DE-102016209105-B4 - BATTERIEPACK

Abstract

Batteriepack, der an einer Fahrzeugkarosserie (2) eines Fahrzeugs (1) anzubringen ist, wobei die Fahrzeugkarosserie (2) eine Bodenplatte (3) umfasst, wobei der Batteriepack umfasst: ein Batteriemodul (9) und ein Hauptgehäuse (11) mit einem ersten und einem zweiten Ende, die in einer Richtung der Fahrzeugbreite getrennt sind, und einem vorderen und einem hinteren Ende, die in einer Längsrichtung des Fahrzeugs (1) getrennt sind, wobei das Hauptgehäuse (11) umfasst: ein unteres Gehäuse (12), das einen äußeren Umfang mit einem ersten Verbindungsstück (12A) aufweist, das als ein Flansch ausgestaltet ist, und ein oberes Gehäuse (13), das einen äußeren Umfang mit einem zweiten Verbindungsstück (13A) aufweist, das als ein Flansch ausgestaltet ist, wobei das zweite Verbindungsstück (13A) des oberen Gehäuses (13) mit dem ersten Verbindungsstück (12A) des unteren Gehäuses (12) verbunden ist, um einen Aufnahmeraum in dem Hauptgehäuse (11) bereitzustellen, wobei das Batteriemodul (9) in dem Aufnahmeraum aufgenommen ist, wobei das vordere Ende des unteren Gehäuses (12) und das vordere Ende des oberen Gehäuses (13) ein vorderes Ende des Hauptgehäuses (11) bilden, wobei das hintere Ende des unteren Gehäuses (12) und das hintere Ende des oberen Gehäuses (13) ein hinteres Ende des Hauptgehäuses (11) bilden, wobei das erste Verbindungsstück (12A) in der Längsrichtung des Fahrzeugs (1) ein vorderes und ein hinteres Ende aufweist, die getrennt sind, wobei das zweite Verbindungsstück (13A) in der Längsrichtung des Fahrzeugs (1) ein vorderes und ein hinteres Ende aufweist, die getrennt sind, wobei das erste Verbindungsstück (12A) ein erstes und ein zweites Ende (12a, 12b) aufweist, die in der Breitenrichtung des Fahrzeugs (1) getrennt sind, um das erste und zweite Ende des Hauptgehäuses (11) zu definieren, wobei das erste Verbindungsstück (12A) an seinem ersten Ende (12a) und seinem zweiten Ende (12b) jeweils einen Befestigungsabschnitt (15A, 15B) zur Befestigung des Hauptgehäuses (11) an der Bodenplatte (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass: der Batteriepack einen Träger (14) umfasst, der ein vorderes Ende (14a) und ein hinteres Ende (14b) aufweist; das Batteriemodul (9) in vertikaler Richtung des Fahrzeugs (1) im unteren Gehäuse (12) unterhalb des Trägers (14) angeordnet ist und den Träger (14) überlappt; der Träger (14) am Hauptgehäuse (11) befestigt ist, wobei sein vorderes Ende zwischen dem vorderen Ende des ersten Verbindungsstücks (12A) und dem vorderen Ende des zweiten Verbindungsstücks (13A) eingefügt und an diesem befestigt ist und sein hinteres Ende zwischen dem hinteren Ende des ersten Verbindungsstücks (12A) und dem hinteren Ende des zweiten Verbindungsstücks (13A) eingefügt und an diesem befestigt ist, und wobei der Träger (14) sich von dem vorderen Ende des Hauptgehäuses (11) bis zu dem hinteren Ende des Hauptgehäuses (11) erstreckt und sowohl von dem ersten als auch von dem zweiten Ende des Hauptgehäuses (11) nach innen getrennt ist, um den mittleren Abschnitt des Hauptgehäuses (11) mit Ausnahme der verbleibenden Endabschnitte des Hauptgehäuses (11) jeweils zwischen dem Träger (14) und einem der Befestigungsabschnitte (15A, 15B) zu verstärken, um zu ermöglichen, dass die verbleibenden Endabschnitte die Last aufgrund der Verformung der Bodenplatte (3) aufnehmen, wenn das Fahrzeug (1) durch unwegsames Gelände fährt, wobei der Träger (14) eine Mehrzahl von konvexen Abschnitten (14A) und eine Mehrzahl von konkaven Abschnitten (14B) umfasst, wobei sich jeder von den konvexen Abschnitten (14A) und den konkaven Abschnitten (14B) in der Längsrichtung des Fahrzeugs (1) erstreckt, wobei die konvexen Abschnitte (14A) und die konkaven Abschnitte (14B) in der Richtung der Fahrzeugbreite abwechselnd angeordnet sind, und wobei der Batteriepack ferner umfasst: zweite Träger (18A, 18B), die auf dem Träger (14) angebracht sind, bei dem es sich um einen ersten Träger handelt, wobei jeder der zweiten Träger (18A, 18B) eine Länge und entlang der lateralen Richtung senkrecht zu der Längsrichtung einen U-förmigen Querschnitt aufweist, wobei die zweiten Träger (18A, 18B) auf den konvexen Abschnitten (14A) des ersten Trägers (14) derart angeordnet sind, dass die zweiten Träger (18A, 18B) einander gegenüberliegen und die Längsrichtungen der zweiten Träger (18A, 18B) senkrecht zu den Richtungen sind, in denen sich die konvexen und die konkaven Abschnitte (14A, 14B) erstrecken; und eine Hochspannungs-Vorrichtung (10), die an den zweiten Trägern (18A, 18B) angebracht ist.

Inventors

• Kunihiro NITAWAKI

Assignees

• SUZUKI MOTOR CORPORATION

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20160525

Priority Date

20150605

Claims (8)

1. Batteriepack, der an einer Fahrzeugkarosserie (2) eines Fahrzeugs (1) anzubringen ist, wobei die Fahrzeugkarosserie (2) eine Bodenplatte (3) umfasst, wobei der Batteriepack umfasst: ein Batteriemodul (9) und ein Hauptgehäuse (11) mit einem ersten und einem zweiten Ende, die in einer Richtung der Fahrzeugbreite getrennt sind, und einem vorderen und einem hinteren Ende, die in einer Längsrichtung des Fahrzeugs (1) getrennt sind, wobei das Hauptgehäuse (11) umfasst: ein unteres Gehäuse (12), das einen äußeren Umfang mit einem ersten Verbindungsstück (12A) aufweist, das als ein Flansch ausgestaltet ist, und ein oberes Gehäuse (13), das einen äußeren Umfang mit einem zweiten Verbindungsstück (13A) aufweist, das als ein Flansch ausgestaltet ist, wobei das zweite Verbindungsstück (13A) des oberen Gehäuses (13) mit dem ersten Verbindungsstück (12A) des unteren Gehäuses (12) verbunden ist, um einen Aufnahmeraum in dem Hauptgehäuse (11) bereitzustellen, wobei das Batteriemodul (9) in dem Aufnahmeraum aufgenommen ist, wobei das vordere Ende des unteren Gehäuses (12) und das vordere Ende des oberen Gehäuses (13) ein vorderes Ende des Hauptgehäuses (11) bilden, wobei das hintere Ende des unteren Gehäuses (12) und das hintere Ende des oberen Gehäuses (13) ein hinteres Ende des Hauptgehäuses (11) bilden, wobei das erste Verbindungsstück (12A) in der Längsrichtung des Fahrzeugs (1) ein vorderes und ein hinteres Ende aufweist, die getrennt sind, wobei das zweite Verbindungsstück (13A) in der Längsrichtung des Fahrzeugs (1) ein vorderes und ein hinteres Ende aufweist, die getrennt sind, wobei das erste Verbindungsstück (12A) ein erstes und ein zweites Ende (12a, 12b) aufweist, die in der Breitenrichtung des Fahrzeugs (1) getrennt sind, um das erste und zweite Ende des Hauptgehäuses (11) zu definieren, wobei das erste Verbindungsstück (12A) an seinem ersten Ende (12a) und seinem zweiten Ende (12b) jeweils einen Befestigungsabschnitt (15A, 15B) zur Befestigung des Hauptgehäuses (11) an der Bodenplatte (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet , dass: der Batteriepack einen Träger (14) umfasst, der ein vorderes Ende (14a) und ein hinteres Ende (14b) aufweist; das Batteriemodul (9) in vertikaler Richtung des Fahrzeugs (1) im unteren Gehäuse (12) unterhalb des Trägers (14) angeordnet ist und den Träger (14) überlappt; der Träger (14) am Hauptgehäuse (11) befestigt ist, wobei sein vorderes Ende zwischen dem vorderen Ende des ersten Verbindungsstücks (12A) und dem vorderen Ende des zweiten Verbindungsstücks (13A) eingefügt und an diesem befestigt ist und sein hinteres Ende zwischen dem hinteren Ende des ersten Verbindungsstücks (12A) und dem hinteren Ende des zweiten Verbindungsstücks (13A) eingefügt und an diesem befestigt ist, und wobei der Träger (14) sich von dem vorderen Ende des Hauptgehäuses (11) bis zu dem hinteren Ende des Hauptgehäuses (11) erstreckt und sowohl von dem ersten als auch von dem zweiten Ende des Hauptgehäuses (11) nach innen getrennt ist, um den mittleren Abschnitt des Hauptgehäuses (11) mit Ausnahme der verbleibenden Endabschnitte des Hauptgehäuses (11) jeweils zwischen dem Träger (14) und einem der Befestigungsabschnitte (15A, 15B) zu verstärken, um zu ermöglichen, dass die verbleibenden Endabschnitte die Last aufgrund der Verformung der Bodenplatte (3) aufnehmen, wenn das Fahrzeug (1) durch unwegsames Gelände fährt, wobei der Träger (14) eine Mehrzahl von konvexen Abschnitten (14A) und eine Mehrzahl von konkaven Abschnitten (14B) umfasst, wobei sich jeder von den konvexen Abschnitten (14A) und den konkaven Abschnitten (14B) in der Längsrichtung des Fahrzeugs (1) erstreckt, wobei die konvexen Abschnitte (14A) und die konkaven Abschnitte (14B) in der Richtung der Fahrzeugbreite abwechselnd angeordnet sind, und wobei der Batteriepack ferner umfasst: zweite Träger (18A, 18B), die auf dem Träger (14) angebracht sind, bei dem es sich um einen ersten Träger handelt, wobei jeder der zweiten Träger (18A, 18B) eine Länge und entlang der lateralen Richtung senkrecht zu der Längsrichtung einen U-förmigen Querschnitt aufweist, wobei die zweiten Träger (18A, 18B) auf den konvexen Abschnitten (14A) des ersten Trägers (14) derart angeordnet sind, dass die zweiten Träger (18A, 18B) einander gegenüberliegen und die Längsrichtungen der zweiten Träger (18A, 18B) senkrecht zu den Richtungen sind, in denen sich die konvexen und die konkaven Abschnitte (14A, 14B) erstrecken; und eine Hochspannungs-Vorrichtung (10), die an den zweiten Trägern (18A, 18B) angebracht ist.
2. Batteriepack nach Anspruch 1 , ferner umfassend: einen zweiten Befestigungsabschnitt (15C), der an einem von dem vorderen Ende des ersten Verbindungsstücks (12A) des unteren Gehäuses (12) und dem vorderen Ende des zweiten Verbindungsstücks (13A) des oberen Gehäuses (13) bereitgestellt ist, wobei zumindest ein Teil des zweiten Befestigungsabschnitts (15C) so angeordnet ist, dass er in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs (1) mit dem Träger (14) überlappt.
3. Batteriepack nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass jeder von den konvexen Abschnitten (14A) und den konkaven Abschnitten (14B) so angeordnet ist, dass er sich von dem vorderen Ende des Trägers (14) bis zu dem hinteren Ende des Trägers (14) erstreckt; und der Träger (14) an dem Hauptgehäuse (11) derart angebracht ist, dass das vordere Ende, das aus den konvexen und den konkaven Abschnitten (14A, 14B) des Trägers (14) besteht, zwischen dem vorderen Ende des ersten Verbindungsstücks (12A) und dem vorderen Ende des zweiten Verbindungsstücks (13A) eingefügt ist; und das hintere Ende, das aus den konvexen und den konkaven Abschnitten (14A, 14B) besteht, zwischen dem hinteren Ende des ersten Verbindungsstücks (12A) und dem hinteren Ende des zweiten Verbindungsstücks (13A) eingefügt ist.
4. Batteriepack nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , dass das obere Gehäuse (13) in der Richtung der Fahrzeugbreite ein erstes und ein zweites Ende aufweist, die entgegengesetzt zueinander liegen; das obere Gehäuse (13) einen angehobenen Abschnitt (13B) aufweist, wobei der angehobene Abschnitt (13B) einen in der Richtung der Fahrzeugbreite mittleren Abschnitt des oberen Gehäuses (13) umfasst, der in einer Richtung des Fahrzeugs (1) nach oben konvex angehoben ist, so dass der in der Richtung der Fahrzeugbreite mittlere Abschnitt des oberen Gehäuses (13) höher als das erste und das zweite Ende des oberen Gehäuses (13) ist; die Hochspannungs-Vorrichtung (10) in dem Hauptgehäuse (11) derart aufgenommen ist, dass die Hochspannungs-Vorrichtung (10) unterhalb des angehobenen Abschnitts (13B) angeordnet ist, und der angehobene Abschnitt (13B) so angeordnet ist, dass er bei einer Betrachtung in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs (1) von oben in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs (1) mit dem Träger (14) überlappt.
5. Batteriepack nach einem der Anspüche 1 bis 4, ferner umfassend: einen dritten Träger (20), der einen Zwischenabschnitt eines Endes des Trägers (14) in der Richtung der Fahrzeugbreite mit einem entsprechenden von dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Hauptgehäuses (11) in der Richtung der Fahrzeugbreite verbindet, wobei sich der Zwischenabschnitt eines Endes des Trägers (14) in der Richtung der Fahrzeugbreite in der Längsrichtung des Fahrzeugs (1) zwischen den zweiten Trägern (18A, 18B) befindet, wobei eine Position, an der ein Ende des Trägers (14) mit einem entsprechenden einen von dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Hauptgehäuses (11) in der Richtung der Fahrzeugbreite verbunden ist, vor den Befestigungsabschnitten (15A, 15B) angeordnet ist.
6. Batteriepack nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , dass die Hochspannungs-Vorrichtung (10) so angeordnet ist, dass sie in der Richtung der Fahrzeugbreite von einem mittleren Abschnitt des Trägers (14) in Richtung zu dem dritten Träger (20) hin abweicht.
7. Batteriepack nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet , dass das untere Gehäuse (12) einen Boden aufweist und eine Mehrzahl von konvexen Abschnitten (12C) auf einer inneren Oberfläche des Bodens umfasst, jeder von den konvexen Abschnitten (12C) des unteren Gehäuses (12) nach oben herausragt und sich in der Richtung der Fahrzeugbreite erstreckt, die konvexen Abschnitte (12C) des unteren Gehäuses (12) mit Abständen dazwischen in der Längsrichtung des Fahrzeugs (1) angeordnet sind, jeder der konvexen Abschnitte (12C) des unteren Gehäuses (12) in der Richtung der Fahrzeugbreite ein erstes und ein zweites Ende aufweist, die getrennt sind, wobei der Batteriepack ferner umfasst: einen ersten Auflageträger (21A), der auf Oberseiten der ersten Enden der konvexen Abschnitte (12C) angeordnet ist; und einen zweiten Auflageträger (21B), der auf Oberseiten der zweiten Enden der konvexen Abschnitte (12C) angeordnet ist, wobei jeder von dem ersten und dem zweiten Auflageträger (21A, 21B) die konvexen Abschnitte (12C) miteinander verbindet, wobei das Batteriemodul (9) an dem ersten und dem zweiten Auflageträger (21A, 21B) angebracht ist.
8. Batteriepack nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet , dass das untere Gehäuse (12) in der Längsrichtung des Fahrzeugs (1) eine vordere Wand (12B) aufweist, wobei der Batteriepack ferner umfasst: eine Batteriemodul-Steuervorrichtung (22) für ein Steuern des Batteriemoduls (9), wobei die Batteriemodul-Steuervorrichtung (22) in einem Zwischenraum angeordnet ist, der von dem Träger (14), dem Batteriemodul (9) und der vorderen Wand (12B) des unteren Gehäuses (12) umgeben ist.

Description

Technisches Gebiet Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Batteriepacks und spezieller auf solche Batteriepacks, die jeweils zum Beispiel an einer Bodenplatte einer Fahrzugkarosserie eines Fahrzeugs anzubringen sind, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. BISHERIGER STAND DER TECHNIK Hybrid-Fahrzeuge, die einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor als ihre Hauptmotoren verwenden, oder Elektrofahrzeuge, die einen Elektromotor als ihre Hauptmotoren verwenden, beinhalten einen Batteriepack, in dem ein Batteriemodul aufgenommen ist, um den Elektromotor mit Strom zu versorgen. Ein Beispiel für Batteriepacks für ein Fahrzeug ist in JP 2013- 129 391 A offenbart. Der an einem Fahrzeug anzubringende Batteriepack, der in JP 2013- 129 391 A offenbart ist, beinhaltet einen ersten Gehäuseabschnitt und einen zweiten Gehäuseabschnitt. Jeder von dem ersten und dem zweiten Gehäuseabschnitt weist ein erstes Ende mit einer Öffnung und ein zweites Ende auf, das einen geschlossenen Boden gegenüberliegend zu dieser aufweist; der äußere Umfang des ersten Endes weist einen Flansch auf, der nach außen herausragt. Der Flansch des ersten Gehäuseabschnitts und der Flansch des zweiten Gehäuseabschnitts sind miteinander verbunden, was in einem Aufnahmeraum für eine Montage eines Batteriemoduls resultiert. Insbesondere ist das Batteriemodul in dem Aufnahmeraum aufgenommen. Darüber hinaus ist eine Mittelplatte derart zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseabschnitt eingefügt, dass der äußere Umfang der Mittelplatte zwischen dem Flansch des ersten Gehäuseabschnitts und dem Flansch des zweiten Gehäuseabschnitts angeordnet ist. Die Mittelplatte weist einen Öffnungsabschnitt auf, in dem das Batteriemodul angebracht ist. Der vorstehende Batteriepack schützt das Batteriemodul, während die Steifigkeit des ersten und des zweiten Gehäuseabschnitts durch die Mittelplatte erhöht werden kann, bei der es sich um ein von dem ersten und dem zweiten Gehäuseabschnitt getrenntes Element handelt. DE 10 2009 037 138 A1 offenbart einen Batteriekasten, insbesondere für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs, welches elektrisch oder teilweise elektrisch betrieben wird. Der Batteriekasten weist eine Oberschale, eine Unterschale und eine Schale aus einem metallischen Material, wie beispielsweise ein Metallblech, auf, die die Unterschale zumindest teilweise bzw. abschnittsweise umgibt. DE 10 2011 000 696 A1 offenbart einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Hochvoltenergiespeicher eines Hybridfahrzeugs oder eines Elektrofahrzeugs, mit einem Gehäuse und mit im Gehäuse aufgenommenen Speichermodulen, wobei das Gehäuse ein Tragelement mit einem ringartigen Tragrahmen aus einem faserverstärkten Kunststoff aufweist, über den der elektrische Energiespeicher mit einer Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs verbindbar ist. DE 10 2013 207 872 A1 offenbart einen Hochvoltspeicher für ein Fahrzeug, umfassend ein Gehäuse mit einer einschaligen Unterschale aus Metall und einem die Unterschale verschließenden Deckel aus Kunststoff, und mehrere in dem Gehäuse angeordnete Energiespeicherzellen und/oder Energiespeichermodule. DE 10 2012 218 473 A1 offenbart eine Energiespeicheranordnung zur Spannungsversorgung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, und eine Montagevorrichtung für die Energiespeicheranordnung. EP 2 214 225 B1 betrifft ein Fahrzeug-Stromversorgungssystem, umfassend ein wasserdichtes Gehäuse, in dem mindestens eine Batterie oder eine elektrische Hochspannungskomponente untergebracht ist, ein Deckelelement, das eine obere Öffnung des wasserdichten Gehäuses abdeckt, und einen Einhängerahmen mit einem längs verlaufenden Zwischenabschnitt, der zwischen einer oberen Öffnung des wasserdichten Gehäuses und einem äußeren Umfangsteil des Deckelelements gehalten wird, um das wasserdichte Gehäuse hängend zu halten. Kurzdarstellung Der herkömmliche Batteriepack, wie in JP 2013- 129 391 A offenbart, ist derart konfiguriert, dass der äußere Umfang der Mittelplatte vollständig mit dem Flansch des ersten Gehäuseabschnitts und dem Flansch des zweiten Gehäuseabschnitts verbunden ist. Wenn somit der erste Gehäuseabschnitt oder der zweite Gehäuseabschnitt auf der Bodenplatte des Fahrzeugs angebracht ist, kann eine Verformung der Bodenplatte eine Verformung des ersten Gehäuseabschnitts oder des zweiten Gehäuseabschnitts verursachen. Dies kann verursachen, dass es wahrscheinlich ist, dass eine Last von dem ersten Gehäuseabschnitt oder dem zweiten Gehäuseabschnitt über die Mittelplatte auf das Batteriemodul übertragen wird. Dies kann zu einer Verformung des Batteriemoduls führen. Die vorliegende Erfindung ist auf das vorstehende Problem fokussiert. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Batteriepacks bereitzustellen, die ein Batteriemodul beinhalten und jeweils dafür ausgestaltet sind, die Übertragung einer Last, die von externen Faktoren verursacht wird, auf das Batteriemodul einzuschränken, um eine Verformung des Batteriemoduls einzuschränken. Lösung