阅读说明：本技术 结构构件、电池壳体和具有这种电池壳体的机动车 (Structural component, battery housing and motor vehicle having such a battery housing ) 是由 C.韦谢 S.沙赫特 H.费纳 R.格拉赫 于 2019-06-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于电驱动的机动车(2)的电池壳体(6)的结构构件(22),其具有壁(24),壁沿构件高度方向(H)从壁下侧(30)延伸至壁上侧(32),并且沿垂直于构件高度方向的构件纵向方向(L)从第一端侧(26)延伸至第二端侧(28),其中,壁(24)为了提高其抗弯强度具有在一侧布置在壁(24)上的和垂直于该壁定向的肋(40)和/或凹槽(38),并且其中,肋(40)或凹槽(38)基本上沿构件纵向方向(L)延伸。此外,本发明还涉及一种用于电驱动的机动车(2)的电池(36)的电池壳体(6),以及一种机动车(2)。(The invention relates to a structural component (22) for a battery housing (6) of an electrically driven motor vehicle (2), comprising a wall (24) which extends in a component height direction (H) from a wall underside (30) to a wall upper side (32) and in a component longitudinal direction (L) perpendicular to the component height direction from a first end side (26) to a second end side (28), wherein the wall (24) for increasing the bending strength thereof comprises a rib (40) and/or a groove (38) which is arranged on one side on the wall (24) and is oriented perpendicular thereto, and wherein the rib (40) or the groove (38) extends substantially in the component longitudinal direction (L). The invention further relates to a battery housing (6) for a battery (36) of an electrically driven motor vehicle (2), and to a motor vehicle (2).)

结构构件、电池壳体和具有这种电池壳体的机动车

技术领域

本发明涉及一种用于电驱动的机动车的电池壳体的结构构件。此外，本发明还涉及一种用于电驱动的机动车的电池的电池壳体以及这种机动车。

背景技术

电驱动的机动车通常具有电池(牵引电池)，其给用于驱动机动车的电机提供能量。在此，电驱动的机动车尤其应理解为将为驱动所需的能量仅存储在电池中的电动车(英文作BEV,battery electric vehicle(纯电动车))，带有增程器的电动车(英文作REEV,range extended electric vehicle(增程式电动车))，混合动力车(英文作HEV,hybridelectric vehicle(混合动力车))和/或插电式混合动力车(英文作PHEV,plug-in hybridelectric vehicle(插电式混合动力车))。

尤其由事故引起的、即通过碰撞或撞击导致的力作用可以导致电池的损坏。在这种损坏中，存储在电池中的能量例如可以***式地被释放。此外，可能基于电池的放电形成火灾危险和/或对车辆驾乘人员(乘客)造成危险。

为了避免损坏电池，例如在电池壳体的壳体内部空间内布置有(加固)元件，其提高壳体的强度，并且应该阻止电池壳体向壳体内部空间的变形。

例如，从DE 10 2015 111 325 A1已知了一种用于具有电动驱动器的车辆的牵引电池的电池壳体部分。电池壳体部分具有容纳体，牵引电池可以容纳到容纳体中。在此，容纳体由热塑性的塑料构成，所述容纳体包括至少一个集成的有机板材部件。此外设置的是，有机板材部件具有底部区段和至少一个垂直于底部区段延伸的加固区段。

DE 20 2016 110 330 A1公开了一种用于车载电池的壳体。壳体具有盖板和底板，其中在盖板与底板之间布置有与其连接的框架。在此，在被框架包围的空间中布置有至少一个横向载体元件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种结构构件，其适用于保护容纳在电池壳体中的电池免受外部力作用并且由此随之免于可能的损坏。此外应该提供一种具有这种结构构件的电池壳体和具有这种电池壳体的机动车。

根据本发明，该技术问题通过具有权利要求1的技术特征的结构构件解决。此外根据本发明，该技术问题通过具有权利要求7的技术特征的电池壳体和通过具有权利要求9的技术特征的电驱动的机动车解决。有利的扩展方案和设计方案是从属权利要求的主题。

结构构件为此设置和配置用于电驱动的机动车的电池壳体。结构构件具有壁，壁沿构件高度方向从壁下侧延伸至壁上侧，并且沿垂直于构件高度方向的构件纵向方向从第一端侧延伸至第二端侧。因此，壁具有在由构件高度方向和构件纵向方向撑开的平面内的面状延展。

在此，壁具有凹槽并且备选地或优选附加地具有肋，用于提高壁的抗弯强度，肋在一侧布置在壁上并且垂直于壁地定向。在此，肋或凹槽基本上沿构件纵向方向延伸。

特别优选地，壁具有多个肋和/或凹槽。因此，壁基于凹槽在横截面中、即在具有垂直于构件纵向方向的剖切面的横截面中是回纹形的。换言之，在所述横截面中，壁的沿构件高度方向延伸的区段关于垂直于构件高度方向和构件纵向方向的构件厚度方向交替地布置在外侧。一个或多个所述肋在此例如布置在凹槽中。此外优选地，肋沿构件厚度方向没有突伸超出凹槽，从而通过凹槽的最大的深度确定壁沿该方向的延展。

有利地，借助凹槽或肋提高壁和因此结构构件的抗弯强度。尤其是阻止壁沿构件厚度方向以垂直于肋或凹槽的延伸方向、即基本上构件纵向方向的弯曲或弯折棱边的(向外或向内)弯折或弯曲。换言之，阻止围绕基本上沿着或逆着构件高度方向延伸的弯曲轴线的弯曲或弯折。所基于的思想在于，壁关于该弯曲轴线的面积惯性矩(也被称为二阶面矩)借助凹槽或肋被放大。换言之，设有凹槽和/或肋的壁具有关于弯曲轴线的比较高的、所谓的史坦纳(Steiner)份额。

根据有利的设计方案，肋或凹槽沿构件纵向方向、即从第一端侧到第二端侧至少部分稍微朝壁的壁下侧倾斜。稍微倾斜在此理解为在肋或凹槽与壁下侧之间的倾斜角度尤其是大于或等于10°，并且例如小于45°、尤其是小于30°。基于凹槽或肋的这种倾斜，将作用到第一端侧上的力相应朝壁下侧引导。壁下侧以适当的方式贴靠在电池壳体的壳体底部上，从而作用到第一端侧上的力至少部分被导出或导入至电池底部。

总之，结构构件作为所谓的力转换器发挥作用。在此尤其地，结构构件吸收外部导入的力和/或将其导出或对其进行进一步引导。此外，肋或凹槽具有双重功能。因此，肋或凹槽一方面基于其倾斜实现作用到壁的第一端侧上的力朝壁下侧的力引导。另一方面，肋或凹槽用于提高抗弯强度。

根据有利的扩展方案，竖直肋布置、尤其是成形在壁上，竖直肋垂直于壁地定向，并且基本上沿构件高度方向延伸。与肋或凹槽类似地，竖直肋提高了壁的抗弯强度。此外，竖直肋还作为力转换器发挥作用。竖直肋将作用到壁上侧或壁下侧上的力引导至壁下侧或壁上侧。

根据有利的扩展方案，从壁下侧延伸到壁上侧的壁高度、即壁沿构件高度方向的延展沿构件纵向方向减小。换言之，壁沿构件纵向方向、即从第一端侧到第二端侧逐渐变小。在此特别优选地，壁下侧沿构件纵向方向延伸，其中，壁上侧相对于该纵向方向倾斜。尤其地，结构构件以该方式有利地节约重量地构造，其中，壁和因此结构构件此外基于同样相对于构件纵向方向倾斜的凹槽和/或肋是抗弯曲的。

在适宜的设计方案中，支持元件成形在壁的壁上侧上。备选地，支持元件仅固定在壁上侧上。支持元件尤其是承担针对电池壳体的壳体盖的承载功能。在此，安装轮廓例如附加地布置或引入在支持元件中或上。支持元件例如具有针对用于固定壳体盖的螺钉的(螺钉)容纳部，或者形成针对壳体盖上的相应适配的(配合)轮廓的***轮廓。

在适宜的设计方案中，在壁上成形有相对于所述壁穹顶状地突出的凸出部。在此，凸出部在壁上成形在第一或第二端侧的区域中、即就构件纵向方向而言在端侧上成形。凸出部适宜地突伸超出肋或凹槽。借助凸出部能够实现结构构件在电池壳体中、尤其是在壳体底部上的安装，并且附加地或备选地实现电池的电池模块的固定。为了可靠地安装和/或固定电池模块，优选地在壁的两侧不仅在第一端侧的区域中而且也在第二端侧的区域中分别成形有凸出部。

结构构件尤其是铸件、优选由铝构成的铸件。为此备选地，结构构件通过锻造制成。尤其是与将结构构件构造为挤压成型型材相比，结构构件具有高的功能整合。因此，尤其凸出部和支持元件整体地、也即一体式和共同地能够通过铸造方法成形并且也以适当的方式成形到壁上。因此，此外能够实现的是，肋或凹槽相对于构件纵向方向倾斜，并且节约重量地减小壁高度。在此，还基于凹槽和/或肋实现高的抗弯强度。

在有利的设计方案中，电池壳体设置和配置用于电驱动的机动车的(牵引)电池。为此，壳体具有槽形的容纳部，该容纳部具有壳体底部和壳体框架。因此，壳体框架垂直于壳体底部地定向，并且具有两个平行的和彼此间隔开的壳体纵向侧面(框架纵向侧面)和两个相对于壳体纵向侧面横向延伸的壳体横向侧面(框架横向侧面)。在此，容纳部形成壳体内部空间。壳体内部空间借助壳体底部和借助壳体框架限界。

在此，在上面示出的变型方案之一中的一定数量的结构构件安置在壳体内部空间中，其中，构件高度方向垂直于壳体底部延伸，即结构构件垂直于壳体底部布置。此外，结构构件垂直于壳体纵向侧面和因此平行于壳体横向侧面定向。在此，在两个壳体纵向侧面中的每一个上都有至少一个结构构件利用其第一端侧贴靠在该壳体纵向侧面上。因此，结构构件的壁的壁高度从贴靠的壳体纵向侧面开始朝壳体内部空间减小。

此外在适宜的扩展方案中，在壳体内部空间中容纳有纵向载体，纵向载体平行于壳体纵向侧面和因此横向于结构构件地延伸，并且从其中一个壳体横向侧面延伸至另一壳体横向侧面。结构构件利用其第二端侧贴靠在纵向载体上。结构构件和纵向载体形成桁架式的结构，其中(牵引)电池的电池模块容纳在结构构件之间或结构构件与壳体框架之间的壳体内部空间中。

例如基于事故或撞击(Crash)导致并作用到壳体框架上的力被传输至结构构件，结构构件又将力导出(导入)至壳体底部和纵向载体中。此外，基于借助肋和/或凹槽提高的抗弯强度，即使在比较大的力作用到相应的结构构件的壁的端侧上时，也避免了结构构件的弯折或弯曲。因此特别有利地，避免电池的在结构构件之间布置的电池模块的损坏，或者至少明显减小这种损坏的危险。

在有利的设计方案中，电驱动的机动车、以下也简称为机动车具有在上述的变型方案中的一个中的电池壳体。在此尤其地，一定数量的结构构件容纳在电池壳体中，其中结构构件的壁具有凹槽和/或在一侧布置在壁上的和垂直于壁地取向的肋。在此，电池壳体布置在机动车中，使得布置在电池壳体中的结构构件的构件纵向方向平行于车辆横向方向，车辆横向方向也被称为Y方向。因此也将结构构件称为横向载体。

因此，在侧面碰撞(侧面撞击)的情况下，即在力沿车辆横向方向作用到电池壳体上的情况下，尤其是基于结构构件的引导力的作用和结构构件在电池壳体中的桁架式的布置，可靠地保护电池免受损坏。

在适当的设计方案中，机动车具有所谓的车门槛，车门槛沿也被称为X方向的车辆纵向方向延伸，即从机动车的后部延伸到前部。门槛尤其是在底板侧布置在机动车中，并且是机动车的(车辆)车身的组成部分。电池壳体布置在车门槛之间。在此，车门槛基于其比较大的强度提供额外的保护，以防电池壳体的变形和损坏电池。

附图说明

随后根据附图详细阐述本发明的实施例。在其中：

图1以示意性的俯视图示出具有车门槛的电驱动的机动车，在车门槛之间布置有用于电池的电池壳体；

图2以立体图示出具有槽形的容纳部的电池壳体，容纳部形成壳体内部空间，其中在壳体内部空间中布置有多个结构构件；

图3以立体图示出具有壁的结构构件，壁具有凹槽和在一侧凸出的肋；和

图4示意性示出根据图3的结构构件的横截面。

在所有附图中，相互对应的部分和参量始终设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1以示意性的俯视图示出了一种以下也被简称为机动车的电动驱动的机动车2。机动车的车辆纵向方向(X方向)和其车辆横向方向(Y方向)在旁边的方向图中用X或Y表示。机动车2具有车门槛4，车门槛是机动车2的未详细示出的车身的组成部分。在此，车门槛4彼此平行地且保持间距地并且在底部侧(在机动车2的底板侧)上布置。此外，车门槛4沿车辆纵向方向X延伸。

在车门槛4之间布置有电池壳体6，电池壳体在图2中详细示出。电池壳体6具有槽形的容纳部8，容纳部具有壳体底部10和壳体框架12。容纳部8在此形成壳体内部空间14。换言之，容纳部8限界壳体内部空间14。壳体框架12又具有两个平行于车门槛4地、即沿车辆纵向方向X延伸的壳体纵向侧面16和两个相对于车门槛横向地、即沿车辆横向方向Y延伸的壳体横向侧18。在壳体内部空间14中安置有矩形的纵向载体20，其平行于壳体纵向侧面16地和垂直于壳体底部10地定向，其中，纵向载体20从一个壳体横向侧18延伸至另一壳体横向侧18。

此外，一定数量的结构构件22布置到壳体内部空间14中。如在图3和4中以放大比例示出的那样，每个结构构件22具有壁24，壁具有平面的沿构件高度方向H和沿构件纵向方向L上的延展。因此，结构构件22沿构件纵向方向L从第一端侧26延伸至第二端侧28，并且沿构件高度方向H从壁下侧30延伸至壁上侧32，其中在此，沿构件纵向方向L的延展大于沿构件高度方向H的延展。

每个结构构件22在此利用其壁24的第一端侧26贴靠在相应的壳体纵向侧面16上。每个结构构件22的壁24的第二端侧28在此贴靠在纵向载体20上，并且壁下侧30贴靠在壳体底部10上。构件高度方向H垂直于壳体底部10地延伸。在此，结构构件22横向于壳体纵向侧面16和纵向载体20地定向。结构构件22由此沿车辆横向方向Y延伸，因此，结构构件22也被称为横向载体。结构构件22和纵向载体20形成桁架式的结构。在结构构件22之间的或在结构构件22与壳体框架12之间的壳体内部空间14中容纳了虚线示出的电池模块34，其形成(牵引)电池36。

每个结构构件22的壁24具有数个凹槽38和数个肋40，其中肋40在一侧布置在壁24上，并且垂直于该壁地定向。如在图4中可看到的那样，壁24基于凹槽38在横截面中蜿蜒地构造。因此，壁24的在横截面中沿构件高度方向H延伸的区段关于相对于构件高度方向H和构件纵向方向L垂直的构件厚度方向D交替地布置在外侧。此外，肋40在此沿构件厚度方向D没有突伸超出凹槽38。换言之，肋40沿构件厚度方向D的延展小于凹槽38沿该方向的凹槽深度。

凹槽38和肋40基本上沿构件纵向方向L延伸，即从第一端侧26延伸至第二端侧28，其中，肋40以及凹槽38至少部分相对构件纵向方向L稍微倾斜。

肋40和凹槽38具有双重功能。肋和凹槽基于其朝壳体底部10的倾斜实现了作用到壁24的第一端侧26上的力F朝壁下侧30的力引导。此外，肋40和凹槽38用于提高壁24和因此结构构件22的抗弯强度。

总之，结构构件22作为所谓的力转换器发挥作用。结构构件在此尤其是吸收外部导入的力，并且/或者将力导出。因此，当力F沿车辆横向方向Y作用到电池壳体6上时，壳体框架12支撑在结构构件22上。基于贴靠在壳体框架14上的结构构件22的力转换(力传导)作用，将力F导入壳体底部10和纵向载体20中。以该方式保护电池36免受力作用和相应的损害。在此力F通过相应的箭头代表，并且例如通过撞击(侧面撞击、事故)产生力F。

在结构构件22的壁24上布置有相对于壁垂直定向的和基本上沿构件高度方向H延伸的竖直肋42，竖直肋进一步提高壁24的抗弯强度。竖直肋42在此沿壁24沿高度方向H的整个延展部上延伸，即从壁下侧30延伸到壁上侧32，或者仅局部地在多个凹槽38上延伸。壁24沿构件高度方向H的延展在以下也被称为壁高度44。

每个结构构件22的壁24的壁高度44以节约重量的方式沿其构件纵向方向L从第一端侧26至第二端侧28减小。也就是说，壁高度44从壳体纵向侧面16至纵向载体20减小，即朝壳体内部空间14的中间减小，在壳体纵向侧面上贴靠有相应的结构构件22。在此，沿构件高度方向H，在壁上侧32上成形有用于没有进一步示出的壳体盖的三个向上竖立的支持元件46。关于构件纵向方向L的第一和第三支持元件46分别具有用于螺钉的螺钉容纳部48，用于安装壳体盖。

在每个结构构件22的壁24上分别成形有相对于该壁穹顶状地突出的凸出部50，其沿构件厚度方向D超过凹槽38和肋40。凸出部50在此在壁24的两侧成形在第一端侧26的区域中和第二端侧28的区域中。换言之，凸出部50关于构件纵向方向L在端部侧成形，并且成形在壁24的两侧。此外，凸出部关于壁高度方向H在端部侧成形在壁下侧30的区域中，其中凸出部50构造为螺钉头，用于将相应的结构构件22安装在壳体底部10上并且用于固定相应的电池模块34。

本发明并不局限于之前描述的实施例。相反本发明的其他的变型方案也可以由本领域技术人员从中导出，而不会脱离本发明的主题。此外尤其地，所有结合实施例描述的单个特征也可以以其他的方式相互组合，而不会脱离本发明的主题。

附图标记清单

2 机动车

4 车门槛

6 电池壳体

8 容纳部

10 壳体底部

12 壳体框架

14 壳体内部空间

16 壳体纵向侧面

18 壳体横向侧

20 纵向载体

22 结构构件

24 壁

26 第一端侧

28 第二端侧

30 壁下侧

32 壁上侧

34 电池模块

36 电池

38 凹槽

40 肋

42 竖直肋

44 壁高度

46 支持元件

48 螺钉容纳部

50 凸出部

D 构件厚度方向

F 力

H 构件高度方向

L 构件纵向方向

X 车辆纵向方向

Y 车辆横向方向