DE102014226566B3

DE102014226566B3 - Batteriekasten für eine Traktionsbatterie in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE102014226566B3
Application number: DE102014226566.5A
Authority: DE
Inventors: Werner Hellermann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2016-04-28
Anticipated expiration: 2034-12-20

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Batteriekasten für eine Traktionsbatterie eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs, in welchem Batteriekasten (1) zumindest ein Batteriemodul angeordnet ist, wobei zumindest Seitenwände des Batteriekasten aus einer Strebenkonstruktion aufgebaut sind, deren Streben an zumindest einem Knotenelement zusammenlaufen, das Anschlusskonturen zur Anbindung an die Streben aufweist, wobei die Anschlusskonturen durch ein Knotenelement-Basisteil voneinander beabstandet sind, wobei die Anschlusskonturen nicht zueinander parallel ausgerichtet und das Knotenelement-Basisteil den Winkel vorgibt mit dem die Anschlusskonturen zueinander ausgerichtet sind. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Batteriekastens.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Batteriekasten für eine Traktionsbatterie in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren hierzu gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
Bei einer derartigen Traktionsbatterie bzw. Hochvoltbatterie (zum Beispiel Lithium-Ionen-Batterie) stellt sich das Problem der bauraumgünstigen Anordnung im Kraftfahrzeug, wobei je nach Fahrzeuggröße bzw. -gewicht und geforderter Leistung und Kapazität der Batterie unterschiedliche Größen der Batteriekästen bzw. unterschiedliche Anzahlen der Batteriemodule anzuordnen sind. Jedes Batteriemodul setzt sich aus einer Anzahl von Batteriezellen zusammen. Somit muss ein Fahrzeughersteller unter Umständen eine Vielzahl von Batteriekästen vorhalten.
Aus der DE 600 06 369 T2 ist ein Batteriekasten bekannt, in dem mehrere Batteriemodule übereinander angeordnet sind. Der Batteriekasten weist u-profilförmige Längsstreben auf, die mit ihren offenen Profilseiten einander zugewandt angeordnet sind und jeweils die Batteriemodule aufnehmen. Die Profilböden der Längsstreben bilden zusammen eine nach außen geschlossene Batteriekasten-Seitenwand. Zudem weist der Batteriekasten beidseitig schmale Stirnbleche auf, die als Knotenelemente dienen, an denen die Längsstreben angebunden sind. Hierzu sind die beiden Stirnbleche mit entsprechenden Anschlusskonturen ausgeführt, und zwar mit abgewinkelten Blechlaschen, an denen die Längsstreben verschraubbar sind.
Weiterhin ist aus der DE 10 2012 200 350 A1 ein Batteriekasten als Energiespeicher für ein Elektrofahrzeug bekannt. Der Rahmen des Batteriekastens besteht aus Eckprofilen und Rahmenelemente. Jedes Eckprofil verfügt über zwei Aufnahmeabschnitte auf die die Rahmenelemente aufsteckbar sind. Die Aufnahmeabschnitte sind in etwa in einem rechten Winkel zueinander angeordnet. Das Rahmenelement ist als Hohlprofil ausgebildet, wobei der Innenumfang des Hohlprofils in etwa dem Außenumfang des Aufnahmeabschnitts entspricht. Die JP 2013-133044 A zeigt ebenfalls einen Rahmen eines Batteriekastens aus Eckprofilen und Rahmenelementen. Im Gegensatz zur DE 10 2012 200 350 A1 ist das Eckprofil aus einer nach innen offenen, u-förmigen Halbschale gebildet und das Rahmenelement weist noch einen horizontal verlaufenden Mittelsteg auf. Das Eckprofil und das Rahmenelement ist über Schraubverbindungen und Schweißfügeelemente verbunden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen in den konstruktiven Freiheitsgraden erweiterten und besonders einfach herstellbaren und montierbaren Batteriekasten für eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Dabei sind die Seitenwände des Batteriekasten aus einer Strebenkonstruktion aufgebaut, deren Streben an einem Knotenelement zusammenlaufen, das Anschlusskonturen zur Anbindung an die Streben aufweist, wobei die Anschlusskonturen durch ein Knotenelement-Basisteil voneinander beabstandet sind, die Anschlusskonturen nicht zueinander parallel ausgerichtet sind und das Knotenelement-Basisteil den Winkel vorgibt mit dem die Anschlusskonturen zueinander ausgerichtet sind.
Die Anschlusskontur des Knotenelements und die Strebe weisen zumindest eine zueinander korrespondierende Aufnahme auf, in die ein Verbindungselement einbringbar ist. In einer einfachen technischen Realisierung kann die Steckverbindung an zumindest einer ersten oder zweiten Wand des Profils eine Öffnung aufweisen, die mit einer Aufnahme in der Anschlusskontur des Kontenelements korrespondiert, so dass in die sich ausbildende Öffnung ein Verbindungselement einsteckbar ist.
Der Zwischenraum zwischen der Anschlusskontur des Knotenelements und der Innenwand der Strebe ist mit einem Festigkeitskleber ausgefüllt. Der Festigkeitskleber wird über einen Gang, der den Zwischenraum mit der Aufnahme verbindet, eingebracht.
Das im Batteriekasten angeordnete Batteriemodul setzt sich aus einer Anzahl von Batteriezellen zusammen, die miteinander elektrisch verschaltet sind. Aus Bauraumgründen ist es bevorzugt, wenn der Batteriekasten quaderförmig, das heißt mit insgesamt acht Außenecken ausgebildet ist.
Die Streben sind ähnlich einem Baukastensystem über die Knotenelemente verbunden, wodurch der Batteriekasten in der Länge und Breite äußerst flexibel aufgebaut wird. Der erfindungsgemäße Batteriekasten ist somit als eine Strebenkonstruktion aufgebaut, bei der die Streben über Knotenelemente miteinander verbunden sind. Diese Strebenkonstruktion bildet einen Rahmen der dann über eine Oberschale als Deckel und einen Batteriekastenboden zu einem Batteriekasten gefügt wird.
Zur schnellen und sicheren Fixierung des Batteriemoduls ist es von Vorteil, wenn die Streben des Batteriekastens in Steckverbindung mit dem Knotenelement bringbar sind. Bevorzugt ist die der jeweiligen Strebe zugeordnete Anschlusskontur des Knotenelements parallel zu der Strebe ausgerichtet, wobei die Anschlusskontur des Knotenelements in Steckverbindung mit der Streben ist. Dabei verfügen die jeweiligen Steckpartner über eine Steckaufnahme sowie eine korrespondierende Steckzunge. Bevorzugt verfügt das Kontenelement über eine Anschlusskontur in Form einer Steckzunge, die in die als Profil ausgebildete Strebe als Steckaufnahme einsteckbar ist.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Strebe als ein geschlossenes Strangpressprofil mit Innenwänden ausgebildet. Die Innenwände begrenzen den sich ausbildenden Hohlraum. Dieser Hohlraum kann weiterhin durch Stegwände unterteilt sein. Das Kotenelement ist hingegen bevorzugt ein Gussbauteil.
Bevorzugt ist die Anschlusskontur des Knotenelements aus zumindest einem u-förmigen Schenkel aufgebaut, wobei der Schenkel eine Schenkelbasis und zwei Schenkelseiten aufweist. Bevorzugt ist die Schenkelbasis flächig ausgebildet und liegt an einer Innenwand des Profils an. Wobei bevorzugt die Schenkelbasis an der Innenwand der ersten Wand, die zum Batteriekasteninnenraum, oder an der Innenwand der zweiten Wand, die zur Umgebung gerichtet ist, anliegt. Unter Anliegen ist dabei nicht nur das direkte Berühren zu verstehen, sondern auch eine Beabstandung die sich fertigungstechnisch ergibt, wobei der sich dabei ausbildende Zwischenraum nicht größer ist als die Dicke der ersten oder zweiten Wand des Profils.
Um die Verbindungsfestigkeit zwischen Knotenelement und Profil zu erhöhen, ist bevorzugt die Anschlusskontur aus zwei bis maximal vier u-förmigen und zueinander parallelen Schenkeln aufgebaut. Dabei sind die Schenkel zueinander versetzt angeordnet. Mit anderen Worten liegt die erste Schenkelbasis an der ersten Wand der Strebe und die zweite Schenkelbasis an der zweiten Wand der Strebe an. Eine weitere Schenkelbasis liegt wiederum an der ersten Wand der Strebe an. Die Schenkelbasen liegen somit alternierend, abwechseln an der ersten und zweiten Wand des Profils an.
Weiterhin hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, dass im Übergangsbereich zwischen dem Kotenelement-Basisteil und der Anschlusskontur eine Dichtung angeordnet ist und dass die Strebe bis an das Kotenelement-Basisteil heranreicht, sodass die Dichtung das Knotenelement-Basisteil und die Strebe zueinander umlaufend abdichtet.
Dem Knotenelement ist eine Trägerelement zugeordnet, das den Batteriekasten lastübertragend mit dem Fahrzeug verbindet. Über das Trägerelement kann der Batteriekasten montagefreundlich an die Karosserie des Fahrzeugs angeschraubt werden.
Weiterhin besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Montage eines Batteriekasten für eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, das besonders montagefreundlich ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 9 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Konkret ist ein Verfahren zur Montage des Batteriekastens für zumindest eine Traktionsbatterie vorgesehen, wobei der Batteriekasten aus zumindest einem ersten und einem zweiten Wandelementen aufgebaut wird, die kraft- und/oder formschlüssig und stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Die Wandelemente werden zueinander so in Deckung gebracht, dass die Öffnung der Aufnahme durch das erste Wandelement hindurch in das zweite Wandelement hineinragt, wobei in die Öffnung Festigkeitsklebstoff eingedrückt und danach zumindest ein Teil des Verbindungselement in die Öffnung eingebracht wird. Das Verbindungselement verdrängt dabei den Festigkeitskleber und stellt eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen den Wandelementen her.
Bevorzugt ist das erste Wandelement als Strebe und das zweite Wandelement als Knotenelement ausgebildet. Bevorzugt weist das zweite Wandelement eine Steckzunge auf, die in die korrespondierende Steckaufnahme des ersten Wandelements eingesteckt wird, sodass das erste Wandelement von dem zweiten Wandelement zumindest von einer ersten und zweiten Wand des ersten Wandelements umfasst wird. Die Innenwände der ersten und zweiten Wand des ersten Wandelements liegen dabei an der Steckzunge an.
Dabei wird das erste Wandelement und das zweite Wandelement derart gefügt, dass die Öffnung durch die erste Wand des ersten Wandelements hindurch in das zweite Wandelement hineinragt und ein Zwischenraum zwischen zweiter Wand des ersten Wandelements und des zweiten Wandelements ausgebildet wird. Mit anderen Worten ist die Öffnung nur einseitig von einer Wand aus zugänglich und die gegenüberliegende Wand liegt flächig unter Ausbildung eines Zwischenraums an dem zweiten Wandelement an.
Bevorzugt wird der Festigkeitskleber beim Einbringen des Verbindungselements in die Öffnung durch einen Gang in den Zwischenraum gepresst. Wobei der Gang den Zwischenraum mit der Öffnung verbindet.
Besonders bevorzugt ist der Gang am Boden der Öffnung angeordnet, wobei der Gang in Längsrichtung der Öffnung verläuft. Beim Einbringen des Verbindungselements in die Öffnung wird der Festigkeitskleber in Montagerichtung des Verbindungselements aus der Öffnung in den Zwischenraum gedrückt.
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Batteriekastens in einem Kraftfahrzeug;
2 eine perspektivische Darstellung eines Batteriekastens mit einer Oberschale und Unterschale;
3 eine perspektivische Darstellung einer Unterschale eines Batteriekastens;
4 eine Außenansicht eines Knotenelements;
5 eine Innenansicht eines Knotenelements;
6 einen horizontalen Schnitt gemäß Linie D1-D1 der 3 durch die Unterschale eines Batteriekastens;
7 einen horizontalen Schnitt gemäß Linie D2-D2 der 3 durch die Unterschale eines Batteriekastens; und
8 einen vertikalen Schnitt gemäß Linie E-E der 3 durch die Unterschale eines Batteriekastens.
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Batteriekasten 1 der als Traktionsbatterie 2 zum vollständigen oder teilweisen Antrieb eines Kraftfahrzeugs 3 in der Ausgestaltung als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug dient. Der Batteriekasten 1 befindet sich unterhalb eines schematisch dargestellten Bodenblechs 4 des Kraftfahrzeuges 3 und ist mit den tragenden Strukturen des Kraftfahrzeugs 3 fest angebunden. Das Bodenblech 4 und das Fahrzeugdach 5 begrenzen die Fahrgastzelle von oben und unten. Konkret ist der Batteriekasten 1 in 1 mit den Seitenschwellern 6 in hier nicht dargestellter Weise verschraubt. Auf diese Weise kann der Batteriekasten 1 zum Beispiel auf einer Hebelbühne schnell von unten entnommen und durch einen Ersatzbatteriekasten ausgetauscht werden.
Gemäß 2 besteht der Batteriekasten 1 aus einer Oberschale 7 und einer Unterschale 8, die gas- und flüssigkeitsdicht miteinander verschließbar sind. Die Dichtigkeit wird über ein Dichtungsband 9 hergestellt, das vor Verschraubung der Oberschale 7 mit der Unterschale 8 zwischen beiden eingelegt wird. In 2 ist weiterhin schematisch ein Batteriemodul 10 zu erkennen. Das Batteriemodul 10 ist aus Batteriezellen 11 aufgebaut, wobei die Batteriemodule 10 durch Trennwände 12 voneinander abgeteilt sind.
Die Unterschale 8 ist aus Seitenwänden 13 und einem Batteriekastenboden 14 aufgebaut. Der Batteriekastenboden 14 ist ein flächiges Element ähnlich der Oberschale 7 und ist mit den Seitenwänden 13 der Unterschale 8 fest verbunden. Die Seitenwand 13 der Unterschale 8 ist aus einer Strebenkonstruktion 15 aufgebaut, die zumindest aus einem ersten Wandelement 16 und einem zweiten Wandelement 17 besteht. Das erste Wandelement 16 kann als Strebe 18 um das zweite Wandelement 17 als Knotenelement 19 ausgebildet sein.
In 3 ist eine Unterschale gemäß 2 zu erkennen an der die Trägerelemente 20 befestigt sind. Die Trägerelemente 20 dienen zur Verbindung des Batteriekastens 1 mit den Seitenschwellern 6 des Fahrzeuges 3. Dabei wird der Batteriekasten 1 so im Kraftfahrzeug 3 verbaut, dass der Batteriekastenboden 14 gemäß der durch den Gravitationspfeil G dargestellten Gravitationsrichtung nach unten ausgerichtet ist. Wie aus 4 und 5 zu erkennen, besteht das Knotenelement 19 aus einem Knotenelementbasisteil 22 und einer Anschlusskontur 21. Die Anschlusskontur 21 ist aus u-förmigen Schenkeln 23 aufgebaut, wobei ein mittlerer Schenkel 23 um 180° um seine Längsachse gedreht zu den außenliegenden Schenkeln 23 angeordnet ist. Ein u-förmiger Schenkel 23 verfügt über eine Schenkelbasis 24 an die zwei Schenkelseiten 25 anschließen. Wird nun eine Strebe 18 als erstes Wandelement 16 mit einem Knotenelement 19 als zweites Element 17 montiert, so wird die Strebe 18 auf die Anschlusskontur 21 des Knotenelements 19 aufgesteckt. Die Strebe 18 ist dabei als Profil, bzw. als Hohlprofil ausgebildet, das über zum Beispiel ein Strangpressverfahren hergestellt wird. Das Profil 26 der Strebe 18 bildet somit einen Hohlraum aus, der als Steckaufnahme 27 für die Steckzunge 28 des Knotenelements 19 dient. Beim Fügen der beiden Wandelemente 16, 17 wird nun die als Steckzunge 28 ausgebildete Anschlusskontur 21 des Kontenelements 19 in das Profil 26 der Strebe 18 eingesteckt. Dabei kommen die Schenkelbasis 24 der Schenkel 23 an der Innenwand 29 des Profils 26 zu liegen. Die Steckzunge 28 der Anschlusskontur 21 und die Steckaufnahme 27 des Profils 26 sind somit Steckpartner 30, die eine Steckverbindung 31 ausbilden.
Jeder Schenkel 23 der Anschlusskontur 21 verfügt über eine Aufnahme 33 in die ein Verbindungselement 32 eingebracht werden kann. In 4 und 5 ist als Verbindungselement 32 eine Schraube dargestellt, denkbar sind aber als Verbindungselemente 32 auch z.B. Nieten oder Stifte. Eine Aufnahme 33 ohne Verbindungselement 32 ist in 7 dargestellt. Vor der Montage der Strebe 18 mit dem Knotenelement 19 wird das Verbindungselement 32 entfernt. Die Aufnahme 33 am Schenkel 23 stellt somit eine prinzipiell einseitige Öffnung 43 dar. Wird nun die Strebe 18 auf die Anschlusskontur 21 aufgesteckt, so kommt eine Ausnehmung bzw. Bohrung in dem Profil 26 der Strebe 18 so auf der Aufnahme 33 der Anschlusskontur 21 zu liegen, dass sich eine nach außen offene Öffnung 43 ausbildet, die durch die Strebe 18 in die Anschlusskontur 21 hineinragt.
Die spezielle Ausgestaltung der Steckverbindung 31 zwischen den Streben 18 und dem Kontenelement 19 ist in den Schnitten der 6 und 7 detailliert dargestellt. Dabei zeigt 6 einen Schnitt durch das Knotenelement 19 und die Streben 18 in Höhe eines oberen Schenkels 23. Der obere Schenkel 23 zeig gleich wie ein unterer Schenkel 23 mit seiner Schenkelbasis 24 nach innen, das heißt zu den Batteriezellen 11 hin. Dabei bildet sich ein Zwischenraum zwischen der Strebe 18 und dem Knotenelement 19 aus. Konkret ist der Zwischenraum 34 zwischen der Innenwand 29 des Profils 26 und der Schenkelbasis 24 des Schenkels 22 der Anschlusskontur 21 ausgebildet. Wie weiter aus der 6 ersichtlich, ist die Strebe 18 aus zwei seitlichen Wänden, das heißt aus einer ersten Wand 35 und einer zweiten Wand 36 aufgebaut. Am Boden 37 der Aufnahme 33 befindet sich nun ein als Bohrung ausgebildeter Gang 42 der die Öffnung 43 der Aufnahme 33 mit dem Zwischenraum 34 verbindet. Wird nun die Strebe 18 auf das Knotenelement 19 aufgesteckt, so wird die Öffnung 43 durch die Strebe 18 und die Aufnahme 33 der Anschlusskontur 21 ausgebildet, d. h. die Öffnung 43 in der Strebe 18 und in der Anschlusskontur 21 wird zueinander in Deckung gebracht. Die Öffnung 43 ragt somit durch die zweite Wand 36 des Profils 26 in das Kontenelement 19 hinein. In einem nächsten Schritt wird nun Festigkeitskleber 38 in die Öffnung 43 der Aufnahme 33 eingebracht. Die Einbringung des Festigkeitsklebers 38 erfolgt über Druck durch bekannte Dosieranlagen. Dabei wird die Aufnahme 33 unter Ausnutzung der gesamten Füllhöhe gefüllt. Der Festigkeitskleber 38 hat eine pastöse Konsistenz mit thixotroper Eigenschaft. Wird nun ein Verbindungselement 32, das z.B. als Schraube ausgebildet ist, in die Öffnung 43 eingesetzt so fließt der Festigkeitskleber 38 durch den Gang 42 in den Zwischenraum 34, da nach wenigen Umdrehungen der Schraube die Öffnung 43 nach außen, das heißt in Richtung zweiter Wand 36, abdichtend verschließt. Durch das Eindrehen des Verbindungselements 32 wird auf den Festigkeitskleber 38 in der Aufnahme 33 ein Druck ausgeübt, sodass der Festigkeitskleber 38 durch den Gang 42 in den Zwischenraum 34 gedrängt wird und in den Zwischenraum 34 fließt. Der Festigkeitskleber 38 benetzt somit die Schenkelbasis 24 und die Innenwand 29 der ersten Wand 35, sodass eine Klebeverbindung zwischen Strebe 18 und Knotenelement 19 erzeugt wird. Der Festigkeitskleber 38 kann nun in Ruhe aushärten, da eine erste Fixierung des Kontenelements 19 mit der Strebe 18 über das Verbindungselement 32 geschaffen wird.
In 7 ist ein weiterer Schnitt durch ein Knotenelement 19 und zwei Streben 18 dargestellt. Dieser Schnitt ist in Höhe eines mittleren Schenkels 23 dargestellt, dessen Schenkelbasis 24 nach außen, das heißt in Richtung Innenwand 29 der zweiten Wand 36 des Profils 26 gerichtet ist. Zwischen Innenwand 29 der zweiten Wand 36 und der Schenkelbasis 24 ist wiederum ein Zwischenraum 34 ausgebildet. Wie bei der Aufnahme 33 gemäß 6 ist bei der Aufnahme 33 des mittleren Schenkels 23 gemäß 7 am Boden 37 der Aufnahme 33 wiederum ein Gang 42 ausgebildet, der eine Verbindung zwischen der Aufnahme 33 und dem Zwischenraum 34 herstellt.
Vor Einsetzung des Verbindungselements 32 wird wiederum Festigkeitskleber 38 in die Öffnung 43 der Aufnahme 33 eingebracht, sodass beim Einschrauben des Verbindungselements 32 Festigkeitskleber 38 in den Zwischenraum 34 gedrückt wird. Das Verbindungselement 32 fixiert nun die erste Wand 35 des Profils 26 am Knotenelement 19, wobei das Verbindungselement 32 als Schraube ausgebildet ist und mit seinem Schraubenkopf auf der ersten Wand 35 aufliegt. Da im Innenraum des Batteriekastens 1 jedoch die Batteriezellen 11 angeordnet sind, ist es besonders Vorteilhaft, wenn der Schraubenkopf des Verbindungselements 32 in der Höhe mit der ersten Wand 35 abschließt. Somit ist die Schraube als Senkschraube ausgeführt.
In 8 ist ein senkrechter Schnitt durch das Knotenelement 19 im Bereich einer Anschlusskontur 21 dargestellt. Dabei ist auch das Profil 26 im Schnitt quer zu seiner Längsachse zu sehen, sodass sichtbar ist, dass außer der ersten Wand 35 und der zweiten Wand 36 noch Stegwände 39 vorhanden sind, die die erste Wand 35 mit der zweiten Wand 36 verbinden. Diese Stegwände 39 liegen ebenfalls an dem Schenkel 23 an, sodass sowohl die Schenkelbasis 24 als auch die Schenkelseiten 25 an dem Profil 26 anliegen. Wie weiter aus der 8 und aus der 5 ersichtlich, verläuft auch noch ein Gang 42 senkrecht zu der Längsachse der Aufnahme 33. Dieser Gang 42 verbindet einen Zwischenraum 34 mit der Aufnahme 33, wobei sich der Zwischenraum 34 zwischen Aufnahme 33 und einer Stegwand 39 ausbildet. Über diesen Gang 42 kann wiederrum, wie bereits oben beschrieben, beim Einbringen des Verbindungselements 32 Festigkeitskleber 38 in dem Zwischenraum 34 eingedrückt werden. Der Festigkeitskleber 38 erzeugt somit sowohl an der Schenkelbasis 24 als auch an den Schenkelseiten 25 eine feste Verbindung mit dem Profil 26.
Wie weiter aus der 8 ersichtlich, wird das Trägerelement 20 mit dem Verbindungselement 32 direkt an dem Knotenelement 19 durch eine Wand 35, 36 des Profils 26 hindurch verschraubt. Über eine weitere Schraubverbindung kann das Trägerelement 20 dann mit dem Seitenschweller 6 der Karosserie verschraubt werden. Wie in 5 ersichtlich ist im Übergangsbereich 40 zwischen Knotenelement-Basisteil 22 und Anschlusskontur 21 des Kontenelements 19 eine Dichtung 41 angeordnet, die umlaufend um alle Schenkel 23 verläuft. Beim Aufstecken der Strebe 18 auf die Anschlusskontur 21 des Kontenelements 19 wird die Strebe 18 bis an den Übergangsbereich 40 herangeschoben, sodass über die Dichtung 41 ein wasser- und luftdichter Abschluss erzeugt wird. Die Strebenkonstruktion 15 des Batteriekastens 1 besteht üblicherweise aus 4 Knotenelementen 19 und vier Streben 18 die einen umlaufenden Rahmen des Batteriekastens 1 ausbilden. Die Ausbildung des Rahmens mit Knotenelementen 19 und Streben 18 erlaubt eine einfache Anpassung an verschiedene Batteriekastengrößen. Weiterhin ist eine vereinfachte Montage sichergestellt, da der Festigkeitskleber 38 nur in die Aufnahmen 33 eingebracht werden muss und sich selbst durch Einbringen des Verbindungselements 32 auf entsprechenden Flächen verteilt.
Bezugszeichenliste

1: Batteriekasten
2: Traktionsbatterie
3: Kraftfahrzeug
4: Bodenblech
5: Fahrzeugdach
6: Seitenschweller
7: Oberschale
8: Unterschale
9: Dichtungsband
10: Batteriemodul
11: Batteriezellen
12: Trennwände
13: Seitenwand
14: Batteriekastenboden
15: Strebenkonstruktion
16: Erstes Wandelement
17: Zweites Wandelement
18: Strebe
19: Knotenelement
20: Trägerelement
21: Anschlusskontur
22: Knotenelement-Basisteil
23: Schenkel
24: Schenkelbasis
25: Schenkelseite
26: Profil
27: Steckaufnahme
28: Steckzunge
29: Innenwand
30: Steckpartner
31: Steckverbindung
32: Verbindungselement
33: Aufnahme
34: Zwischenraum
35: Erste Wand
36: Zweite Wand
37: Boden
38: Festigkeitskleber
39: Stegwand
40: Übergangsbereich
41: Dichtung
42: Gang
43: Öffnung

Claims

Batteriekasten (1) für eine Traktionsbatterie (2) eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs (3), in welchem Batteriekasten (1) zumindest ein Batteriemodul (10) angeordnet ist, wobei zumindest Seitenwände (13) des Batteriekastens (1) aus einer Strebenkonstruktion (15) aufgebaut sind, deren Streben (18) an zumindest einem Knotenelement (19) zusammenlaufen, das Anschlusskonturen (21) zur Anbindung an die Streben (18) aufweist, wobei die Anschlusskonturen (21) durch ein Knotenelement-Basisteil (22) voneinander beabstandet sind, wobei die Anschlusskonturen (21) nicht zueinander parallel ausgerichtet sind und das Knotenelement-Basisteil (22) den Winkel vorgibt mit dem die Anschlusskonturen (21) zueinander ausgerichtet sind und wobei die jeweilige Anschlusskontur (21) des Knotenelements (19) und die zugehörige Strebe (18) zumindest eine zueinander korrespondierende Aufnahme (33) aufweisen, in die ein Verbindungselement (32) einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenraum (34) zwischen der Anschlusskontur (21) des Knotenelements (19) und der Strebe (18) mit einem Festigkeitskleber (38) ausgefüllt ist, wobei der Festigkeitskleber (38) über einen Gang (42), der den Zwischenraum mit der Aufnahme verbindet, eingebracht ist.
Batteriekasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der jeweiligen Strebe (18) zugeordnete Anschlusskontur (21) parallel zu dieser ausgerichtet ist, wobei die Anschlusskontur (21) des Knotenelements (19) in Steckverbindung (31) mit der Streben (18) ist, wobei die jeweiligen Steckpartner (30) eine Steckaufnahme (27) sowie eine korrespondierende Steckzunge (28) sind.
Batteriekasten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strebe (18) ein geschlossenes Profil mit Innenwänden (29) ist.
Batteriekasten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskontur (21) des Knotenelements (19) aus zumindest einem u-förmigen Schenkel (23) besteht, wobei der Schenkel (23) eine Schenkelbasis (24) und zwei Schenkelseiten (25) aufweist und wobei die Schenkelbasis (24) flächig ausgebildet ist und an einer Innenwand (29) des Profils (18) anliegt.
Batteriekasten nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskontur (21) aus zumindest zwei u-förmigen Schenkeln (23) besteht, wobei die Schenkel (23) versetzt zueinander angeordnet sind derart, dass die Schenkelbasen (24) der Schenkel (23) an gegenüberliegenden Innenwänden (29) der Strebe (18) zur Anlage kommen.
Batteriekasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergangsbereich (40) zwischen dem Kotenelement-Basisteil (22) und der Anschlusskontur (21) eine Dichtung (41) angeordnet ist und dass die Strebe (18) bis an das Kotenelement-Basisteil (22) heranreicht, sodass die Dichtung (41) das Knotenelement-Basisteil (22) und die Strebe (18) zueinander umlaufend abdichtet.
Verfahren zur Montage eines Batteriekastens (1) für eine Traktionsbatterie (2), wobei der Batteriekasten (1) aus zumindest einem ersten und einem zweiten Wandelement (16, 17) aufgebaut wird, die kraft- und/oder formschlüssig und stoffschlüssig miteinander verbunden werden, wobei die Wandelemente (16, 17) zueinander so in Deckung gebracht werden, dass eine Öffnung (43) einer Aufnahme (33) durch das erste Wandelement (16) hindurch in das zweite Wandelement (17) hineinragt, dadurch gekennzeichnet, dass in die Öffnung (43) Festigkeitskleber (38) eingebracht wird zum stoffschlüssigen verbinden der Wandelemente (16, 17) und danach zumindest ein Teil eines Verbindungselement (32) in die Öffnung (43) eingebracht wird, wobei das Verbindungselement (32) den Festigkeitskleber (38) verdrängt und eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen den Wandelementen (16, 17) herstellt.
Verfahren zur Montage eines Batteriekastens für eine Traktionsbatterie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Wandelement (17) eine Steckzunge (28) aufweist, die in die korrespondierende Steckaufnahme (27) des ersten Wandelements (16) eingesteckt wird, sodass das erste Wandelement (16) von dem zweiten Wandelement (17) zumindest von einer ersten und zweiten Wand (35, 36) des ersten Wandelements (16) umfasst wird.
Verfahren zur Montage eines Batteriekastens für eine Traktionsbatterie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wandelement (16) und das zweite Wandelement (17) derart gefügt werden, dass die Öffnung (43) durch die erste Wand (35) des ersten Wandelements (16) hindurch in das zweite Wandelement (17) hineinragt und ein Zwischenraum (34) zwischen zweiter Wand (36) des ersten Wandelements (16) und des zweiten Wandelements (17) ausgebildet wird.
Verfahren zur Montage eines Batteriekastens für eine Traktionsbatterie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einbringen des Verbindungselements (32) in die Öffnung (43) der Festigkeitskleber (38) durch einen Gang (42) in den Zwischenraum (34) gepresst wird.
Verfahren zur Montage eines Batteriekastens für eine Traktionsbatterie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gang (42) am Boden (37) der Öffnung (43) angeordnet ist und in Längsrichtung der Öffnung (43) verläuft, sodass der Festigkeitskleber (38) in Montagerichtung des Verbindungselements (32) bei dessen Einbringung in die Öffnung (43) der Aufnahme (33) aus der Öffnung (43) gedrückt wird.