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DE102017005327B4 - Energy storage housing, energy storage device with an energy storage housing and motor vehicle with an energy storage device - Google Patents

Energy storage housing, energy storage device with an energy storage housing and motor vehicle with an energy storage device Download PDF

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DE102017005327B4
DE102017005327B4 DE102017005327.8A DE102017005327A DE102017005327B4 DE 102017005327 B4 DE102017005327 B4 DE 102017005327B4 DE 102017005327 A DE102017005327 A DE 102017005327A DE 102017005327 B4 DE102017005327 B4 DE 102017005327B4
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Germany
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energy storage
webs
section
web
elements
Prior art date
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Thomas Milde
Benjamin Hans
Jochen Röcker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
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Original Assignee
Audi AG
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Publication date
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Abstract

Energiespeichergehäuse zur Aufnahme wenigstens eines Energiespeicherelements (15), umfassend einen Bodenabschnitt (13), mehrere randseitig an dem Bodenabschnitt (13) anschließende Wandabschnitte (20) sowie mehrere zwischen den Wandabschnitten (20) angeordnete Stege (6, 21, 22) in Form von Längs- und Querstegen (21, 22) zur Bildung einer mehrere Fächer (26) umfassenden Fachstruktur, wobei die Stege (6, 21, 22) jeweils von wenigstens einem unteren Stegelement (8), welches auf dem Bodenabschnitt (13) befestigt ist, und wenigstens einem auf dem unteren Stegelement (8) befestigten oberen Stegelement (7, 17) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Längsstege (21) oder der Querstege ( 22) von unteren Stegelementen (8) mit unterschiedlichem Querschnitt und/oder unterschiedlicher Breite gebildet sind und/oder dass zumindest ein Teil der Längsstege (21) oder der Querstege (22) von oberen Stegelementen (7, 17) mit unterschiedlichem Querschnitt und/oder unterschiedlicher Breite gebildet sind, derart, dass sich verschiedene Längsstege (21) oder verschiedene Querstege (22) in ihren Breiten und/oder Querschnitten der unteren und/oder der oberen Stegelemente (8, 7, 17) zur Anpassung ihrer mechanischen Stabilität unterscheiden.

Figure DE102017005327B4_0000
Energy storage housing for accommodating at least one energy storage element (15), comprising a base section (13), a plurality of wall sections (20) adjoining the base section (13) at the edge, and a plurality of webs (6, 21, 22) arranged between the wall sections (20) in the form of longitudinal and transverse webs (21, 22) to form a compartment structure comprising a plurality of compartments (26), wherein the webs (6, 21, 22) are each formed by at least one lower web element (8) which is fastened to the base section (13), and at least one upper web element (7, 17) fastened to the lower web element (8), characterized in that at least some of the longitudinal webs (21) or the transverse webs (22) are formed by lower web elements (8) with different cross-sections and/or different widths and/or that at least some of the longitudinal webs (21) or the transverse webs (22) are formed by upper web elements (7, 17) with different cross-sections and/or different widths, such that different longitudinal webs (21) or different transverse webs (22) differ in their widths and/or cross-sections of the lower and/or upper web elements (8, 7, 17) in order to adapt their mechanical stability.
Figure DE102017005327B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Energiespeichergehäuse zur Aufnahme wenigstens eines Energiespeicherelements, umfassend einen Bodenabschnitt, mehrere randseitig an den Bodenabschnitt anschließende Wandabschnitte sowie mehrere zwischen den Wandabschnitten angeordnete Stege in Form von Längs- und Querstegen zur Bildung einer mehrere Fächer umfassenden Fachstruktur, wobei die Stege jeweils von wenigstens einem unteren Stegelement, welches auf dem Bodenabschnitt befestigt ist, und wenigstens einem auf dem unteren Stegelement befestigten oberen Stegelement gebildet sind.The invention relates to an energy storage housing for accommodating at least one energy storage element, comprising a base section, a plurality of wall sections adjoining the base section at the edge, and a plurality of webs arranged between the wall sections in the form of longitudinal and transverse webs to form a compartment structure comprising a plurality of compartments, wherein the webs are each formed by at least one lower web element which is fastened to the base section and at least one upper web element fastened to the lower web element.

In Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb werden häufig Energiespeicherelemente wie Batterien bzw. Akkumulatoren zur Speicherung der für den Antrieb des Fahrzeugs benötigten elektrischen Energie verwendet. Um die Energiespeicherelemente während des Betriebs des Kraftfahrzeugs oder bei einem Unfall vor Beschädigungen zu schützen, werden diese üblicherweise in einem Energiespeichergehäuse angeordnet. Zusätzlich zur Wahrung der mechanischen Stabilität einer Energiespeicheranordnung kann das Energiespeichergehäuse auch einen Schutz der Energiespeicherelemente vor Umwelteinflüssen wie beispielsweise Feuchtigkeit gewähren. Die Größe eines solchen Energiespeichergehäuses richtet sich derweil nach der Anzahl der unterzubringenden Energiespeicherelemente sowie nach dem im Fahrzeug zur Verfügung stehenden Einbauraum. Es ist deshalb wünschenswert, dass Energiespeichergehäuse in verschiedenen Größen ausgeführt werden können, wobei unabhängig von der Größe des Energiespeichergehäuses die Schutzfunktion der Energiespeicherelemente bestehen soll.In electric vehicles, energy storage elements such as batteries or accumulators are often used to store the electrical energy required to power the vehicle. To protect the energy storage elements from damage during operation of the motor vehicle or in the event of an accident, they are usually arranged in an energy storage housing. In addition to maintaining the mechanical stability of an energy storage arrangement, the energy storage housing can also protect the energy storage elements from environmental influences such as moisture. The size of such an energy storage housing depends on the number of energy storage elements to be accommodated and the installation space available in the vehicle. It is therefore desirable that energy storage housings can be designed in various sizes, whereby the protective function of the energy storage elements should be maintained regardless of the size of the energy storage housing.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Möglichkeiten zur Bildung mechanisch stabiler Energiespeicheranordnungen bekannt.Various possibilities for forming mechanically stable energy storage arrangements are known from the state of the art.

So beschreibt die Druckschrift DE 10 2014 225 845 A1 eine Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug, bei der mehrere Batteriezellen in einem von Schottwänden in Fächer unterteilten Batteriegehäuse angeordnet sind. Die Schottwände sind dabei mit einem Boden des Gehäuses verschweißt oder mit dem Boden und umlaufenden Wandelementen verklebt, so dass sich einzelne wasserdichte Kammern bilden. Durch die zumindest teilweise ein Hohlprofil aufweisenden Wandelemente ist der Innenraum des Batteriegehäuses strömungstechnisch mit der Umgebung verbunden.This is how the publication describes DE 10 2014 225 845 A1 A battery arrangement for a motor vehicle in which several battery cells are arranged in a battery housing divided into compartments by bulkheads. The bulkheads are welded to a base of the housing or glued to the base and surrounding wall elements, forming individual watertight chambers. The wall elements, which at least partially have a hollow profile, fluidically connect the interior of the battery housing to the environment.

In DE 10 2009 031 127 A1 wird eine Elektroenergiespeichervorrichtung offenbart, die eine Mehrzahl von flachen Speicherzellen zur Speicherung von elektrischer Energie umfasst. Die Speicherzellen werden dabei von Rahmenelementen gehaltert, welche durch ein Spannmittel zu einem Stapel verspannt werden. Die Rahmenelemente weisen dabei Ausnehmungen auf, in denen zu jeder Zelle zugeordnete Messelemente zur Messung wenigstens einer physikalischen Größe angeordnet werden können.In DE 10 2009 031 127 A1 An electrical energy storage device is disclosed comprising a plurality of flat storage cells for storing electrical energy. The storage cells are held by frame elements, which are clamped into a stack by a clamping means. The frame elements have recesses in which measuring elements assigned to each cell can be arranged for measuring at least one physical quantity.

DE 10 2015 006 297 A1 beschreibt eine Aufnahmeeinrichtung für eine Energiespeicheranordnung mit mehreren Energiespeichern. Die Aufnahmeeinrichtung umfasst dabei eine Bodenplatte, an der mehrere Längsstege und mehrere Querstege angeordnet sind, durch welche mehrere Aufnahmeabteile für je einen Energiespeicher gebildet werden. Auf den Querstegen und/oder Längsstegen kann jeweils eine einen komplementären Querschnitt zu dem jeweiligen Steg aufweisende Leiste angeordnet und mit dem darunter liegenden Steg verbunden werden. Mit Hilfe dieser Leiste kann ein zwischen den Stegen angeordneter Energiespeicher in seinem Aufnahmeabteil fixiert werden. DE 10 2015 006 297 A1 describes a receiving device for an energy storage arrangement with multiple energy storage devices. The receiving device comprises a base plate on which several longitudinal webs and several transverse webs are arranged, forming several receiving compartments for each energy storage device. A strip having a complementary cross-section to the respective web can be arranged on each of the transverse webs and/or longitudinal webs and connected to the web below. With the help of this strip, an energy storage device arranged between the webs can be fixed in its receiving compartment.

US 2014/0014428 A1 beschreibt eine Batteriewanne zur Aufnahme von Energiespeichern, welche mehrere in Richtung der Fahrzeugbreite angeordnete Querstreben umfasst. Dabei ist ein unterer Abschnitt der Querstrebe mit einem Boden der Batteriewanne verbunden und ein weiterer Abschnitt der Querstrebe auf dem unteren Abschnitt angeordnet. Der untere Abschnitt und der obere Abschnitt unterscheiden sich dabei hinsichtlich ihrer Breite und ihres Querschnitts. US 2014/0014428 A1 describes a battery tray for accommodating energy storage devices, comprising several cross struts arranged along the width of the vehicle. A lower section of the cross strut is connected to a base of the battery tray, and another section of the cross strut is arranged on the lower section. The lower section and the upper section differ in terms of their width and cross-section.

In CN 2 05 564 850 U ist ein Energiespeichergehäuse beschrieben, das mehrere an einem Bodenabschnitt angeordnete Längs- und Querstege zur Bildung von die Energiespeicher aufnehmenden Fächern aufweist. Jeder Querträger besteht aus einem unteren Träger, auf den eine Leiste gesetzt und daran befestigt ist. Einer dieser Querträger weist eine abschnittsweise höhere Leiste als die anderen, gleich ausgeführten Querträger auf.In CN 2 05 564 850 U An energy storage housing is described that has several longitudinal and transverse webs arranged on a base section to form compartments for accommodating the energy storage devices. Each cross member consists of a lower support, onto which a strip is placed and attached. One of these cross members has a sectionally higher strip than the other, similarly designed cross members.

US 5 501 289 A zeigt ebenfalls ein Energiespeichergehäuse mit mehreren auf einem Bodenabschnitt angeordneten Längs- und Querträgern, die eine Fachstruktur zur Aufnahme von Energiespeichern bilden. Die Stege umfassen jeweils ein unteres und ein darauf angeordnetes oberes Stegelement, die jeweils als U-förmige Leisten, die umgekehrt zueinander aneinander befestigt sind. US 5 501 289 A also shows an energy storage housing with several longitudinal and transverse beams arranged on a base section, forming a compartment structure for accommodating energy storage devices. The beams each comprise a lower and an upper beam element arranged thereon, each of which is designed as U-shaped strips that are attached to each other in reverse.

Weiterhin ist auch aus CN 1 06 299 192 A ein Energiespeichergehäuse zur Aufnahme von Energiespeichern bekannt, das eine im Inneren über Längs- und Querstege gebildete Fachstruktur mit einzelnen Fächern zur Aufnahme der Energiespeicher aufweist.Furthermore, CN 1 06 299 192 A An energy storage housing for accommodating energy storage devices is known, which has a compartment structure formed inside by longitudinal and transverse webs with individual compartments for accommodating the energy storage devices.

DE 10 2015 111 749 A1 beschriebt schließlich eine Batterieeinrichtung für ein wenigstens teilweise elektrisch betriebenes Fahrzeug. Die Batterieeinrichtung umfasst eine Mehrzahl von Batteriemodulen mit jeweils wenigstens einer Batteriezelle und mit einer Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme der Batteriemodule. Dabei umfasst die Aufnahmeeinrichtung eine unterhalb der Batteriemodule angeordnete Schottwand und eine unterhalb der Schottwand angeordnete Bodenplatte. Die Schottwand und die Bodenplatte sind an wenigstens einem Verbindungselement angebracht und durch das Verbindungselement beabstandet miteinander verbunden. DE 10 2015 111 749 A1 Finally, a battery device for an at least partially electrically powered vehicle is described. The battery device comprises a plurality of battery modules, each with at least one battery cell, and a receiving device for receiving the battery modules. The receiving device comprises a bulkhead arranged beneath the battery modules and a base plate arranged beneath the bulkhead. The bulkhead and the base plate are attached to at least one connecting element and connected to one another at a distance by the connecting element.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Energiespeichergehäuse anzugeben.The invention is based on the object of providing an improved energy storage housing.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Längsstege oder der Querstege von unteren Stegelementen mit unterschiedlichem Querschnitt und/oder unterschiedlicher Breite gebildet sind und/oder dass zumindest ein Teil der Längsstege oder der Querstege von oberen Stegelementen mit unterschiedlichem Querschnitt und/oder unterschiedlicher Breite gebildet sind, derart, dass sich verschiedene Längsstege oder verschiedene Querstege in ihren Breiten und/oder Querschnitten der unteren und/oder der oberen Stegelemente zur Anpassung ihrer mechanischen Stabilität unterscheiden..To achieve this object, the invention provides that at least some of the longitudinal webs or the transverse webs are formed by lower web elements with different cross sections and/or different widths and/or that at least some of the longitudinal webs or the transverse webs are formed by upper web elements with different cross sections and/or different widths, such that different longitudinal webs or different transverse webs differ in their widths and/or cross sections of the lower and/or upper web elements in order to adapt their mechanical stability.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Erfindung besteht darin, dass eine Anpassung des Aufbaus der Stege abhängig der von ihnen aufzunehmenden bzw. abzuleitenden Kräfte ermöglicht wird. Die Aufteilung in obere und untere Stegelemente erlaubt den Einsatz von oberen und unteren Stegelementen mit unterschiedlichen Durchmessern, so dass für die verschiedenen Stegelemente eines Steges jeweils eine unterschiedliche mechanische Stabilität, beispielsweise ein Widerstand gegen Knicken, realisiert werden kann. Weiterhin ist es möglich, dass beispielsweise Stege mit einer größeren mechanischen Stabilität randseitig in der Fachstruktur des Energiespeichergehäuses angeordnet werden und im Inneren, wo sich eine auf einen Wandabschnitt einwirkende Kraft durch die Aufnahme bzw. Ableitung durch die Stege auf einen größeren Abschnitt des Energiespeichergehäuses verteilt, können Stege mit geringerer mechanischer Stabilität angeordnet werden. Die mechanische Stabilität eines Steges kann beispielsweise über die Breite der Stegelemente und/oder über den jeweiligen Querschnitt der Stegelemente angepasst werden. Der Einsatz von Stegen, welche aus Stegelementen mit geringerer Querschnittsfläche bzw. geringerer Breite gebildet werden, in Bereichen, in denen geringere Kräfte auftreten, ermöglicht eine Gewichtsersparnis gegenüber der ausschließlichen Verwendung von Stegen mit konstanter, größerer Breite bzw. Querschnittsfläche.The advantage of the invention is that it enables the structure of the webs to be adapted depending on the forces they are to absorb or dissipate. The division into upper and lower web elements allows the use of upper and lower web elements with different diameters, so that a different mechanical stability, for example resistance to buckling, can be achieved for the various web elements of a web. Furthermore, it is possible, for example, for webs with greater mechanical stability to be arranged at the edges in the compartment structure of the energy storage housing, and for webs with lower mechanical stability to be arranged inside, where a force acting on a wall section is distributed over a larger section of the energy storage housing due to the absorption or dissipation by the webs. The mechanical stability of a web can be adapted, for example, via the width of the web elements and/or via the respective cross-section of the web elements. The use of webs formed from web elements with a smaller cross-sectional area or smaller width in areas where lower forces occur enables weight savings compared to the exclusive use of webs with a constant, larger width or cross-sectional area.

Die Stege können derart zwischen den Wandabschnitten angeordnet werden, dass die von ihnen gebildete Fachstruktur randseitig an die Wandabschnitte anschließt. Die Fächer der Fachstruktur werden dabei durch die Stege bzw. durch die Stege und die Wandabschnitte zur Seite begrenzt. Der Bodenabschnitt des Energiespeichergehäuses begrenzt die Fächer nach unten. Mehrere Stege einer Fachstruktur können beispielsweise auch ein gemeinsames unteres Stegelement aufweisen, wobei die einzelnen Stege durch dieses gemeinsame untere Stegelement und jeweils ein oberes Stegelement gebildet werden. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass die Stege entsprechend ein gemeinsames oberes Stegelement aufweisen und von diesem gemeinsamen oberen Stegelement sowie jeweils von einem unteren Stegelement gebildet werden.The webs can be arranged between the wall sections in such a way that the compartment structure they form adjoins the wall sections at the edges. The compartments of the compartment structure are delimited to the sides by the webs or by the webs and the wall sections. The bottom section of the energy storage housing delimits the compartments at the bottom. Several webs of a compartment structure can, for example, also have a common lower web element, with the individual webs being formed by this common lower web element and each having an upper web element. Alternatively, it is also possible for the webs to have a common upper web element and to be formed by this common upper web element and each having a lower web element.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass auf wenigstens einem unteren Stegelement mehrere obere Stegelemente übereinander angeordnet sind. Durch die Anordnung mehrerer oberer Stegelemente übereinander kann neben der Höhe des derart gebildeten Steges auch die mechanische Stabilität des Steges weiter beeinflusst werden. Eine Aufteilung der mechanischen Stabilität eines Steges kann auf diese Weise in mehr als zwei Ebenen erfolgen.According to the invention, it can be provided that several upper web elements are arranged one above the other on at least one lower web element. By arranging several upper web elements one above the other, not only the height of the web thus formed can be further influenced, but also the mechanical stability of the web. In this way, the mechanical stability of a web can be divided into more than two levels.

Für die Stege ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Stege von unteren Stegelementen und/oder oberen Stegelementen mit unterschiedlichem Querschnitt und/oder unterschiedlicher Breite gebildet sind. Durch die Wahl der Breite und/oder des Querschnitts eines Stegelements kann beispielsweise der Widerstand des Stegelements gegen Knicken bei einer in Steglängsrichtung auf ihn wirkenden Kraft bestimmt werden. Dies kann für das untere Stegelement und für das obere Stegelement eines Steges jeweils einzeln angepasst werden. Stegelemente mit unterschiedlichem Querschnitt können dabei eine unterschiedliche Querschnittsform und/oder eine unterschiedliche Querschnittsfläche aufweisen.According to the invention, at least some of the webs are formed by lower web elements and/or upper web elements with different cross-sections and/or different widths. By selecting the width and/or cross-section of a web element, it is possible, for example, to determine the web element's resistance to buckling when subjected to a force acting on it in the longitudinal direction of the web. This can be individually adjusted for the lower web element and for the upper web element of a web. Web elements with different cross-sections can have a different cross-sectional shape and/or a different cross-sectional area.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der unteren Stegelemente Sockelabschnitte zur Befestigung von Energiespeicherelementen aufweist. Dies können beispielsweise laschenartige Sockelabschnitte sein, an denen die Energiespeicherelemente beispielsweise durch Verschraubung befestigt werden können. Bei den Energiespeicherelementen kann es sich beispielsweise um Batterien bzw. Akkumulatoren handeln, wobei eine Verschraubung eines solchen Energiespeicherelements beispielsweise an einem das Energiespeicherelement umgebenden Gehäuse mit einem oder mehreren Sockelabschnitten eines oder mehrerer Stege erfolgen kann.According to the invention, it can be provided that at least some of the lower web elements have base sections for fastening energy storage elements. These can be, for example, tab-like base sections to which the energy storage elements can be fastened, for example by screwing. The energy storage elements can be, for example, batteries or accumulators, wherein screwing of such an energy storage relements can be carried out, for example, on a housing surrounding the energy storage element with one or more base sections of one or more webs.

Für das untere Stegelement kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass es einen rechteckigen, C-förmigen oder U-förmigen Querschnitt aufweist. Die Anordnung eines Stegelements mit C-förmigen Querschnitt oder U-förmigen Querschnitt auf dem Bodenabschnitt erfolgt insbesondere derart, dass die Öffnung des C-förmigen oder U-förmigen Querschnitts dem Bodenabschnitt zugewandt ist. Auf der dem Bodenabschnitt entgegengesetzte Seite des C-förmigen oder U-förmigen Querschnitts kann dann ein oberes Stegelement angeordnet werden. Ein Stegelement mit rechteckigem Querschnitt kann entsprechend mit einer Kante des rechteckigen Querschnitts auf dem Bodenabschnitt angeordnet werden, wobei an der entgegengesetzten Seite des rechteckigen Querschnitts dann wenigstens ein oberes Stegelement angeordnet werden kann.According to the invention, the lower web element can be provided with a rectangular, C-shaped, or U-shaped cross-section. The arrangement of a web element with a C-shaped or U-shaped cross-section on the base section is carried out in particular such that the opening of the C-shaped or U-shaped cross-section faces the base section. An upper web element can then be arranged on the side of the C-shaped or U-shaped cross-section opposite the base section. A web element with a rectangular cross-section can accordingly be arranged with one edge of the rectangular cross-section on the base section, wherein at least one upper web element can then be arranged on the opposite side of the rectangular cross-section.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das obere Stegelement einen unteren Abschnitt, einen Mittelabschnitt sowie einen oberen Abschnitt aufweist, wobei der untere Abschnitt am unteren Stegelement befestigt ist. Der untere Abschnitt eines oberen Stegelements kann beispielsweise wie ein Sockel oder ein Fuß geformt sein, so dass das obere Stegelement mit seinem unteren Abschnitt an einem unteren Stegelement befestigt werden kann. An die dem unteren Stegelement entgegengesetzte Seite des unteren Abschnitts schließt dabei ein Mittelabschnitt an sowie an den Mittelabschnitt ein oberer Abschnitt des oberen Stegelements.In a further embodiment of the invention, the upper web element can have a lower section, a middle section, and an upper section, the lower section being fastened to the lower web element. The lower section of an upper web element can be shaped, for example, like a base or a foot, so that the upper web element can be fastened by its lower section to a lower web element. A middle section adjoins the side of the lower section opposite the lower web element, and an upper section of the upper web element adjoins the middle section.

Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der obere Abschnitt eine größere Breite aufweist als der Mittelabschnitt. Der untere Abschnitt des oberen Stegelements kann dabei ebenfalls eine größere Breite als der Mittelabschnitt aufweisen. Durch die Höhe des Mittelabschnitts kann beispielsweise die Höhe des Steges beeinflusst werden. Durch die im oberen Abschnitt zunehmende Stegbreite des oberen Stegelements kann ein Knicken des Steges bei einer bestimmten, in Steglängsrichtung angreifenden Kraft in Richtung der Stegbreite ermöglicht werden.Furthermore, according to the invention, the upper section can be provided with a greater width than the middle section. The lower section of the upper web element can also have a greater width than the middle section. The height of the middle section, for example, can influence the height of the web. The increasing web width of the upper web element in the upper section can enable the web to buckle in the direction of the web width when a certain force is applied in the longitudinal direction of the web.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Stegelemente aus Metallblech, insbesondere aus Aluminiumblech oder Stahlblech, gefertigt sind. Insbesondere können untere Stegelemente und/oder obere Stegelemente jeweils aus einem oder mehreren gefalteten Blechteilen, welche aneinander befestigt werden, gebildet werden. Eine Befestigung von aus Metallblech gefertigten Teilen zur Bildung von unteren bzw. oberen Stegelementen kann beispielsweise durch Verschraubung, Vernietung, Verschweißung oder Verklebung erfolgen. Durch die Verwendung von verschieden gebogenen bzw. gefalteten Blechteilen können dabei die Breite und/oder der Querschnitt der unteren Stegelemente und/oder der oberen Stegelemente angepasst werden.According to the invention, it can be provided that the web elements are made of sheet metal, in particular of aluminum sheet or steel sheet. In particular, lower web elements and/or upper web elements can each be formed from one or more folded sheet metal parts which are fastened to one another. Fastening of parts made of sheet metal to form lower or upper web elements can be achieved, for example, by screwing, riveting, welding, or gluing. By using differently bent or folded sheet metal parts, the width and/or cross-section of the lower web elements and/or the upper web elements can be adapted.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Stege als Querstege und Längsstege zur Bildung einer Fachstruktur angeordnet sind, wobei die von den Stegen umfassten Fächer rechteckig sind. Bevorzugt weist bei einem Energiespeichergehäuse mit einer Fachstruktur aus rechteckigen Fächern auch der Bodenabschnitt des Energiespeichergehäuses eine rechteckige Form auf. Es ist jedoch auch möglich, dass bei einer Fachstruktur, welche rechteckige Fächer umfasst, der Bodenabschnitt eine andere Form aufweist, wobei in diesem Fall Fächer, welche von Wandabschnitten und Stegen begrenzt sind, abhängig von der Form des Bodenabschnitts, auch eine andere Form als eine rechteckige Form aufweisen können.In a preferred embodiment of the invention, it can be provided that the webs are arranged as transverse webs and longitudinal webs to form a compartment structure, wherein the compartments enclosed by the webs are rectangular. In an energy storage housing with a compartment structure consisting of rectangular compartments, the base section of the energy storage housing preferably also has a rectangular shape. However, it is also possible for the base section of a compartment structure comprising rectangular compartments to have a different shape, wherein in this case, compartments delimited by wall sections and webs can also have a shape other than rectangular, depending on the shape of the base section.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Befestigung des wenigstens einen unteren Stegelements am Bodenabschnitt, die Befestigung des wenigstens einen oberen Stegelements an dem oder den unteren Stegelementen und/oder die Befestigung der oberen Stegelemente aneinander jeweils durch Verschraubung, Verschweißung, Vernietung oder Verklebung erfolgt.According to the invention, it can be provided that the fastening of the at least one lower web element to the base section, the fastening of the at least one upper web element to the lower web element(s) and/or the fastening of the upper web elements to one another is carried out by screwing, welding, riveting or gluing.

Für einen erfindungsgemäßen Energiespeicher ist vorgesehen, dass er ein erfindungsgemäßes Energiespeichergehäuse umfasst, wobei ein oder mehrere Energiespeicherelemente in den Fächern der Fachstruktur angeordnet sind. Die Anordnung der Energiespeicherelemente erfolgt auf den Bodenabschnitt zwischen den die Fachstruktur bildenden Stegen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass in einem Fach der Fachstruktur jeweils ein Energiespeicherelement angeordnet ist.For an energy storage device according to the invention, it is provided that it comprises an energy storage housing according to the invention, wherein one or more energy storage elements are arranged in the compartments of the compartment structure. The energy storage elements are arranged on the base section between the webs forming the compartment structure. In particular, it can be provided that one energy storage element is arranged in each compartment of the compartment structure.

Für ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug ist vorgesehen, dass es einen erfindungsgemäßen Energiespeicher umfasst. Die Energiespeicherelemente des Energiespeichers können beispielsweise zum Speichern der für einen elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs benötigten elektrischen Energie dienen. Bei den Energiespeicherelementen kann es sich insbesondere um Batterien bzw. Akkumulatoren handeln.A motor vehicle according to the invention is provided with an energy storage device according to the invention. The energy storage elements of the energy storage device can serve, for example, to store the electrical energy required for an electric drive of the motor vehicle. The energy storage elements can, in particular, be batteries or accumulators.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

  • 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
  • 2 eine Seitenansicht eines Steges,
  • 3 eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Energiespeichergehäuses,
  • 4 eine Seitenansicht eines mehrere übereinander angeordnete obere Stegelemente umfassenden Steges, sowie
  • 5 eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Energiespeicher.
Further advantages and details of the invention will become apparent from the exemplary embodiments described below and from the drawings. These show:
  • 1 a side view of a motor vehicle according to the invention,
  • 2 a side view of a bridge,
  • 3 a sectional side view of an energy storage housing according to the invention,
  • 4 a side view of a web comprising several upper web elements arranged one above the other, and
  • 5 a plan view of an energy storage device according to the invention.

Das in 1 dargestellte Kraftfahrzeug 1 weist einen Energiespeicher 2 auf, welcher ein Energiespeichergehäuse 3 sowie in diesem Energiespeichergehäuse 3 angeordnete Energiespeicherelemente (hier nicht dargestellt) umfasst. Die im Inneren des Energiespeichergehäuses 3 angeordneten Energiespeicherelemente sind über elektrische Verbindungsmittel 4 mit einem als Elektromotor ausgeführten Antriebsmotor 5 des Kraftfahrzeugs 1 verbunden. The 1 The motor vehicle 1 shown has an energy storage device 2, which comprises an energy storage housing 3 and energy storage elements (not shown here) arranged in this energy storage housing 3. The energy storage elements arranged inside the energy storage housing 3 are connected via electrical connecting means 4 to a drive motor 5 of the motor vehicle 1, which is designed as an electric motor.

In 2 ist eine Seitenansicht eines Steges 6 eines erfindungsgemäßen Energiespeichergehäuses 3 dargestellt. Der Steg 6 umfasst ein oberes Stegelement 7 sowie ein unteres Stegelement 8. Das obere Stegelement 7 besteht aus zwei aneinander befestigten Teilen 9. Die Teile 9 können beispielsweise jeweils aus einem gebogenen Metallblech bestehen. Durch die Form der Teile 9 bildet das obere Stegelement 7 einen oberen Abschnitt 10, einen Mittelabschnitt 11 sowie einen unteren Abschnitt 12 aus. Im Mittelabschnitt 11 liegen die beiden Teile 9 des oberen Stegelements 7 aneinander an, so dass der Mittelabschnitt 11 eine geringere Stegbreite aufweist als der obere Abschnitt 10. Mit dem sockelförmigen unteren Abschnitt 12 ist das obere Stegelement 7 am unteren Stegelement 8 befestigt. Das untere Stegelement 8 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen C-förmigen Querschnitt auf, wobei es derart angeordnet ist, dass es mit der Öffnung des C-förmigen Querschnitts einem Bodenabschnitt 13 des Energiespeichergehäuses 3 zugewandt ist. Das untere Stegelement 8 ist am Bodenabschnitt 13 des Energiespeichergehäuses 3 befestigt.In 2 a side view of a web 6 of an energy storage housing 3 according to the invention is shown. The web 6 comprises an upper web element 7 and a lower web element 8. The upper web element 7 consists of two parts 9 fastened to one another. The parts 9 can, for example, each consist of a bent metal sheet. Due to the shape of the parts 9, the upper web element 7 forms an upper section 10, a middle section 11 and a lower section 12. In the middle section 11, the two parts 9 of the upper web element 7 lie against one another, so that the middle section 11 has a smaller web width than the upper section 10. The upper web element 7 is fastened to the lower web element 8 by the base-shaped lower section 12. In this exemplary embodiment, the lower web element 8 has a C-shaped cross-section and is arranged such that the opening of the C-shaped cross-section faces a bottom section 13 of the energy storage housing 3. The lower web element 8 is attached to the bottom section 13 of the energy storage housing 3.

Das obere Stegelement 7 bzw. die beiden Teile 9 sowie das untere Stegelement 8 und der Bodenabschnitt 13 können aus Metallblech, beispielsweise aus einem Aluminiumblech oder Stahlblech hergestellt sein. Die Befestigung der beiden Teile 9 zur Bildung des oberen Stegelements 7 sowie die Befestigung des unteren Abschnitts 12 am unteren Stegelement 8 und die Befestigung des unteren Stegelements 8 am Bodenabschnitt 13 können beispielsweise durch Verschweißung erfolgen. Alternativ dazu kann eine Befestigung auch durch Verschraubung, Vernietung oder Verklebung erfolgen. Auf Grund der unterschiedlichen Stegbreite des unteren Stegelements 8, des Mittelabschnitts 11 sowie des oberen Abschnitts weisen das obere Stegelement 7 sowie das untere Stegelement 8 eine unterschiedliche mechanische Stabilität gegenüber in Steglängsrichtung auf den Steg 6 einwirkenden Kräften auf.The upper web element 7 or the two parts 9 as well as the lower web element 8 and the base section 13 can be made of sheet metal, for example from an aluminum sheet or steel sheet. The fastening of the two parts 9 to form the upper web element 7 as well as the fastening of the lower section 12 to the lower web element 8 and the fastening of the lower web element 8 to the base section 13 can be achieved, for example, by welding. Alternatively, fastening can also be achieved by screwing, riveting or gluing. Due to the different web widths of the lower web element 8, the middle section 11 and the upper section, the upper web element 7 and the lower web element 8 have different mechanical stability with respect to forces acting on the web 6 in the web longitudinal direction.

In 3 ist eine alternative Ausführungsform eines Steges 6 eines erfindungsgemäßen Energiespeichers 2 dargestellt. Das untere Stegelement 8 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel laschenartig ausgebildete Sockelabschnitte 14 zur Befestigung von benachbart angeordneten Energiespeicherelementen 15. Über in den Sockelabschnitten 14 vorgesehen Bohrungen 16 kann eine Befestigung der Energiespeicherelemente 15 beispielsweise durch Verschraubung (hier nicht dargestellt) realisiert werden. Das untere Stegelement 8 kann in diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich im Bereich der Kontaktfläche zwischen Sockelabschnitten 14 und Bodenabschnitt 13 am Bodenabschnitt 13 befestigt werden.In 3 An alternative embodiment of a web 6 of an energy storage device 2 according to the invention is shown. In this exemplary embodiment, the lower web element 8 comprises tab-like base sections 14 for fastening adjacently arranged energy storage elements 15. The energy storage elements 15 can be fastened, for example by screwing (not shown here), via bores 16 provided in the base sections 14. In this exemplary embodiment, the lower web element 8 can additionally be fastened to the base section 13 in the region of the contact surface between the base sections 14 and the base section 13.

4 zeigt eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Steges 6 eines erfindungsgemäßen Energiespeichergehäuses 3. Der Steg 6 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel ein zweites oberes Stegelement 17, welches auf dem ersten Stegelement 7 befestigt ist. Das obere Stegelement 7 ist seinerseits mit seinem unteren Abschnitt 12 an zwei unteren Stegelementen 8 befestigt. Die oberen Stegelemente 7, 17 sind übereinander angeordnet, wobei eine Befestigung des oberen Stegelements 17 am oberen Stegelement 7 über den unteren Abschnitt 18 des oberen Stegelements 7 am oberen Abschnitt des Stegelements 7 erfolgt. Das obere Stegelement 17 weist einen oberen Abschnitt 19 auf, welcher eine geringere Stegbreite aufweist als der obere Abschnitt 10 des oberen Stegelements 7. Zusätzlich zu dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind Anordnungen denkbar, bei der mehr als zwei obere Stegelemente 7, 17 übereinander angeordnet sind. Solche Anordnung ermöglicht es, für jedes der den Steg bildenden Stegelemente jeweils einzeln die mechanische Stabilität über die Stegbreite und/oder den Querschnitt auszulegen. 4 shows a side view of a further embodiment of a web 6 of an energy storage housing 3 according to the invention. The web 6 comprises in this embodiment a second upper web element 17, which is fastened to the first web element 7. The upper web element 7 is in turn fastened with its lower section 12 to two lower web elements 8. The upper web elements 7, 17 are arranged one above the other, wherein the upper web element 17 is fastened to the upper web element 7 via the lower section 18 of the upper web element 7 to the upper section of the web element 7. The upper web element 17 has an upper section 19, which has a smaller web width than the upper section 10 of the upper web element 7. In addition to the 4 In the embodiment shown, arrangements are conceivable in which more than two upper web elements 7, 17 are arranged one above the other. Such an arrangement makes it possible to individually design the mechanical stability for each of the web elements forming the web across the web width and/or the cross-section.

In 5 ist eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Energiespeicher 2 dargestellt. Der Energiespeicher 2 umfasst ein erfindungsgemäßes Energiespeichergehäuse 3 sowie mehrere Energiespeicherelemente 15. Das Energiespeichergehäuse 3 umfasst den Bodenabschnitt 13, die Wandabschnitte 20 sowie Längsstege 21 und Querstege 22. Die Längsstege 21 sind dabei so in dem Energiespeichergehäuse 3 angeordnet, dass sie mit ihren beiden Stirnflächen jeweils an gegenüberliegenden Wandabschnitte 20 anliegen. Die Längsstege 21 werden in diesem Ausführungsbeispiel jeweils von einem unteren Stegelement und einem oberen Stegelement mit gleicher Stegbreite gebildet. Zwischen den Längsstegen 21 bzw. zwischen den Längsstegen 21 und den Wandabschnitten 20 sind Querstege 22 angeordnet, welche von unteren Stegabschnitten 23 und oberen Stegabschnitten 24, 25 gebildet werden. Die unteren Abschnitte 23 der Querstege 22 weisen dabei bei allen Querstegen 22 dieselbe Stegbreite auf, wohingegen die oberen Stegelemente 24 von den randseitig angeordneten Querstege 22 eine größere Stegbreite aufweisen als die oberen Abschnitte 25 der im Inneren der Fachstruktur angeordneten Querstege 22. Die Verteilung der Stegbreiten der oberen Abschnitte 24, 25 kann in Abhängigkeit einer Kraftverteilung bei einer seitlich auf das Energiespeichergehäuse 3 einwirkenden Kraft ausgelegt werden. Die Längsstege 21 sowie die Querstege 22 und die Wandabschnitte 20 des Energiespeichergehäuses 3 begrenzen mehrere Fächer 26, in denen jeweils ein Energiespeicherelement 15 angeordnet ist.In 5 A plan view of an energy storage device 2 according to the invention is shown. The energy storage device 2 comprises an energy storage housing 3 according to the invention and a plurality of energy storage elements 15. The energy storage housing 3 comprises the base section 13, the wall sections 20 and longitudinal webs 21 and transverse webs 22. The longitudinal webs 21 are arranged in the energy storage housing 3 such that they are arranged with their two end faces on opposite Wall sections 20 abut. In this exemplary embodiment, the longitudinal webs 21 are each formed by a lower web element and an upper web element with the same web width. Transverse webs 22 are arranged between the longitudinal webs 21 or between the longitudinal webs 21 and the wall sections 20, which are formed by lower web sections 23 and upper web sections 24, 25. The lower sections 23 of the transverse webs 22 have the same web width for all transverse webs 22, whereas the upper web elements 24 of the transverse webs 22 arranged at the edges have a greater web width than the upper sections 25 of the transverse webs 22 arranged inside the compartment structure. The distribution of the web widths of the upper sections 24, 25 can be designed depending on a force distribution when a force acts laterally on the energy storage housing 3. The longitudinal webs 21 as well as the transverse webs 22 and the wall sections 20 of the energy storage housing 3 delimit a plurality of compartments 26, in each of which an energy storage element 15 is arranged.

Die Darstellung des Energiespeichergehäuses 3 in 5 ist rein schematisch, es kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein Energiespeichergehäuse 3 eine größere Anzahl an Längsstegen 21 und/oder Querstegen 22 umfasst, so dass eine Fachstruktur, die mehr als die abgebildeten Fächer 26 umfasst, gebildet wird. Insbesondere auch bei größeren Anordnungen kann eine Anpassung der Breite von oberen Stegelementen und unteren Stegelementen in Abhängigkeit der jeweils auf die Stege wirkenden Kräfte bei einer auf eine Seitenfläche des Gehäuses einwirkenden Kraft getroffen werden.The representation of the energy storage housing 3 in 5 is purely schematic; it can be provided, in particular, that an energy storage housing 3 comprises a larger number of longitudinal webs 21 and/or transverse webs 22, so that a compartment structure is formed that comprises more than the illustrated compartments 26. In particular, even with larger arrangements, the width of the upper web elements and lower web elements can be adjusted depending on the forces acting on the webs when a force acts on a side surface of the housing.

Claims (11)

Energiespeichergehäuse zur Aufnahme wenigstens eines Energiespeicherelements (15), umfassend einen Bodenabschnitt (13), mehrere randseitig an dem Bodenabschnitt (13) anschließende Wandabschnitte (20) sowie mehrere zwischen den Wandabschnitten (20) angeordnete Stege (6, 21, 22) in Form von Längs- und Querstegen (21, 22) zur Bildung einer mehrere Fächer (26) umfassenden Fachstruktur, wobei die Stege (6, 21, 22) jeweils von wenigstens einem unteren Stegelement (8), welches auf dem Bodenabschnitt (13) befestigt ist, und wenigstens einem auf dem unteren Stegelement (8) befestigten oberen Stegelement (7, 17) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Längsstege (21) oder der Querstege ( 22) von unteren Stegelementen (8) mit unterschiedlichem Querschnitt und/oder unterschiedlicher Breite gebildet sind und/oder dass zumindest ein Teil der Längsstege (21) oder der Querstege (22) von oberen Stegelementen (7, 17) mit unterschiedlichem Querschnitt und/oder unterschiedlicher Breite gebildet sind, derart, dass sich verschiedene Längsstege (21) oder verschiedene Querstege (22) in ihren Breiten und/oder Querschnitten der unteren und/oder der oberen Stegelemente (8, 7, 17) zur Anpassung ihrer mechanischen Stabilität unterscheiden.Energy storage housing for accommodating at least one energy storage element (15), comprising a base section (13), a plurality of wall sections (20) adjoining the base section (13) at the edge, and a plurality of webs (6, 21, 22) arranged between the wall sections (20) in the form of longitudinal and transverse webs (21, 22) to form a compartment structure comprising a plurality of compartments (26), wherein the webs (6, 21, 22) are each formed by at least one lower web element (8) which is fastened to the base section (13) and at least one upper web element (7, 17) fastened to the lower web element (8), characterized in that at least some of the longitudinal webs (21) or the transverse webs (22) are formed by lower web elements (8) with different cross-sections and/or different widths and/or that at least some of the longitudinal webs (21) or the transverse webs (22) are formed by upper web elements (7, 17) are formed with different cross-sections and/or different widths, such that different longitudinal webs (21) or different transverse webs (22) differ in their widths and/or cross-sections of the lower and/or upper web elements (8, 7, 17) in order to adapt their mechanical stability. Energiespeichergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf wenigstens einem unteren Stegelement (8) mehrere obere Stegelemente (7, 17) übereinander angeordnet sind.Energy storage housing according to Claim 1 , characterized in that several upper web elements (7, 17) are arranged one above the other on at least one lower web element (8). Energiespeichergehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der unteren Stegelemente (8) Sockelabschnitte (14) zur Befestigung von Energiespeicherelementen (15) aufweist.Energy storage housing according to Claim 1 or 2 , characterized in that at least some of the lower web elements (8) have base sections (14) for fastening energy storage elements (15). Energiespeichergehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Stegelement (8) einen rechteckigen, C-förmigen oder U-förmigen Querschnitt aufweist.Energy storage housing according to one of the preceding claims, characterized in that the lower web element (8) has a rectangular, C-shaped or U-shaped cross-section. Energiespeichergehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Stegelement (7, 17) einen unteren Abschnitt (12), einen Mittelabschnitt (11) sowie einen oberen Abschnitt (10) aufweist, wobei der untere Abschnitt am unteren Stegelement (8) befestigt ist.Energy storage housing according to one of the preceding claims, characterized in that the upper web element (7, 17) has a lower section (12), a middle section (11) and an upper section (10), wherein the lower section is fastened to the lower web element (8). Energiespeichergehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Abschnitt (10) eine größere Breite aufweist als der Mittelabschnitt (11).Energy storage housing according to Claim 5 , characterized in that the upper section (10) has a greater width than the middle section (11). Energiespeichergehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stegelemente (7, 8) aus Metallblech, insbesondere aus Aluminiumblech oder Stahlblech, gefertigt sind.Energy storage housing according to one of the preceding claims, characterized in that the web elements (7, 8) are made of sheet metal, in particular of sheet aluminum or sheet steel. Energiespeichergehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Querstegen und den Längsstegen (6, 21, 22) umfassten Fächer (26) rechteckig sind.Energy storage housing according to one of the preceding claims, characterized in that the compartments (26) enclosed by the transverse webs and the longitudinal webs (6, 21, 22) are rectangular. Energiespeichergehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung des wenigstens einen unteren Stegelements (8) am Bodenabschnitt (13), die Befestigung des wenigstens einen oberen Stegelements (7, 17) an dem oder den unteren Stegelementen (8) und/oder die Befestigung der oberen Stegelemente (7, 17) aneinander jeweils durch Verschraubung, Verschweißung, Vernietung oder Verklebung erfolgt.Energy storage housing according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening of the at least one lower web element (8) to the base section (13), the fastening of the at least one upper web element (7, 17) to the lower web element(s) (8) and/or the fastening of the upper web elements (7, 17) to one another is carried out by screwing, welding, riveting or gluing. Energiespeicher umfassend ein Energiespeichergehäuse (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein oder mehrere Energiespeicherelemente (15) in den Fächern (26) der Fachstruktur angeordnet sind.Energy storage device comprising an energy storage housing (3) according to one of the preceding claims, wherein one or more energy storage elements (15) are arranged in the compartments (26) of the compartment structure. Kraftfahrzeug umfassend einen Energiespeicher (2) nach Anspruch 10.Motor vehicle comprising an energy storage device (2) according to Claim 10 .
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