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技術 バッテリハウジング

出願人 ティッセンクルップスチールヨーロッパアクチェンゲゼルシャフトティッセンクルップアクチェンゲゼルシャフト
発明者 ニールホフ,ダニエルクォント,ヨアヒムラトゥスケ,クレーメンスヒルフリッヒ,エリク
出願日 2017年8月8日 (2年9ヶ月経過) 出願番号 2019-506710
公開日 2019年9月5日 (8ヶ月経過) 公開番号 2019-525422
状態 不明
技術分野
  • -
主要キーワード プラスチックリブ 不等辺四辺形 下方シェル 複数ピース 区画構造 フロア領域 接続構成要素 閉鎖プレート
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年9月5日)のものです。
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図面 (8)

課題・解決手段

本発明は、特に乗り物のための、バッテリ要素受け入れるためのバッテリハウジングであって、1つまたは複数のプロファイルセクションで構成されたフレームおよびバッテリ要素のための内部エリアを提供する少なくとも1つの第1のベースで形成されたケースと、第2のベースであって、前述の第1のベースの下に離間して配置され、第2のベース自体と第1のベースとの間に空間を規定している第2のベースと、前述のケースを覆うカバーと、を備えたバッテリハウジングに関する。

概要

背景

自動車、特に車のますますの電化と、それに伴う、そのような乗り物の長い移動距離に関する顧客の要望により、強力なバッテリコンセプトの開発が推進されている。

バッテリを自動車に組み込むために、一次の電気的な要請のみならず、二次の機械的要請が、決定的な役割を果たしている。機械的要請は、クラッシュの際においてさえも、動作の高い安全性を補償するために、満足しなければならない。ここで、バッテリハウジングは特に重要である。

すなわち、バッテリハウジングは、側方、前方、もしくは後方から、または下方からも作用する場合がある、かなりの機械的負荷に耐えることができなければならない。生じる負荷は、準静的代替の負荷のケースで表すことができるが、この負荷の扱いは非常に困難である場合がある。この理由は、できる限り、バッテリまたは個別のバッテリ要素に損傷を与えてはいけないためである。

バッテリハウジングのフロアに関し、さらなる特徴が、信頼性のある水密性冷却器の配置の可能性、腐食防止、内部および外部の電磁場スクリーニングが可能であること、ならびに修理可能性などの重要な役割を果たす。乗り物本体の限られた空間にできるだけ多くのバッテリ要素を収容することを可能にするため、および、十分な地面とのクリアランスを確実にするために、バッテリハウジングに必要な設置スペースを最小にすることが重要である。

特に、小さい設置空間と、必要とされるクラッシュ性能との因子は、目的が対立している。この理由は、小さい設置空間内の構造は、抵抗モーメントが低いためである。さらに、側方の衝撃により、前方または後方の衝撃とは異なる構造が必要とされ、そのため、クラッシュ構造が、設置空間に関して互いに競合する。

乗り物用バッテリのためのバッテリハウジングが、一般的に知られている。バッテリハウジングのフロアは、通常、第1のフロアまたは(バッテリハウジングの)ベースプレートと、第2のフロアまたは下を通る保護要素との、2つのプレートで構成されている。フロアプレートは、バッテリ要素が設置された領域でバッテリハウジングをシールする。フロアプレートは、すべてのクラッシュの負荷のケース、特に、横方向のクラッシュの負荷に関し、バッテリハウジングの構造の補強もする。しばしば、冷却システムがフロアプレートの下で使用され、それにより、良好な熱伝導性が必要とされる。下を通る保護要素は、下方からのクラッシュの負荷、および、部分的にのみ、他のクラッシュの負荷に対して保護する。この下を通る保護要素は、損傷が生じた場合に交換可能でなければならない。この下を通る保護要素は、耐腐食性でもなければならない。

独国特許出願公開第102009037138号明細書には、自動車内のバッテリのためのバッテリケースが開示されている。このバッテリケースは、上方シェルおよび下方シェル、ならびに、少なくとも一部が下方シェルを囲む、金属材料で形成されたシェルを備えている。下方シェルは、フロア領域リブ構造を有する場合がある。しかし、リブに対して横方向に作用する負荷の下でのクラッシュ性能は、改良する必要がある。

概要

本発明は、特に乗り物のための、バッテリ要素を受け入れるためのバッテリハウジングであって、1つまたは複数のプロファイルセクションで構成されたフレームおよびバッテリ要素のための内部エリアを提供する少なくとも1つの第1のベースで形成されたケースと、第2のベースであって、前述の第1のベースの下に離間して配置され、第2のベース自体と第1のベースとの間に空間を規定している第2のベースと、前述のケースを覆うカバーと、を備えたバッテリハウジングに関する。

目的

本発明は、特に乗り物のための、バッテリ要素を受け入れるためのバッテリハウジングであって、1つまたは複数のプロファイルで構成されたフレームおよびバッテリ要素のための内部領域を提供する

効果

実績

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請求項1

特に乗り物のための、バッテリ要素受け入れるためのバッテリハウジング(1)であって、1つまたは複数のプロファイル(3)で構成されたフレーム(7)および前記バッテリ要素のための内部領域(5)を提供する少なくとも1つの第1のフロア(4)で形成されたケース(2)と、第2のフロア(15)であって、前記第1のフロア(4)の下に離間して配置され、前記第2のフロア(15)自体と前記第1のフロア(4)との間に空間(R)を規定している第2のフロア(15)と、前記ケースを覆うためのカバー(6)と、を備え、1つもしくは複数の長手方向の補強要素(16)および/または1つもしくは複数の横方向の補強要素(17、17.1)が、前記空間(R)内に配置されていることを特徴とする、バッテリハウジング(1)。

請求項2

前記バッテリハウジングの内部領域(5)において、前記バッテリハウジング(1)が、1つもしくは複数の長手方向の剛化要素(8)および/または1つもしくは複数の横方向の剛化要素(9、9.1)を備え、前記1つもしくは複数の長手方向の剛化要素(8)および/または前記1つもしくは複数の横方向の剛化要素(9、9.1)が、前記バッテリ要素のための区画(11)を形成する、請求項1に記載のバッテリハウジング。

請求項3

前記1つもしくは複数の長手方向の補強要素(16)の各々が、長手方向において連続しているか複数ピースであるように形成されていること、ならびに/または、前記1つもしくは複数の横方向の補強要素(17、17.1)の各々が、横方向において連続しているか複数ピースであるように形成されていること、ならびに/または、前記1つもしくは複数の長手方向の剛化要素(8)の各々が、長手方向において連続しているか複数ピースであるように形成されていること、ならびに/または、前記1つもしくは複数の横方向の剛化要素(9、9.1)の各々が、横方向において連続しているか複数ピースであるように形成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載のバッテリハウジング。

請求項4

前記長手方向の補強要素(16)および/または前記横方向の補強要素(17、17.1)が、少なくとも領域において、特にプラスチック(22.1、22.2、22.3)で、さらに補強されていることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のバッテリハウジング。

請求項5

前記長手方向の補強要素(16)が長手方向において様々な材料厚さを有し、かつ/または、前記横方向の補強要素(17、17.1)が横方向において様々な材料厚さを有していることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載のバッテリハウジング。

請求項6

前記長手方向の補強要素(16)が長手方向において様々な高さおよび/もしくは幅を有し、かつ/または、前記横方向の補強要素(17、17.1)が横方向において様々な高さおよび/もしくは幅を有していることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載のバッテリハウジング。

請求項7

前記長手方向の補強要素(16)が、前記長手方向の剛化要素(8)の下の前記空間(R)内に配置されていること、および/または、前記横方向の補強要素(17、17.1)が、前記横方向の剛化要素(9)の下の前記空間(R)内に配置されていることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載のバッテリハウジング。

請求項8

1つから3つの長手方向の補強要素(16)が、前記長手方向の剛化要素(8)の下および間の前記空間(R)内に配置されていること、ならびに/または、1つから3つの横方向の補強要素(17、17.1)が、前記横方向の剛化要素(9)の下および間の前記空間(R)内に配置されていることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載のバッテリハウジング。

請求項9

前記第1のフロア(4)と、前記第1のフロア(4)の下に配置された前記長手方向の補強要素(16)および/または横方向の補強要素(17、17.1)との間に、ある距離および/または切欠き(17.2)が、冷却システム(20)を収容するために設けられていることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載のバッテリハウジング。

請求項10

波打っているか曲折している補強要素(12)が、前記ケース(2)の前記内部領域(5)内、特に、前記フレーム(7)を形成する前記プロファイル(3)に沿って周囲に配置されていることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載のバッテリハウジング。

請求項11

接続プロファイル(14、14.2、14.3、14.4、14.5)が、前記ケース(2)を囲んで配置されていることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載のバッテリハウジング。

請求項12

さらなる補強要素(18)が、少なくとも前記ケース(2)の縁部領域の領域に配置されていることを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載のバッテリハウジング。

請求項13

前記長手方向の補強要素(16、16.3)および/または前記横方向の補強要素(17、17.1、17.3)が、前記ケースの寸法を越えて突出していることを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載のバッテリハウジング。

技術分野

0001

本発明は、特に乗り物のための、バッテリ要素受け入れるためのバッテリハウジングであって、1つまたは複数のプロファイルで構成されたフレームおよびバッテリ要素のための内部領域を提供する少なくとも1つの第1のフロアで形成されたケースと、第2のフロアであって、第1のフロアの下に離間して配置され、第2のフロア自体と第1のフロアとの間に空間を規定している、第2のフロアと、ケースを覆うためのカバーと、を備えたバッテリハウジングに関する。

背景技術

0002

自動車、特に車のますますの電化と、それに伴う、そのような乗り物の長い移動距離に関する顧客の要望により、強力なバッテリコンセプトの開発が推進されている。

0003

バッテリを自動車に組み込むために、一次の電気的な要請のみならず、二次の機械的要請が、決定的な役割を果たしている。機械的要請は、クラッシュの際においてさえも、動作の高い安全性を補償するために、満足しなければならない。ここで、バッテリハウジングは特に重要である。

0004

すなわち、バッテリハウジングは、側方、前方、もしくは後方から、または下方からも作用する場合がある、かなりの機械的負荷に耐えることができなければならない。生じる負荷は、準静的代替の負荷のケースで表すことができるが、この負荷の扱いは非常に困難である場合がある。この理由は、できる限り、バッテリまたは個別のバッテリ要素に損傷を与えてはいけないためである。

0005

バッテリハウジングのフロアに関し、さらなる特徴が、信頼性のある水密性冷却器の配置の可能性、腐食防止、内部および外部の電磁場スクリーニングが可能であること、ならびに修理可能性などの重要な役割を果たす。乗り物本体の限られた空間にできるだけ多くのバッテリ要素を収容することを可能にするため、および、十分な地面とのクリアランスを確実にするために、バッテリハウジングに必要な設置スペースを最小にすることが重要である。

0006

特に、小さい設置空間と、必要とされるクラッシュ性能との因子は、目的が対立している。この理由は、小さい設置空間内の構造は、抵抗モーメントが低いためである。さらに、側方の衝撃により、前方または後方の衝撃とは異なる構造が必要とされ、そのため、クラッシュ構造が、設置空間に関して互いに競合する。

0007

乗り物用バッテリのためのバッテリハウジングが、一般的に知られている。バッテリハウジングのフロアは、通常、第1のフロアまたは(バッテリハウジングの)ベースプレートと、第2のフロアまたは下を通る保護要素との、2つのプレートで構成されている。フロアプレートは、バッテリ要素が設置された領域でバッテリハウジングをシールする。フロアプレートは、すべてのクラッシュの負荷のケース、特に、横方向のクラッシュの負荷に関し、バッテリハウジングの構造の補強もする。しばしば、冷却システムがフロアプレートの下で使用され、それにより、良好な熱伝導性が必要とされる。下を通る保護要素は、下方からのクラッシュの負荷、および、部分的にのみ、他のクラッシュの負荷に対して保護する。この下を通る保護要素は、損傷が生じた場合に交換可能でなければならない。この下を通る保護要素は、耐腐食性でもなければならない。

0008

独国特許出願公開第102009037138号明細書には、自動車内のバッテリのためのバッテリケースが開示されている。このバッテリケースは、上方シェルおよび下方シェル、ならびに、少なくとも一部が下方シェルを囲む、金属材料で形成されたシェルを備えている。下方シェルは、フロア領域リブ構造を有する場合がある。しかし、リブに対して横方向に作用する負荷の下でのクラッシュ性能は、改良する必要がある。

先行技術

0009

独国特許出願公開第102009037138号明細書

発明が解決しようとする課題

0010

本発明の目的は、特に、クラッシュの際の機械的要請を満たすことができる、向上されたバッテリハウジングを示すことである。

課題を解決するための手段

0011

この目的は、1つもしくは複数の長手方向の補強要素および/または1つもしくは複数の横方向の補強要素が、空間内に配置されていることで達成される。

0012

1つまたは複数のプロファイルで構成されたフレームおよびバッテリ要素のための内部領域を提供する少なくとも1つの第1のフロアで形成されたケースと、ケースを覆うためのカバーと、を提供することにより、第1に、必要な水密性を保証する。しかし、クラッシュの際における機械的要請は、第2のフロアが第1のフロアの下に離間して配置された場合に、第1のフロアと第2のフロアとの間に規定された空間内に、1つもしくは複数の長手方向の補強要素および/または1つもしくは複数の横方向の補強要素を配置することによって満足される。第1のフロアと第2のフロアとの間の空間は、バッテリハウジングのクラッシュの性能をさらに向上させるために最適に使用される。バッテリハウジングの第1のフロアと第2のフロアとの間のクラッシュの補強要素により、これら補強要素が、側方、前方/後方、および、下方からもクラッシュの負荷を支持する利点が与えられる。さらに、バッテリハウジングの第1のフロアと第2のフロアとの間のクラッシュの補強要素は、バッテリハウジング内の補強要素と部分的に置き換えられる場合がある。これにより、バッテリのための設置空間が増大し、とりわけ、より大であるバッテリ要素を使用することができる。

0013

バッテリ要素は、特に、電気化学ベースの上での、電気エネルギのための(再充電可能な)アキュムレータである。バッテリ要素は、たとえば、1つもしくは複数の(互いに連結された)一次セル、または、1つもしくは複数の(互いに連結された)二次セルを備えている場合がある。したがって、「バッテリ要素(battery element)」との用語は、特に、バッテリパックまたはアキュムレータセルをも意味している。

0014

「空間(space)」との用語は、バッテリハウジング内の第1のフロアと第2のフロアとの間の閉じた容量を意味している。

0015

「長手方向の補強要素(longitudinal reinforcing element)」および/または「横方向の補強要素(transverse reinforcing element)」との用語は、特に、シート状の金属、好ましくはシート状の鋼で形成されたプロファイルを意味している。好ましくは、良好な冷間成形性能および/または熱間成形性能を有する高強度鋼材料が使用される。補強要素の断面は、課される要求に個別かつ最適に適合されている場合がある。好ましくは、プロファイルは、頂部がハットのプロファイルであるか、C形状のプロファイルであるか、矩形のプロファイルであるように構成されている。しかし、断面の形態は、前述の設計に限定されない。長手方向の補強要素および横方向の補強要素が存在する場合、これらは、その交差部または交差ポイントで、好ましくは材料接着により、ともに接続されるか結合される。代替的には、特別な接続構成要素が使用される場合がある。この構成要素は、たとえば、フランジを有し、長手方向の補強要素および/または横方向の補強要素に取り付けられている場合がある。

0016

一実施形態によれば、バッテリハウジングの内部領域において、バッテリハウジングは、1つもしくは複数の長手方向の剛化要素および/または1つもしくは複数の横方向の剛化要素を備え、1つもしくは複数の長手方向の剛化要素および/または1つもしくは複数の横方向の剛化要素が、バッテリ要素のための区画を形成する。1つまたは複数のバッテリ要素が提供されていることから、長手方向の剛化要素および/または横方向の剛化要素から形成される区画の数は、提供されるバッテリ要素の数、または、組み込まれる電子的構成要素の数に対応する。これにより、すべてのバッテリ要素に関し、より大である安定性を達成する。長手方向の剛化要素および/または横方向の剛化要素は、特にすべてのクラッシュの負荷の事例に関し、バッテリハウジングの構造の補強もする。剛化要素(長手方向および/または横方向)は、第1のフロアと第2のフロアとの間に、代替的または追加的に配置される場合がある。

0017

一実施形態によれば、1つもしくは複数の長手方向の補強要素の各々が、長手方向において連続しているか複数ピースであるように形成されている(移動方向におけるバッテリハウジングの設置位置に関する)こと、ならびに/または、1つもしくは複数の横方向の補強要素の各々が、横方向において連続しているか複数ピースであるように形成されている(移動方向に対して横断方向のバッテリハウジングの設置位置に関する)こと、ならびに/または、1つもしくは複数の長手方向の剛化要素の各々が、長手方向において連続しているか複数ピースであるように形成されていること、ならびに/または、1つもしくは複数の横方向の剛化要素の各々が、横方向において連続しているか複数ピースであるように形成されている。

0018

第1のフロアと第2のフロアとの間に提供された空間は、2つのフロア間に距離または高さを規定している。一実施形態によれば、高さの一部、たとえば、高さの半分のみが、長手方向の補強要素のために使用され、高さの他方の半分が横方向の補強要素のために使用される。このため、長手方向の補強要素と横方向の補強要素との両方が実質的に連続するように形成される場合がある。長手方向の補強要素および横方向の補強要素は、空間内の異なる平面に配置されている。異なる平面における連続した設計は、前方、後方、および側方から作用する負荷の下でのクラッシュの設計を最適にすることに関し、良好な折衷案である。

0019

さらなる実施形態では、長手方向の補強要素と横方向の補強要素とは、特に、第1のフロアと第2のフロアとの間の空間の完全な高さを使用する。重大なクラッシュの要請(前方/後方、または側方)を満たさなければならない補強要素は、連続しているように設計されている。このことは、長手方向におけるクラッシュの負荷が重大である事例の場合、長手方向の補強要素は、連続するように設計されており、横方向の補強要素は、横方向において複数ピースであり、横方向におけるクラッシュの負荷が重大である事例の場合、横方向の補強要素は、連続するように設計されており、長手方向の補強要素は、長手方向において複数ピースであることを意味する。長手方向の補強要素と横方向の補強要素との両方が、複数ピースであることも考えられる。

0020

一実施形態によれば、長手方向の補強要素および/または横方向の補強要素は、少なくとも領域において、特にプラスチックで、さらに補強されている場合がある。この補強により、長手方向の補強要素および/または横方向の補強要素が、負荷の下で内側および/または外側に曲がることを防止している。代替的または累積的に、長手方向の補強要素および横方向の補強要素は、長手方向の補強要素と横方向の補強要素との間の接続を少なくとも局所的に向上させるために、その交差部および/または交差ポイントにおいて、プラスチックで補強されている場合があり、特に、交差部および/または交差ポイントの周りにプラスチックを成型することによって補強されている場合がある。

0021

バッテリハウジングの重量へのプラスの影響は、一実施形態によれば、長手方向の補強要素が長手方向に様々な材料厚さを有し、かつ/または、横方向の補強要素が横方向に様々な材料厚さを有している場合に、達成され得る。補強要素は、連続している(1つのピースである)場合、条件に適合した製品(条件に適合したブランク、条件に適合したストリップ、条件に適合したロール状のブランクなど)として形成される場合があり、補強要素の材料厚さは、ケースの縁部領域において、中心領域よりも厚くなるように選択される。補強要素が、長手方向および/または横方向において、複数ピースである場合、ケースの縁部領域の補強要素は、ケースの中心領域の、同一平面の構成の補強要素よりも大である材料厚さを有している。この方法で、補強要素は、要請を満たすように設計または配置され、かつ/または、重量に関して最適化される。

0022

最適化に関するさらなる可能性は、一実施形態によれば、長手方向の補強要素が長手方向に様々な高さおよび/もしくは幅を有し、かつ/または、横方向の補強要素が横方向において様々な高さおよび/もしくは幅を有していることにある。特に、これらが、ケースの縁部領域において、ケースの中心領域よりも高くかつ/または幅広に設計されている場合である。

0023

一実施形態によれば、長手方向の補強要素は、長手方向の剛化要素の下の空間内に配置されている場合があり、かつ/または、横方向の補強要素は、横方向の剛化要素の下の空間内に配置されている場合がある。

0024

さらなる実施形態によれば、1つから3つの長手方向の補強要素が、長手方向の剛化要素の下および間の空間内に配置されている場合があり、かつ/または、1つから3つの横方向の補強要素が、横方向の剛化要素の下および間の空間内に配置されている場合がある。

0025

一実施形態によれば、第1のフロアと、長手方向の補強要素および/または、この下に配置された横方向の補強要素との間に、ある距離および/または切欠きが、冷却システムを収容するために設けられている。

0026

クラッシュの安全性を向上させるために、バッテリハウジングの一実施形態によれば、波打っているか曲折している補強要素が、ケースの内部領域内、特に、フレームを形成するプロファイルの周囲に沿って配置されている。補強要素は、好ましくは、金属、特に鋼、特に超高強度鋼、特にマンガン−硼素鋼で形成されている。

0027

バッテリハウジングを乗り物の本体に接続するために、一実施形態によれば、接続プロファイルが、ケースを囲んで配置されている。接続プロファイルは、要請に応じて、1つまたは複数のピースに形成される場合があり、特に、等間隔のインターバルで、開口が、接続手段、具体的にはボルトまたはネジを受け入れるために設けられている。クラッシュの際においては、接続プロファイルは、負荷にさらされるバッテリハウジングの第1の部品または第1の領域であり、したがって、この負荷に関して設計しなければならない。このことは、プロファイルの断面およびその材料厚さを介して適合される場合がある。好ましくは、接続プロファイルは、2つの部品で形成され、当該2つの部品は、シート状の金属、好ましくはシート状の鋼で各々が形成され、ともに接続された2つの開いたプロファイルで構成されている。2つの部品の接続プロファイルは、好ましくは材料接着により、ケースに接続され、接続された状態では、複数容量のプロファイルに類似の断面を有している。

0028

一実施形態によれば、さらなる補強要素が、少なくともケースの縁部領域の領域に配置されている。これらは、ケースまたはバッテリハウジングの縁部領域における抵抗力を増大させる場合があり、これにより、クラッシュの際における内側または外側への横方向の曲げを実質的に防止することができる。

0029

一実施形態によれば、長手方向の補強要素および/または横方向の補強要素は、ケースの寸法を越えて突出している場合がある。換言すると、補強要素の端部が突出している場合がある。具体的には、補強要素の突出端部は、ケースに接続された接続プロファイル内にさらに突出し、この接続プロファイルに接続される場合がある。クラッシュの際においては、この突出端部により、クラッシュの負荷が長手方向の補強要素および/または横方向の補強要素に早期に伝達されることを実質的に防止する場合があり、ひいては、バッテリ要素または電子的構成要素が組み込まれる内部領域または区画の過度な変形を防止する。

0030

本発明は、図面に示される例示的実施形態を参照して以下により詳細に説明される。同じ部品には同じ参照符号が付されている。

図面の簡単な説明

0031

カバーがないバッテリハウジングの例示的実施形態を示す斜視図である。
a)バッテリハウジングの例示的実施形態の概略的な部分断面図である。b)第2のフロアを伴わず、かつ、接続プロファイルを伴わない、前述の実施形態の下方からの概略図である。
a)バッテリハウジングの例示的実施形態の概略的な部分断面図である。b)第2のフロアを伴わず、かつ、接続プロファイルを伴わない、前述の実施形態の下方からの概略図である。
a)バッテリハウジングの例示的実施形態の概略的な部分断面図である。b)第2のフロアを伴わず、かつ、接続プロファイルを伴わない、前述の実施形態の下方からの概略図である。
a)バッテリハウジングの例示的実施形態の概略的な部分断面図である。b)第2のフロアを伴わず、かつ、接続プロファイルを伴わない、前述の実施形態の下方からの概略図である。
第2のフロアを伴わず、かつ、接続プロファイルを伴わない、バッテリハウジングの例示的実施形態の下方からの一部の概略図である。
a)〜c)バッテリハウジングの例示的実施形態の概略断面図である。

実施例

0032

図1は、バッテリハウジング1の例示的実施形態を斜視図で示している。バッテリハウジング1は、バッテリ要素(図示せず)を受け入れる役割を果たし、特に乗り物のために使用され、乗り物のフロアの領域に配置される場合がある。バッテリハウジング1は、1つまたは複数のプロファイル3で構成されているフレーム7およびバッテリ要素のための内部領域5を提供する少なくとも1つの第1のフロア4で形成されたケース2を備えている。特にケース2または内部領域5を密に覆うためのカバー6は、明確化の理由のために、図1には示されていない。フレーム7を形成するプロファイル3は、好ましくはシート状の鋼で形成されており、ある構造を有する場合がある。第1のフロア4は、たとえば、シート状の鋼で形成されている。バッテリハウジング1は、この実施形態では、その内部領域5において、2つの長手方向の剛化要素8と8つの横方向の剛化要素9とを有している。

0033

2つの長手方向の剛化要素8は、長手方向において連続するように形成されている。横方向の剛化要素9は、遮断され、かつ、各々が3つの個別の要素9.1で構成されたいくつかの横方向の剛化要素を含むように形成される。長手方向の剛化要素8は、各々が、取付けブッシュ10を通すための2つの開口8.1を有している。長手方向の剛化要素8および横方向の剛化要素9は、バッテリ要素のための区画11を形成し、それにより、この実施形態では、合計で27のバッテリ要素を受け入れることができるようになっている。

0034

バッテリケース1は、少なくとも1つの長手方向の剛化要素8と、いくつかの横方向の剛化要素9とを包含している。少なくとも1つの長手方向の剛化要素8と、いくつかの横方向の剛化要素9とは、個別のバッテリ要素のための区画構造をともに形成している。長手方向の剛化要素8は、図1では連続するように形成されており、横方向の剛化要素9は、交差ポイントにおいて、個別の要素9.1に分割されている。代替的実施形態(図示せず)では、横方向の剛化要素9は連続し、長手方向の剛化要素8は、交差ポイントにおいて個別の要素に分割されていてもよい。

0035

ケース2の内部領域5では、波打っているか曲折している補強要素12が、特にフレーム7を形成するプロファイル3に沿って周囲に配置されている。波打っているか曲折している補強要素12は、クラッシュの際において、補強要素12が破損することを防止するために、各領域においていくつかの内部補強ストリップ13によって補強されている場合がある。

0036

バッテリハウジングを乗り物の本体に接続するために、接続プロファイル14が提供されている。この接続プロファイル14は、ケース2を囲み、特に、等間隔のインターバルaで、接続手段(図示せず)、具体的には、ボルトまたはネジを受け入れるための開口14.1を有している。接続プロファイル14は、1つのピースかいくつかのピース、好ましくは、シート状の鋼で形成され、好ましくは、ケース2に材料接着されている。

0037

図2a)は、バッテリハウジング1の例示的実施形態を概略的な部分断面図で示している。この描写は、移動方向に関し、バッテリハウジング1の右手側パーツ、または、移動方向とは逆向きにおける左手側のパーツを示している。バッテリハウジング1は、第2のフロア15をさらに備えている。第2のフロア15は、第1のフロア4の下に離間して配置され、第2のフロア15自体と第1のフロア4との間に空間Rを規定する。1つもしくは複数の長手方向の補強要素16および/または1つもしくは複数の横方向の補強要素17は、空間R内に配置されている。(乗り物の長手方向にある)長手方向の補強要素16および(乗り物の横方向にある)横方向の補強要素17は、たとえば各々が、頂部がハットのような断面を有しており、好ましくは、シート状の鋼で形成されている。第1のフロア4と第2のフロア15との間に提供された空間Rは、2つのフロア4とフロア15との間に距離または高さHを規定している。これら設計のために、長手方向の補強要素16は、空間Rの高さHの一部、たとえば、高さHの半分H/2を占めるのみであり、高さHの残りの半分H/2は、横方向の補強要素17によって使用される。このため、長手方向の補強要素16と横方向の補強要素17との両方は、空間R内の異なる平面上で実質的に連続するように配置され得(図2b))、また、バッテリハウジング1の最適なクラッシュ設計を保証するために、好ましくはそれらの交差ポイント19において材料接着することにより、互いに接続されている。アセンブリの前か、第2のフロア15が、好ましくは取外し可能であるように、バッテリハウジング1に取り付けられる前に、長手方向の補強要素16は、好ましくはフロア4に材料接着することによって接続され得、横方向の補強要素17は、好ましくはフロア15に材料接着することによって接着され得る。ケース2の縁部領域では、少なくとも各領域において、(破線で示されている)追加の補強要素18が配置され得る。補強要素18は、好ましくは、横方向の補強要素17の上に配置されるとともに、側方の衝撃の際において、フレーム7から第2のフロア15への移行部分が曲がることを防止するために、少なくとも各領域において、好ましくは材料接着することにより、この横方向の補強要素17に接着されている。接続プロファイル14は、負荷に対応するように設計されており、ともに接続された、好ましくはシート状の鋼である、2つの開いたプロファイル14.2、14.3から、2つのピースで形成されている。好ましくは材料接着してケース2に接続することに起因して、接続プロファイル14は、複数ボリュームのプロファイルに類似の断面を有している。下方プロファイル14.3の断面は、矩形の不等辺四辺形に実質的に対応し、好ましくは材料接着することにより、上方プロファイル14.2に接続するための突出しているフランジを有している。クラッシュが発生した場合においては、その幾何学形状のために、生じる力に対し、高い抵抗力によって反対に作用し、特に、下方に外側に曲がることを防止する。第2のフロア15は、第1のフロア4よりも大きい寸法であり、ここで、第2のフロア15の縁部領域は、好ましくは、下方プロファイル14.3のフラットな領域と接触、具体的にはシールするように接触し、それにより、空間Rが、水はねに対して特にシールされるようになっている。フレーム7のプロファイル3は、実質的にZ形状の断面を有し、ここで、上方脚部3.1が、フラットであり、シールして接続する表面をカバー6に提供するために、実質的に直線状に形成されている。カバー6は、たとえば、フレーム7に対して機械的かつ取外し可能に、具体的にはネジ接続23を介して取り付けられている。下方脚部3.2は、第1のフロア4のために、2つの、フラットであり、シールするように接続された領域を有し、接続プロファイル14のための肩部が設けられている。接続プロファイル14は、ケース2の下方縁部領域に、プロファイル14.2および14.3の縁部の材料を折り重ねることで、接続されている。

0038

図3a)の例示的実施形態と図2a)の例示的実施形態との差異は、第1のフロア4と第2のフロア15との間の空間Rの完全な高さHを共有する、長手方向の補強要素16と横方向の補強要素17との配置にある。このため、長手方向の補強要素16と横方向の補強要素17とは、1つの同じ平面内に配置されている。この実施形態では、長手方向の補強要素16は、連続するように設計されており、横方向の補強要素17は、複数ピースであるとともに、個別の要素17.1が、横方向において長手方向の補強要素16間にあるように、断続的に配置されている(図3b))。長手方向の補強要素16と横方向の補強要素17とは、第1のフロア4に、好ましくは材料接着により、接続されており、具体的には、長手方向の補強要素16と横方向の補強要素17とも、それらの交差ポイント19.1において、ともに材料接着されている。第2のフロア15は、アセンブリの間、バッテリハウジング1に、好ましくは取外し可能に取り付けられ得る。冷却システムまたは、冷却システムに接続された媒体搬送ライン20が、第1のフロア4の下の空間R内に設けられるとともに、たとえば材料接着により、第1のフロア4に接続されている場合がある。冷媒ライン20が前方から後方に実質的に連続することを可能にするために、横方向の補強要素17を接続する前に、対応する切欠き17.2が、それぞれの個別の要素17.1に形成される。冷却システム(または冷却要素)は、他の例示的実施形態にも設けられる場合がある。たとえば、具体的には溶接ナットの形態の、追加の接続ポイント(図示せず)は、第2のフロア15のさらなる接続/取付けのために、交差ポイント19.1に設けられる場合がある。

0039

図4a)の例示的実施形態は、長手方向の補強要素16および横方向の補強要素17の配置において、図2a)の例示的実施形態とは異なっている。図4a)の例示的実施形態の長手方向の補強要素16および横方向の補強要素17は、空間Rの内側の異なる平面上で連続しているように配置されているが、横方向の補強要素17は、上方平面(H/2)を通り、ケース2の寸法を越えて突出している(図4b))。横方向の補強要素17の突出領域、すなわち端部17.3は、接続プロファイル14内に突出しており、好ましくは材料接着により、接続プロファイル14に接続され、それにより、バッテリハウジング1の安定性の程度を保証することができ、単に1つのピースのプロファイル14.4として接続プロファイル14を設計するのに十分である。これに関し、好ましくは、突出端部17.3の一部は、横方向の補強要素の端部を、接続プロファイル14の部分的な断面のコースに適合させるために、斜めに切られており、より大である接続表面を提供している。プロファイル14.4の下方縁部領域は、第2のフロア15の縁部領域に対して、特に周囲を密に接続されているか、または、第2のフロア15の縁部領域と接触している。特に空間Rの適切な水密性を確実にするために、水はねに対する保護要素が、(破線で示されている)挿入されたスリーブ21の形態で、接続プロファイル14の内側の連続した開口14.1に配置されている。スリーブ21は、接続プロファイル14の下方および上方の部分において、周囲を密に、開口14.1の縁部に接続されている。

0040

図5a)の例示的実施形態と図4a)の例示的実施形態との差異は、長手方向の補強要素16および横方向の補強要素17の配置にある。ここで、両方の補強要素16、17が、空間Rの完全な高さHを使用している。また、横方向の補強要素17と同様に、長手方向の補強要素16も、その突出端部16.3(図5b))が、ケース2の寸法を越えて突出し、それにより、前方および後方からのクラッシュの負荷を速く伝達させることができるようになっている。この実施形態でも(図3a)を参照)、長手方向の補強要素16は、連続するように設計されており、横方向の補強要素17は、複数ピースであるとともに、個別の要素17.1が、横方向において長手方向の補強要素16間にあるように、断続的に配置されている。長手方向の補強要素16と横方向の補強要素17とは、第1のフロア4に、好ましくは材料接着により、接続されており、具体的には、長手方向の補強要素16と横方向の補強要素17とも、それらの交差ポイント19.1において、互いに材料接着されている。接続プロファイル14は、一方の縁部領域でケース2のフレーム7に接続され、他方の縁部領域の一部で補強要素16、17の斜めに切られた接続表面に接続された、1つのピースのプロファイル14.5として形成されている。空間Rを水はねから保護するために、金属で形成されるか射出成形プラスチックとして形成される場合がある閉鎖プレートまたは水はね保護要素21.1が、ケース2の下側部分、第2のフロア15の縁部領域、および、補強要素16、17の全周に密に接続して配置されている。

0041

図6)は、補強要素16、17の補強のための様々な設計を示している。横方向の補強要素17は、その長手方向において、リブ22.1の形態のプラスチックで、部分的に、必要であれば完全に、補強される場合がある。代替的または追加的に、長手方向の補強要素16は、たとえば、交差ポイントの領域において、プラスチックリブ22.2で補強されている場合がある。交差ポイント19.1の領域においても、補強要素16と17との間の接続が、プラスチック22.3を上に成型することにより、さらに補強される場合がある。

0042

図7a)から図7c)は、ここでは移動方向に対して横断する概略的な部分断面の例を使用して示されている、長手方向の補強要素16を、第1のフロア4と第2のフロア15との間の空間Rに配置することができる様々な方法を示している。下からのクラッシュの負荷が生じる場合では、たとえば、長手方向の補強要素16の各々が、長手方向の剛化要素8の下に配置されている場合が有利である場合がある(図7a))。バッテリ要素のサイズに応じて、長手方向の剛化要素8間の距離は、非常に高く配置される場合があり、それにより、側部からのクラッシュにおいて、長手方向の剛化要素8間の領域を適切にサポートできないようになっている。衝突を防止するために、長手方向の補強要素16は、たとえば、長手方向の剛化要素間の空間Rに配置されている(図7b))。クラッシュの高い規格を満たすために、いくつかの長手方向の補強要素16は、たとえば、空間R内に配置されている場合がある(図7c))。具体的には、1つから3つの長手方向の補強要素16が、長手方向の剛化要素8の下および間の空間Rに配置されている場合がある。

0043

本発明は、図示の実施形態に限定されないが、たとえば条件に適合した製品など、任意の裁量的な(断面の)形態の補強要素を使用することができる。たとえば、ケースの中間に配置された補強要素は、特に複数ピースであるように構成された場合に、ケースの縁部における補強要素よりも材料厚さが小さい場合がある。バッテリハウジングの使用は、ハイブリッドであるにせよ、純粋に電動であるにせよ、車、乗用車トラック、特別な乗り物、バス、および長距離バスのみならず、乗客輸送するための電車または客車などの鉄道の乗り物にも、特に好ましい。

0044

1バッテリハウジング
2ケース
3プロファイル
3.1、3.2 プロファイルの脚部
4 第1のフロア
5 内部領域
6カバー
7フレーム
8長手方向の剛化要素
8.1 長手方向の剛化要素の開口
9 横方向の剛化要素
10取付けブッシュ
11区画
12補強要素
13補強ストリップ
14接続プロファイル
14.1 開口
14.2−14.5 接続プロファイルのプロファイル
15 第2のフロア、下を通る保護要素
16 長手方向の補強要素
16.3 長手方向の補強要素の突出端部
17 横方向の補強要素
17.1 横方向の補強要素の個別の要素
17.2 凹部
17.3 横方向の補強要素の突出端部
18 さらなる補強要素
19 交差部
19.1公差ポイント
20 冷却、冷媒ライン
21スリーブ、水はね保護要素
21.1閉鎖プレート、水はね保護要素
22.1−22.3プラスチックの補強要素、リブ
23ネジ接続
a 距離
H 高さ
R 空間

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