DE102017003086A1

DE102017003086A1 - Batteriegehäuse und Verfahren zur Montage eines solchen Batteriegeäuses

Info

Publication number: DE102017003086A1
Application number: DE102017003086.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Schumacher; Nihat Sasmaz
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2017-10-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse (1), umfassend – eine Gehäusewanne (2), und – einen Gehäusedeckel (3), welcher zum Verschließen der Gehäusewanne (2) ausgebildet ist. Erfindungsgemäß weisen mindestens zwei sich gegenüberliegende Seitenwände (2.2) der Gehäusewanne (2) jeweils eine Mehrzahl von Ausformungen (2.2.1) auf, die axial von einer einem Gehäuseboden (2.1) abgewandten und zur Auflage des Gehäusedeckels (3) vorgesehenen Auflagefläche der Seitenwand (2.2) abragen und in Richtung einer Längsausdehnung (s) der Auflagefläche zueinander beabstandet sind, wobei – die Ausformungen (2.2.1) jeweils einer Innenseite der Gehäusewanne (2) zugewandt eine sich in die Längsausdehnung (s) der Auflagefläche erstreckende Nut (2.2.1.1) aufweisen, – mindestens zwei sich gegenüberliegende Kanten des Gehäusedeckels (3) mit den Ausformungen (2.2.1) korrespondierende Aussparungen (3.1) aufweisen, – in einem verschlossenen Zustand der Gehäusewanne (2) jeweils ein zwischen zwei Aussparungen (3.1) angeordneter Abschnitt (3.2) des Gehäusedeckels (3) in einer Nut (2.2.1.1) angeordnet ist und – der Gehäusedeckel (3) in den Randbereichen der Aussparungen (3.1) mit der jeweiligen Seitenwand (2.2) kraftschlüssig verbunden ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Montage eines solchen Batteriegehäuses (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Montage eines solchen Batteriegehäuses.
Aus der CN 104134764 A ist ein Batteriegehäuse bekannt, bei dem zum Verschließen des Batteriegehäuses ein Gehäusedeckel auf eine Gehäusewanne aufgesetzt und anschließend seitlich verschoben, insbesondere in die Gehäusewanne eingeschoben, wird.
Des Weiteren ist aus der EP 0 828 411 A1 ein Abschirmgehäuse für im Innern angeordnete elektrische Bauelemente mit einer durch einen Deckel verschlossenen Gehäuseöffnung, die einen umlaufenden, nach innen abgewinkelten Gehäuserand aufweist, bekannt. Dabei untergreifen durch Aussparungen gebildete, nach außen ragende Zungen des Deckels nach innen ragende Vorsprünge des Gehäuserandes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Batteriegehäuse sowie ein verbessertes Verfahren zur Montage eines solchen Batteriegehäuses anzugeben.
Hinsichtlich des Batteriegehäuses wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 4 angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Batteriegehäuse umfasst eine Gehäusewanne und einen Gehäusedeckel, welcher zum Verschließen der Gehäusewanne ausgebildet ist. Das Batteriegehäuse ist beispielsweise zur Aufnahme einer elektrischen Batterie, z. B. einer Traktionsbatterie für ein Fahrzeug, ausgebildet.
Erfindungsgemäß weisen mindestens zwei sich gegenüberliegende Seitenwände der Gehäusewanne jeweils eine Mehrzahl von Ausformungen auf, die axial von einer einem Gehäuseboden abgewandten und zur Auflage des Gehäusedeckels vorgesehenen Auflagefläche der Seitenwand abragen und in Richtung einer Längsausdehnung der Auflagefläche zueinander beabstandet sind. Die Längsausdehnung der Auflagefläche verläuft hierbei in Richtung einer Längsausdehnung der entsprechenden Seitenwand, insbesondere in Richtung einer Längsausdehnung einer dem Gehäuseboden abgewandten Kante der Seitenwand. Die Ausformungen weisen jeweils einer Innenseite der Gehäusewanne zugewandt eine sich in Längsausdehnung der Auflagefläche erstreckende Nut auf, wobei mindestens zwei sich gegenüberliegende Kanten des Gehäusedeckels mit den Ausformungen korrespondierende Aussparungen aufweisen, wobei in einem verschlossenen Zustand der Gehäusewanne jeweils ein zwischen zwei Aussparungen angeordneter Abschnitt des Gehäusedeckels in einer Nut angeordnet ist und wobei der Gehäusedeckel in den Randbereichen der Aussparungen mit der jeweiligen Seitenwand kraftschlüssig verbunden ist.
Das derart ausgebildete Batteriegehäuse ermöglicht ein schnelles und möglichst zerstörungsfreies Öffnen und Schließen der Gehäusewanne, so dass Service- und Reparaturarbeiten sowie eine Refabrikation einer im Batteriegehäuse aufgenommenen elektrischen Batterie gegenüber dem Stand der Technik schneller und effizienter durchführbar sind. Des Weiteren wird eine Anzahl erforderlicher Verbindungen, z. B. Schraubverbindungen, zum kraftschlüssigen Verbinden des Gehäusedeckels mit der Gehäusewanne reduziert. Ferner ermöglicht das erfindungsgemäße Batteriegehäuse eine gegenüber konventionellen Batteriegehäusen flexiblere Gestaltung einer Deckeloberfläche, welche beispielsweise mit einzelnen Verprägungen versehen werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines Batteriegehäuse mit einer Gehäusewanne und einem Gehäusedeckel vor einem Verschließen der Gehäusewanne,
2 schematisch eine Draufsicht auf den Ausschnitt gemäß 1 nach dem Verschließen der Gehäusewanne,
3 schematisch eine Schnittdarstellung des Ausschnitts gemäß 2 und
4 schematisch eine weitere Schnittdarstellung des Ausschnitts gemäß 2.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Batteriegehäuse 1 mit einer Gehäusewanne 2 und einem Gehäusedeckel 3 vor einem Verschließen der Gehäusewanne 2 mit dem Gehäusedeckel 3. Das Batteriegehäuse 1 ist beispielsweise zur Aufnahme einer elektrischen Batterie, z. B. eine Traktionsbatterie eines Fahrzeugs, vorgesehen.
Die Gehäusewanne 2 umfasst einen Gehäuseboden 2.1 und rechtwinklig dazu angeordnete Seitenwände 2.2, wobei jeweils zwei Seitenwände 2.2 sich gegenüberliegend angeordnet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Abschnitt einer Seitenwand 2.2 dargestellt.
Die Seitenwände 2.2 sind beispielsweise aus Metall gefertigt und bilden jeweils mit einer dem Gehäuseboden 2.1 abgewandten Kante eine Auflagefläche für den Gehäusedeckel 3. Eine Längsausdehnung s der Auflagefläche verläuft jeweils parallel zu einer Längsausdehnung der entsprechenden Seitenwand 2.2. Für ein sicheres Auflegen des Gehäusedeckels 3 auf die Auflageflächen weisen die Seitenwände 2.2 jeweils eine bestimmte Materialdicke d auf.
Des Weiteren umfassen mindestens zwei der Seitenwände 2.2, insbesondere zwei sich gegenüberliegende Seitenwände 2.2, jeweils eine Mehrzahl von Ausformungen 2.2.1, die axial von der jeweiligen Auflagefläche der Seitenwand 2.2 abragen und in Richtung der Längsausdehnung s der Auflagefläche zueinander beabstandet sind. Die Ausformungen 2.2.1 weisen beispielsweise einen viereckigen, z. B. rechteckigen oder quadratischen, Umfangsverlauf auf und sind einteilig mit der jeweiligen Seitenwand 2.2 ausgebildet. Alternativ können die Ausformungen 2.2.1 auch als separate Komponenten hergestellt und kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig mit der jeweiligen Auflagefläche verbunden werden. Wie in 1 zu erkennen ist, erstrecken sich die Ausformungen 2.2.1 nicht vollständig, sondern nur teilweise über eine Materialdicke d der Seitenwand 2.2.
Die Ausformungen 2.2.1 weisen jeweils innenseitig, d. h. einer Innenseite der Gehäusewanne 2 zugewandt, eine Nut 2.2.1.1 auf (siehe 3), welche sich parallel zur Längsausdehnung s der Auflagefläche der jeweiligen Seitenwände 2.2 erstrecken. Die Ausformungen 2.2.1 mit den Nuten 2.2.1.1 dienen einem vereinfachten und zerstörungsfreien Verschließen und Öffnen der Gehäusewanne 2 mit dem Gehäusedeckel 3. Der Gehäusedeckel 3 weist dazu einen mit den Auflageflächen korrespondierenden Umfangsverlauf auf. Insbesondere weisen mindestens zwei sich gegenüberliegende Kanten des Gehäusedeckels 3 mit den Ausformungen 2.2.1 korrespondierende Aussparungen 3.1 auf, die durch Abschnitte 3.2 zueinander beabstandet sind.
In 1 ist ein Zustand des Batteriegehäuses 1 gezeigt, in welchem die Gehäusewanne 2 nicht vollständig mittels des Gehäusedeckels 3 verschlossen ist. Der Gehäusedeckel 3 ist hierbei derart auf den Auflageflächen der Seitenwände 2.2 angeordnet, dass die Aussparungen 3.1 die Ausformungen 2.2.1 formschlüssig umgreifen. Gegenüberliegende Kanten des Gehäusedeckels 3, welche nicht die Aussparungen 3.1 umfassen, sind dabei nicht fluchtend mit den entsprechenden Auflageflächen angeordnet. D. h., der Gehäusedeckel 3 ist versetzt zur Gehäusewanne 2 angeordnet, so dass eine Kante des Gehäusedeckels 3 sowie Abschnitte der angrenzenden Kanten über die Gehäusewanne 2 hinausragen.
Zum vollständigen Verschließen der Gehäusewanne 2 wird der Gehäusedeckel 3 in eine Schubrichtung x relativ zur Gehäusewanne 2 verschoben, bis die Abschnitte 3.2 zwischen den Aussparungen 3.1 vollständig in jeweils eine der Nuten 2.2.1.1 eingreifen, wie es 2 zeigt. Ein vollständiges Verschieben des Gehäusedeckels 3 relativ zur Gehäusewanne 2 über dessen komplette Abmessungen, wie es aus dem sogenannten Schubladenprinzip bekannt ist, ist hierbei nicht erforderlich.
Zusätzlich zu den zwei sich gegenüberliegenden Seitenwänden 2.2 kann eine an diese Seitenwände 2.2 angrenzende Seitenwand 2.2, insbesondere eine Stirnseitenwand (nicht dargestellt), ebenfalls die beschriebenen Ausformungen 2.2.1 mit den Nuten 2.2.1.1 aufweisen. Der Gehäusedeckel 3 weist dann an einer dritten Kante korrespondierende Aussparungen 3.1 und Abschnitte 3.2 auf.
2 zeigt dabei schematisch eine Draufsicht auf den Ausschnitt gemäß 1 nach dem vollständigen Verschließen der Gehäusewanne 2 mittels des Gehäusedeckels 3.
Sind die Abschnitte 3.2 des Gehäusedeckels 3 in den Nuten 2.2.1.1 angeordnet, wird der Gehäusedeckel 3 zusätzlich in jeweils einem Randbereich der Aussparungen 3.1 mit den Seitenwänden 2.2, insbesondere im Bereich der Auflagefläche, kraftschlüssig mittels eines Befestigungselements 4 verbunden. Beispielsweise wird der Gehäusedeckel 3 zusätzlich mit den Seitenwänden 2.2 verschraubt. Ferner wird zwischen dem Gehäusedeckel 3 und der Auflageflächen jeweils ein Dichtelement 5 angeordnet. Beispielsweise sind die Dichtelemente 5 jeweils aus einem elastischen Kunststoffmaterial, wie z. B. Silikon, gebildet.
3 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung, insbesondere einen Längsschnitt, des Ausschnitts gemäß 2 im Bereich einer Ausformung 2.2.1.
Wie zu erkennen ist, greift der Abschnitt 3.2 des Gehäusedeckels 3 in die Nut 2.2.1.1 ein und wird zusätzlich mittels Anordnung eines Spannelements 6 verspannt. Anstelle des Spannelements 6 kann der Abschnitt 3.2 auch mit der Nut 2.2.1.1 verschweißt werden, z. B. mittels Kaltschweißen.
4 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung, insbesondere einen Längsschnitt, des Ausschnitts gemäß 2 im Bereich einer Aussparung 3.1.
Wie zu erkennen ist, ist der Gehäusedeckel 3 im Bereich der Aussparung 3.1 mit der Seitenwand 2.2 mittels des Befestigungselements 4, hierbei eine Schraube, kraftschlüssig verbunden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 104134764 A [0002]
EP 0828411 A1 [0003]

Claims

Batteriegehäuse (1), umfassend – eine Gehäusewanne (2) und – einen Gehäusedeckel (3), welcher zum Verschließen der Gehäusewanne (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei sich gegenüberliegende Seitenwände (2.2) der Gehäusewanne (2) jeweils eine Mehrzahl von Ausformungen (2.2.1) aufweisen, die axial von einer einem Gehäuseboden (2.1) abgewandten und zur Auflage des Gehäusedeckels (3) vorgesehenen Auflagefläche der Seitenwand (2.2) abragen und in Richtung einer Längsausdehnung (s) der Auflagefläche zueinander beabstandet sind, wobei – die Ausformungen (2.2.1) jeweils einer Innenseite der Gehäusewanne (2) zugewandt eine sich in die Längsausdehnung (s) der Auflagefläche erstreckende Nut (2.2.1.1) aufweisen, – mindestens zwei sich gegenüberliegende Kanten des Gehäusedeckels (3) mit den Ausformungen (2.2.1) korrespondierende Aussparungen (3.1) aufweisen, – in einem verschlossenen Zustand der Gehäusewanne (2) jeweils ein zwischen zwei Aussparungen (3.1) angeordneter Abschnitt (3.2) des Gehäusedeckels (3) in einer Nut (2.2.1.1) angeordnet ist und – der Gehäusedeckel (3) in den Randbereichen der Aussparungen (3.1) mit der jeweiligen Seitenwand (2.2) kraftschlüssig verbunden ist.
Batteriegehäuse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwischen dem Gehäusedeckel (3) und der Auflagefläche der Seitenwand (2.2) ein Dichtelement (5) angeordnet ist.
Batteriegehäuse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Nuten (2.2.1.1) jeweils zusätzlich zu dem Abschnitt (3.2) ein Spannelement (6) angeordnet ist.
Verfahren zur Montage eines Batteriegehäuses (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Verschließen der Gehäusewanne (2) – der Gehäusedeckel (3) auf den Auflageflächen der Seitenwände (2.2) derart angeordnet wird, dass die Aussparungen (3.1) die Ausformungen (2.2.1) formschlüssig umgreifen, – der Gehäusedeckel (3) in Richtung der Längsausdehnung (s) der Auflagefläche relativ zur Gehäusewanne (2) verschoben wird, bis die Abschnitte (3.2) zwischen den Aussparungen (3.1) vollständig in jeweils eine Nut (2.2.1) eingreifen und der Gehäusedeckel (3) fluchtend zur Gehäusewanne (2) angeordnet ist, und – der Gehäusedeckel (3) in den Randbereichen der Aussparungen (3.1) mit der jeweiligen Seitenwand (2.2) kraftschlüssig verbunden wird.