus führungs form einer Batterieschale 100 in Figur 10 weist eine Mehrzahl von Befestigungsmitteln 138 auf , mittels derer die Batterieschale 100 mit dem Kraftfahrzeug verbunden werden kann .

Bezugszeichenliste

100 Batterieschale

102 Boden

104 Seitenwand

106 Außenseite

108 Innenseite

110 Höhenrichtung

130 äußeres Verstei fungsmittel

131 Kern, strukturierter Kern

132 Gurt

133 Kreuzrippenstruktur

134 Distanzelement , Steg

135 Dichtfläche

136 Längsrichtung

137 Auflagebereich

138 Befestigungsmittel

140 inneres Verstei fungsmittel , Spant

141 Querrippe

142 Kern, strukturierter Kern

144 Decklagen

146 Kreuzrippenstruktur

148 Querrichtung

150 Schicht eines Faser-Kunststof f-Verbundes