DE102023106419A1 - Housing component for absorbing tensile and/or compressive loads, battery module and method for producing a housing component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Gehäusebauteil (20) für eine Hochvoltbatterie, das (20) einen ersten Endbereich (E1) aufweist, der das Gehäusebauteil (20) in einer ersten Richtung (x) begrenzt, wobei das Gehäusebauteil (20) zumindest im ersten Endbereich (E1) eine das Gehäusebauteil (20) in der dritten Richtung (y) durchdringende Durchgangsöffnung (24) zur Befestigung des Gehäusebauteils (20) an einem zweiten Gehäusebauteil (18) der Hochvoltbatterie aufweist. Dabei ist das Gehäusebauteil (20) als eine Verstärkungsstrebe (22) ausgebildet, die in der dritten Richtung (y) einen mehrlagigen Aufbau mit mehreren in der dritten Richtung (y) übereinander angeordneten Lagen (L; L1, L2, L3) mit Verstärkungsfasern (V; V1, V2, V3) umfasst, die durch eine Kunststoffmatrix (26) miteinander verbunden sind, wobei mindestens eine erste Lage (L1) im ersten Endbereich (E1) mehrere parallel zur ersten Richtung (x) verlaufende erste Verstärkungsfasern (V1) umfasst, und mindestens eine zweite Lage (L2, L3) mit mehreren nicht parallel zur ersten Richtung verlaufenden zweite Verstärkungsfasern (V2, V3) umfasst.The invention relates to a housing component (20) for a high-voltage battery, which (20) has a first end region (E1) which delimits the housing component (20) in a first direction (x), wherein the housing component (20) has, at least in the first end region (E1), a through opening (24) penetrating the housing component (20) in the third direction (y) for fastening the housing component (20) to a second housing component (18) of the high-voltage battery. The housing component (20) is designed as a reinforcing strut (22) which comprises a multi-layer structure in the third direction (y) with a plurality of layers (L; L1, L2, L3) with reinforcing fibers (V; V1, V2, V3) arranged one above the other in the third direction (y), which are connected to one another by a plastic matrix (26), wherein at least one first layer (L1) in the first end region (E1) comprises a plurality of first reinforcing fibers (V1) running parallel to the first direction (x), and at least one second layer (L2, L3) comprises a plurality of second reinforcing fibers (V2, V3) not running parallel to the first direction.
Description
Die Erfindung betrifft ein Gehäusebauteil für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs zur Aufnahme von zumindest Zug- und/oder Druckbelastungen in einer ersten Richtung. Dabei weist das Gehäusebauteil eine Länge in der ersten Richtung auf, eine Breite in einer zweiten Richtung, die zur ersten Richtung senkrecht ist, und eine Dicke in einer dritten Richtung, die zur ersten und zur zweiten Richtung senkrecht ist. Weiterhin weist das Gehäusebauteil einen ersten Endbereich auf, der das Gehäusebauteil in der ersten Richtung begrenzt, wobei das Gehäusebauteil zumindest im ersten Endbereich eine das Gehäusebauteil in der dritten Richtung durchdringende Durchgangsöffnung zur Befestigung des Gehäusebauteils an einem zweiten Gehäusebauteil der Hochvoltbatterie aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Batteriemodul für eine Hochvoltbatterie und ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäusebauteils.The invention relates to a housing component for a high-voltage battery of a motor vehicle for absorbing at least tensile and/or compressive loads in a first direction. The housing component has a length in the first direction, a width in a second direction that is perpendicular to the first direction, and a thickness in a third direction that is perpendicular to the first and second directions. The housing component also has a first end region that delimits the housing component in the first direction, wherein the housing component has, at least in the first end region, a through-opening that penetrates the housing component in the third direction for fastening the housing component to a second housing component of the high-voltage battery. The invention also relates to a battery module for a high-voltage battery and a method for producing a housing component.
Idealerweise sollten Gehäuse oder Gehäusebauteile von Hochvoltbatterien verschiedene Anforderungen erfüllen: Zum einen unterliegen Batteriezellen einem so genannten Swelling, das heißt, sie schwellen im Laufe ihrer Lebensdauer an, und auch beim Laden und Entladen der Batteriezellen kommt es zu einem zyklischen An- und Abschwellen der Zellen. Derartige Swellingkräfte sollten dabei insbesondere von Modulgehäusen oder Batteriegehäusen abgefangen werden können. Außerdem sollten die Batteriezellen im Falle eines Crashs ebenfalls möglichst gut geschützt sein. Dabei sollten idealerweise auch Gehäusebauteile zu diesem Schutz beitragen.Ideally, the housing or housing components of high-voltage batteries should meet various requirements: Firstly, battery cells are subject to what is known as swelling, i.e. they swell over the course of their service life, and the cells also swell and shrink cyclically when charging and discharging the battery cells. Such swelling forces should be able to be absorbed by module housings or battery housings in particular. In addition, the battery cells should also be protected as well as possible in the event of a crash. Ideally, housing components should also contribute to this protection.
Durch eine entsprechend robuste Ausbildung von Gehäusebauteilen können sich diese Anforderungen erfüllen lassen. Eine robuste Ausgestaltung führt jedoch meistens dazu, dass mehr Bauraum erforderlich ist, und ein sehr hohes Gewicht in Kauf genommen werden muss.These requirements can be met by designing housing components to be sufficiently robust. However, a robust design usually means that more installation space is required and a very high weight must be accepted.
Die
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gehäusebauteil, ein Batteriemodul und ein Verfahren bereitzustellen, die es ermöglichen, zumindest Zug- und/oder Druckbelastungen in einer ersten Richtung möglichst gut aufzunehmen, und dies auf möglichst gewichtssparende und bauraumeffiziente und kostengünstige Art und Weise.The object of the present invention is to provide a housing component, a battery module and a method which make it possible to absorb at least tensile and/or compressive loads in a first direction as well as possible, and this in the most weight-saving, space-efficient and cost-effective manner possible.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gehäusebauteil, ein Batteriemodul und ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung, sowie der Figuren.This object is achieved by a housing component, a battery module and a method having the features according to the respective independent patent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent patent claims, the description and the figures.
Ein erfindungsgemäßes Gehäusebauteil für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs zur Aufnahme von zumindest Zug- und/oder Druckbelastungen in einer ersten Richtung weist eine Länge in der ersten Richtung auf, eine Breite in einer zweiten Richtung, die zur ersten Richtung senkrecht ist, und eine Dicke in einer dritten Richtung, die zur ersten und zweiten Richtung senkrecht ist. Dabei weist das Gehäusebauteil einen ersten Endbereich auf, der das Gehäusebauteil in der ersten Richtung begrenzt, wobei das Gehäusebauteil zumindest im ersten Endbereich eine das Gehäusebauteil in der dritten Richtung durchdringende Durchgangsöffnung zur Befestigung des Gehäusebauteils an einem zweiten Gehäusebauteil der Hochvoltbatterie aufweist. Darüber hinaus ist das Gehäusebauteil als eine Verstärkungsstrebe ausgebildet, die in der dritten Richtung einen mehrlagigen Aufbau mit mehreren in der dritten Richtung übereinander angeordneten Lagen mit Verstärkungsfasern umfasst, die durch eine Kunststoffmatrix miteinander verbunden sind, wobei mindestens eine erste Lage der mehreren Lagen im ersten Endbereich mehrere erste Verstärkungsfasern umfasst, die sich parallel zur ersten Richtung erstrecken, wobei mindestens eine zweite Lage der mehreren Lagen im ersten Endbereich mehrere zweite Verstärkungsfasern umfasst, die sich parallel zur einer vierten Richtung erstrecken, die nicht parallel zur ersten Richtung ist, wobei die Durchgangsöffnung die mindestens eine erste und die mindestens eine zweite Lage in der dritten Richtung durchdringt.A housing component according to the invention for a high-voltage battery of a motor vehicle for absorbing at least tensile and/or compressive loads in a first direction has a length in the first direction, a width in a second direction that is perpendicular to the first direction, and a thickness in a third direction that is perpendicular to the first and second directions. The housing component has a first end region that delimits the housing component in the first direction, wherein the housing component has, at least in the first end region, a through-opening that penetrates the housing component in the third direction for fastening the housing component to a second housing component of the high-voltage battery. In addition, the housing component is designed as a reinforcing strut which comprises a multi-layer structure in the third direction with a plurality of layers with reinforcing fibers arranged one above the other in the third direction and connected to one another by a plastic matrix, wherein at least one first layer of the plurality of layers in the first end region comprises a plurality of first reinforcing fibers which extend parallel to the first direction, wherein at least one second layer of the plurality of layers in the first end region comprises a plurality of second reinforcing fibers which extend parallel to a fourth direction which is not parallel to the first direction, wherein the through-opening penetrates the at least one first and the at least one second layer in the third direction.
Die Erfindung beruht dabei gleichzeitig auf mehreren Erkenntnissen: Zum einen ist es zur Bereitstellung eines möglichst robusten Gehäusebauteils möglich, dieses aus einem faserverstärkten Kunststoff auszubilden, so dass zum Beispiel gegenüber einer metallischen Ausgestaltung deutlich Gewicht eingespart werden kann. Ein mehrlagiger Aufbau einer solchen Verstärkungsstrebe lässt sich sehr einfach an die Bedürfnisse und Anforderungen des Gehäusebauteils anpassen. Eine gewünschte Robustheit, insbesondere in Bezug auf die Zug- und/oder Druckfestigkeit, lässt sich damit durch geeignete Wahl der Anzahl an Lagen dieses mehrlagigen Aufbaus erzielen. Um ein solches Gehäusebauteil an einem weiteren Gehäusebauteil zu befestigen, ist im ersten Endbereich die bereits genannte Durchgangsöffnung vorgesehen, die das Gehäusebauteil in der dritten Richtung durchdringt. Durch die Verstärkungsfasern der Lagen, die in der ersten Richtung verlaufen, kann vor allem für die erste Richtung eine besonders hohe Zug- und/oder Druckfestigkeit bereitgestellt werden. Die vorhandene Durchgangsöffnung unterbricht jedoch im ersten Endbereich die in der ersten Richtung verlaufenden Verstärkungsfasern. Würde die Verstärkungsstrebe beispielsweise ausschließlich Lagen aufweisen, mit Verstärkungsfasern, die nur in der ersten Richtung verlaufen, so würde der durch die Durchgangsöffnung abgetrennte Abschnitt dieser Fasern lediglich durch die Kunststoffmatrix zusammengehalten werden. Dies wäre damit eine besondere Schwachstelle, gerade im Hinblick auf Zugbelastungen, die im Bereich dieser Durchgangsöffnung angreifen. Dies kann nun vorteilhafterweise verhindert werden und gerade die Robustheit in diesem ersten Endbereich, insbesondere im Bereich dieser Durchgangsöffnung, deutlich verstärkt werden, indem zusätzlich zur mindestens einen ersten Lage noch mindestens eine zweite Lage mit Verstärkungsfasern, nämlich zweiten Verstärkungsfasern, vorgesehen ist, die in eine andere Richtung verlaufen, als die ersten Verstärkungsfasern, vorzugsweise einem Winkel von 45° und/oder 90°. Dadurch lässt sich vorteilhafterweise die Robustheit und vor allem die Zugfestigkeit im Bereich der Durchgangsöffnung steigern. Dies erhöht die Belastbarkeit der Verstärkungsstrebe, ohne dass hierdurch ein höheres Gewicht in Kauf genommen werden muss. Auch lässt sich dies erreichen, ohne dass die einzelnen Lagen der Verstärkungsstrebe dabei untereinander miteinander verwoben sein müssen. Dies ermöglicht eine deutlich kostengünstigere und einfachere Bereitstellung der Verstärkungsstrebe.The invention is based on several findings: Firstly, in order to provide a housing component that is as robust as possible, it is possible to manufacture it from a fibre-reinforced Plastic, so that significant weight can be saved compared to a metallic design, for example. A multi-layer structure of such a reinforcing strut can be very easily adapted to the needs and requirements of the housing component. The desired robustness, in particular with regard to tensile and/or compressive strength, can thus be achieved by suitable selection of the number of layers of this multi-layer structure. In order to attach such a housing component to another housing component, the aforementioned through-opening is provided in the first end region, which penetrates the housing component in the third direction. The reinforcing fibers of the layers, which run in the first direction, can provide a particularly high tensile and/or compressive strength, especially for the first direction. However, the existing through-opening interrupts the reinforcing fibers running in the first direction in the first end region. If, for example, the reinforcing strut only had layers with reinforcing fibers that only ran in the first direction, the section of these fibers separated by the through-opening would only be held together by the plastic matrix. This would therefore be a particularly weak point, especially with regard to tensile loads that act in the area of this through-opening. This can now advantageously be prevented and the robustness in this first end area, in particular in the area of this through-opening, can be significantly increased by providing at least one second layer with reinforcing fibers, namely second reinforcing fibers, in addition to the at least one first layer, which run in a different direction than the first reinforcing fibers, preferably at an angle of 45° and/or 90°. This advantageously increases the robustness and above all the tensile strength in the area of the through-opening. This increases the load-bearing capacity of the reinforcing strut without having to accept a higher weight. This can also be achieved without the individual layers of the reinforcing strut having to be interwoven with one another. This allows for a much more cost-effective and simpler provision of the reinforcement strut.
Bei dem Gehäusebauteil für die Hochvoltbatterie handelt es sich, wie später näher erläutert, bevorzugt um eine Seitenwand eines Modulgehäuses eines Batteriemoduls. Eine Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug kann dabei insbesondere mehrere solcher Batteriemodule aufweisen. Die Seitenwände, die bevorzugt durch ein solches Gehäusebauteil, nämlich durch eine solche Verstärkungsstrebe, bereitgestellt sind, stellen bevorzugt die in Richtung eines Zellstapels verlaufenden Seitenwände eines solches Modulgehäuses dar. Ein Batteriemodul kann sich dabei wiederum in seiner Stapelrichtung über die gesamte Hochvoltbatterie erstrecken. Senkrecht zur Stapelrichtung können mehrere Batteriemodule nebeneinander angeordnet sein. Dieser Aufbau ermöglicht es beispielsweise, in Stapelrichtung auf das Hochvoltbatteriegehäuse wirkende Druckkräfte über solche Verstärkungsstreben durch die Hochvoltbatterie durchzuleiten. Die Batteriezellen sind hierdurch besonders gut geschützt. Dies ist vor allem im Falle eines Crashs sehr vorteilhaft. Darüber hinaus kann eine solche Verstärkungsstrebe durch den genannten Aufbau auch sehr gut Zugkräfte aufnehmen. Dies ist wiederum besonders dazu geeignet, vor allem Swellingkräfte beim Ausdehnen eines Zellstapels in Stapelrichtung aufzufangen.The housing component for the high-voltage battery is, as explained in more detail later, preferably a side wall of a module housing of a battery module. A high-voltage battery for a motor vehicle can in particular have several such battery modules. The side walls, which are preferably provided by such a housing component, namely by such a reinforcing strut, preferably represent the side walls of such a module housing running in the direction of a cell stack. A battery module can in turn extend over the entire high-voltage battery in its stacking direction. Several battery modules can be arranged next to one another perpendicular to the stacking direction. This structure makes it possible, for example, to pass compressive forces acting on the high-voltage battery housing in the stacking direction through the high-voltage battery via such reinforcing struts. The battery cells are thus particularly well protected. This is particularly advantageous in the event of a crash. In addition, such a reinforcing strut can also absorb tensile forces very well due to the structure mentioned. This is in turn particularly suitable for absorbing swelling forces when a cell stack expands in the stacking direction.
Durch die Durchgangsöffnung kann zum Beispiel ein Schraubloch bereitgestellt sein, durch welches das Gehäusebauteil mit einem weiteren Gehäusebauteil der Hochvoltbatterie verschraubt werden kann. Außerdem kann die Verstärkungsstrebe auch einen zweiten Endbereich aufweisen, der dem ersten Endbereich bezüglich der ersten Richtung gegenüberliegt, und der genauso ausgebildet sein kann, wie zum ersten Endbereich beschrieben. Mit anderen Worten kann auch dieser einen Lagenaufbau aufweisen, wie dieser nachfolgend noch detaillierter zum ersten Endbereich beschrieben wird. Außerdem kann auch der zweite Endbereich mit mindestens einer solchen Durchgangsöffnung ausgestaltet sein, um auch hierdurch wiederum eine Befestigungsmöglichkeit zur Befestigung des Gehäusebauteils am zweiten Gehäusebauteil oder einem dritten Gehäusebauteil der Hochvoltbatterie bereitzustellen. Damit kann die Verstärkungsstrebe an beiden Endbereichen mit weiteren Gehäusebauteilen der Hochvoltbatterie verbunden werden beziehungsweise an diesen befestigt werden.For example, a screw hole can be provided through the through-opening, through which the housing component can be screwed to another housing component of the high-voltage battery. In addition, the reinforcing strut can also have a second end region, which is opposite the first end region in the first direction and which can be designed in the same way as described for the first end region. In other words, this can also have a layered structure, as is described in more detail below for the first end region. In addition, the second end region can also be designed with at least one such through-opening, in order to again provide a fastening option for fastening the housing component to the second housing component or a third housing component of the high-voltage battery. The reinforcing strut can thus be connected to or fastened to other housing components of the high-voltage battery at both end regions.
Der erste Endbereich umfasst neben einem Ende der Verstärkungsstrebe bezogen auf die erste Richtung auch noch einen sich unmittelbar an dieses Ende anschließenden Bereich. Dieser ist jedoch im Vergleich zum restlichen Bereich der Verstärkungsstrebe kleiner ausgebildet, insbesondere deutlich kleiner. In diesem Bereich befindet sich auch die erste Durchgangsöffnung. In addition to one end of the reinforcing strut in relation to the first direction, the first end region also includes an area immediately adjacent to this end. However, this is smaller than the rest of the reinforcing strut, in particular significantly smaller. The first through-opening is also located in this area.
Der Lagenaufbau der Verstärkungsstrebe kann insbesondere im Endbereich anders sein, als in anderen Bereichen der Verstärkungsstrebe, wie dies nachfolgend ebenfalls näher erläutert wird. Zumindest im ersten Endbereich umfasst also die Verstärkungsstrebe die mindestens eine erste Lage mit den ersten Verstärkungsfasern und die mindestens eine zweite Lage mit den anders ausgerichteten zweiten Verstärkungsfasern. Damit kann gezielt eine deutlich höhere Robustheit der Verstärkungsstrebe im Bereich der ersten Durchgangsöffnung bereitgestellt werden. Ein Ausreißen des Befestigungspunkts im Bereich der Durchgangsöffnung kann damit effizient verhindert werden.The layer structure of the reinforcing strut can be different, particularly in the end region, than in other regions of the reinforcing strut, as will also be explained in more detail below. At least in the first end region, the reinforcing strut comprises at least one first layer with the first reinforcing fibers and at least one second layer with the differently aligned second reinforcing fibers. This makes it possible to specifically provide a significantly higher level of robustness of the reinforcing strut in the region of the first through-opening. This effectively prevents the fastening point in the area of the through-opening from tearing out.
Die Lagen der Verstärkungsstrebe sind darüber hinaus bevorzugt so ausgestaltet, dass diese untereinander ausschließlich über die Kunststoffmatrix miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten sollen die einzelnen in der dritten Richtung übereinander angeordneten Lagen nicht über ihre Verstärkungsfasern miteinander verwoben sein.Furthermore, the layers of the reinforcing strut are preferably designed in such a way that they are connected to one another exclusively via the plastic matrix. In other words, the individual layers arranged one above the other in the third direction should not be interwoven with one another via their reinforcing fibers.
Des Weiteren kann die erste Lage neben den in der ersten Richtung verlaufenden ersten Verstärkungsfasern, d.h. den parallel zur ersten Richtung verlaufenden ersten Verstärkungsfasern, auch noch weitere Verstärkungsfasern aufweisen, die in eine andere Richtung verlaufen, das heißt also nicht parallel zur ersten Richtung. Die erste Lage kann aber auch so ausgebildet sein, dass diese ausschließlich unidirektional verlaufende Verstärkungsfasern aufweist, das heißt, nur die ersten Fasern umfasst, die in der ersten Richtung verlaufen. Ebenso kann die zweite Lage so ausgebildet sein, dass sie neben den zweiten Verstärkungsfasern auch noch weitere Verstärkungsfasern aufweist, die in eine andere Richtung verlaufen als die zweiten Verstärkungsfasern, das heißt also nicht parallel zu den zweiten Verstärkungsfasern verlaufend ausgebildet sind. Die zweite Lage kann aber auch so ausgebildet sein, dass diese ebenfalls ausschließlich unidirektional verlaufende Fasern aufweist, das heißt, ausschließlich die zweiten Verstärkungsfasern, die in der vierten Richtung verlaufen.Furthermore, in addition to the first reinforcing fibers running in the first direction, i.e. the first reinforcing fibers running parallel to the first direction, the first layer can also have further reinforcing fibers that run in a different direction, i.e. not parallel to the first direction. The first layer can also be designed such that it only has unidirectional reinforcing fibers, i.e. only comprises the first fibers that run in the first direction. Likewise, the second layer can be designed such that, in addition to the second reinforcing fibers, it also has further reinforcing fibers that run in a different direction than the second reinforcing fibers, i.e. are not designed to run parallel to the second reinforcing fibers. The second layer can also be designed such that it also only has unidirectional fibers, i.e. only the second reinforcing fibers that run in the fourth direction.
Zudem ist es bevorzugt, dass die Verstärkungsstrebe nicht nur eine erste Lage aufweist, sondern mehrere erste Lagen aufweisen kann, die also jeweils erste Verstärkungsfasern, die parallel zur ersten Richtung verlaufen, aufweisen. Außerdem kann die Verstärkungsstrebe auch mehrere zweite Lagen umfassen, die jeweils zweite Verstärkungsfasern aufweisen, die parallel zur vierten Richtung verlaufen.In addition, it is preferred that the reinforcing strut not only has a first layer, but can have several first layers, each of which has first reinforcing fibers that run parallel to the first direction. In addition, the reinforcing strut can also comprise several second layers, each of which has second reinforcing fibers that run parallel to the fourth direction.
Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Verstärkungsstrebe im ersten Endbereich mindestens eine dritte Lage der mehreren Lagen auf, die dritte Verstärkungsfasern aufweist, die sich nicht parallel zur ersten Richtung und nicht parallel zur vierten Richtung erstrecken. Dadurch kann die Belastbarkeit und Robustheit der Verstärkungsstrebe weiter gesteigert werden.According to a further very advantageous embodiment of the invention, the reinforcing strut in the first end region has at least a third layer of the multiple layers, which has third reinforcing fibers that do not extend parallel to the first direction and not parallel to the fourth direction. This allows the load-bearing capacity and robustness of the reinforcing strut to be further increased.
Dabei ist es zudem besonders vorteilhaft, wenn sich die dritten Verstärkungsfasern parallel zur zweiten Richtung erstrecken und zudem die vierte Richtung einen Winkel zwischen 0° und 90° mit der ersten Richtung, und insbesondere auch mit der zweiten Richtung einschließt, bevorzugt +45° und/oder +45°. Alternativ können auch die zweiten Verstärkungsfasern parallel zur zweiten Richtung erstrecken und die dritten Verstärkungsfasern verlaufen parallel zu einer Richtung, die einen Winkel zwischen 0° und 90° mit der ersten Richtung einschließt, und insbesondere auch mit der zweiten Richtung einschließt, bevorzugt +45° und/oder +45°. Im Folgenden wird zur vereinfachten Beschreibung weiterer Ausführungsbeispiele ohne Beschränkung der Allgemeinheit davon ausgegangen, dass die dritten Verstärkungsfasern parallel zur zweiten Richtung verlaufen. Die dritten Verstärkungsfasern verlaufen also senkrecht zu den ersten Verstärkungsfasern. Hierdurch lässt sich die Stabilität weiter steigern. Zudem kann die Verstärkungsstrebe auch wiederum mehrere dritte Lagen aufweisen. Die dritte Lage kann zudem auch neben den dritten Verstärkungsfasern weitere Verstärkungsfasern aufweisen, die in eine andere Richtung verlaufen als die dritten Verstärkungsfasern, zum Beispiel senkrecht dazu. Die dritte Lage kann aber auch ebenfalls ausschließlich mit unidirektional verlaufenden Verstärkungsfasern ausgebildet sein, das heißt ausschließlich mit den dritten Verstärkungsfasern, die in der zweiten Richtung verlaufen beziehungsweise parallel zur zweiten Richtung ausgerichtet sind.It is also particularly advantageous if the third reinforcing fibers extend parallel to the second direction and the fourth direction also encloses an angle between 0° and 90° with the first direction, and in particular also with the second direction, preferably +45° and/or +45°. Alternatively, the second reinforcing fibers can also extend parallel to the second direction and the third reinforcing fibers run parallel to a direction that encloses an angle between 0° and 90° with the first direction, and in particular also with the second direction, preferably +45° and/or +45°. In the following, for the sake of a simplified description of further exemplary embodiments, without restricting generality, it is assumed that the third reinforcing fibers run parallel to the second direction. The third reinforcing fibers therefore run perpendicular to the first reinforcing fibers. This allows stability to be further increased. In addition, the reinforcing strut can also have several third layers. In addition to the third reinforcing fibers, the third layer can also have further reinforcing fibers that run in a different direction than the third reinforcing fibers, for example perpendicular to them. However, the third layer can also be formed exclusively with unidirectional reinforcing fibers, i.e. exclusively with the third reinforcing fibers that run in the second direction or are aligned parallel to the second direction.
Zudem können die mehreren zweiten Lagen mit den zweiten Verstärkungsfasern wiederum in zwei Untergruppen untergliedert sein, nämlich solche, die zum Beispiel einen Winkel von +45° mit der ersten Richtung einschließen, und solchen, deren Verstärkungsfasern einen Winkel von - 45° mit der ersten Richtung einschließen. Diese beiden Untergruppen weisen also Verstärkungsfasern auf, die zueinander senkrecht sind. Mit anderen Worten sind die Verstärkungsfasern einer ersten Untergruppe der zweiten Lagen senkrecht zu den Verstärkungsfasern der zweiten Untergruppe der zweiten Lagen. Dadurch kann die Robustheit vor allem im Endbereich noch zusätzlich erhöht werden.In addition, the multiple second layers with the second reinforcing fibers can be divided into two subgroups, namely those that, for example, form an angle of +45° with the first direction, and those whose reinforcing fibers form an angle of -45° with the first direction. These two subgroups therefore have reinforcing fibers that are perpendicular to one another. In other words, the reinforcing fibers of a first subgroup of the second layers are perpendicular to the reinforcing fibers of the second subgroup of the second layers. This can further increase the robustness, especially in the end area.
Es kann aber auch nur eine der beiden Untergruppen als zweite Lage vorgesehen sein.However, only one of the two subgroups can be used as the second layer.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Verstärkungsstrebe einen zweiten Endbereich auf, der dem ersten Endbereich bezüglich der ersten Richtung gegenüberliegt und der die Verstärkungsstrebe entgegen der ersten Richtung begrenzt. Dabei weist die Verstärkungsstrebe weiterhin einen zentralen Bereich auf, der bezüglich der ersten Richtung zwischen dem ersten Endbereich und dem zweiten Endbereich angeordnet ist, insbesondere diese beiden Endbereiche verbindend angeordnet ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the reinforcing strut has a second end region which is opposite the first end region with respect to the first direction and which delimits the reinforcing strut opposite to the first direction. The reinforcing strut also has a central region which is arranged between the first end region and the second end region with respect to the first direction, in particular is arranged connecting these two end regions.
Die Verstärkungsstrebe lässt sich also grundsätzlich in diese drei Bereiche gliedern, nämlich den ersten Endbereich, den zweiten Endbereich und den dazwischenliegenden zentralen Bereich.The reinforcement strut can therefore basically be divided into these three areas, namely the first end region, the second end region and the central region in between.
Dabei ist es weiterhin bevorzugt, wenn eine Anzahl der Lagen im zentralen Bereich der Verstärkungsstrebe geringer ist als im ersten Endbereich, und insbesondere auch im zweiten Endbereich. Dies hat den großen Vorteil, dass dadurch weiterhin Gewicht und Bauraum eingespart werden kann. Gerade in den Endbereichen, wo die Befestigungsstellen der Verstärkungsstrebe vorgesehen sind, kann damit gezielt eine höhere Robustheit durch eine höhere Anzahl der Lagen bereitgestellt werden, die zudem parallel zu unterschiedlichen Richtungen verlaufende Verstärkungsfasern aufweisen, um gerade in diesen Bereichen ein Ausreißen der Befestigungsstellen zu verhindern. Im zentralen Bereich kann darüber hinaus nicht nur die Anzahl der Lagen gegenüber den Endbereichen verändert sein, sondern insbesondere auch die Ausgestaltung der Verlaufsrichtung der Fasern dieser Lagen, wie dies später näher erläutert wird. Damit ist es vorteilhafterweise möglich, die einzelnen Bereiche der Verstärkungsstrebe hinsichtlich ihrer Belastbarkeit gezielt an die jeweiligen Anforderungen der jeweiligen Bereiche besonders effizient auszugestalten.It is also preferred if the number of layers in the central region of the reinforcing strut is lower than in the first end region, and in particular also in the second end region. This has the great advantage that it can further save weight and installation space. In the end regions in particular, where the fastening points of the reinforcing strut are provided, a higher level of robustness can be provided in a targeted manner by a higher number of layers, which also have reinforcing fibers running parallel to different directions in order to prevent the fastening points from tearing out in these regions in particular. In the central region, not only the number of layers can be changed compared to the end regions, but also in particular the design of the direction of the fibers of these layers, as will be explained in more detail later. This advantageously makes it possible to design the individual regions of the reinforcing strut in a particularly efficient manner with regard to their load-bearing capacity, specifically to meet the respective requirements of the respective regions.
Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung stellen alle Lagen im zentralen Bereich erste Lagen dar, deren erste Verstärkungsfasern parallel zur ersten Richtung verlaufen, oder im zentralen Bereich ist eine erste Anzahl an ersten Lagen angeordnet und eine zweite Anzahl an vierten Lagen, die vierte Verstärkungsfasern umfassen, die nicht parallel zur ersten Richtung verlaufen, wobei die erste Anzahl größer ist als die zweite Anzahl.In a further very advantageous embodiment of the invention, all layers in the central region represent first layers whose first reinforcing fibers run parallel to the first direction, or a first number of first layers are arranged in the central region and a second number of fourth layers which comprise fourth reinforcing fibers which do not run parallel to the first direction, the first number being greater than the second number.
Mit anderen Worten können entweder im zentralen Bereich ausschließlich erste Lagen vorgesehen sein, das heißt, nur Lagen, deren Verstärkungsfasern parallel zur ersten Richtung verlaufen, oder zumindest zahlenmäßig überwiegend die ersten Lagen, deren Verstärkungsfasern parallel zur ersten Richtung verlaufen. Gerade im zentralen Bereich kann dadurch eine besonders hohe Zug- und/oder Druckfestigkeit in der ersten Richtung bereitgestellt werden. Dies ist für den vorliegenden Anwendungsfall der Verwendung der Verstärkungsstrebe als Gehäusebauteil eines Hochvoltbatteriegehäuses beziehungsweise Modulgehäuses sehr vorteilhaft, um effizient Swellingkräfte aufzunehmen und im Falle eines Crashs Druckkräfte durchleiten zu können. Lagen mit Verstärkungsfasern, die in andere Richtungen verlaufen als in die erste Richtung sind entsprechend im zentralen Bereich nicht erforderlich. Mit anderen Worten müssen die genannten ersten Lagen dann auch keine Verstärkungsfasern umfassen, die in eine andere Richtung als die erste Richtung verlaufen.In other words, either only first layers can be provided in the central region, that is, only layers whose reinforcing fibers run parallel to the first direction, or at least the first layers whose reinforcing fibers run parallel to the first direction predominate in terms of numbers. This can provide a particularly high tensile and/or compressive strength in the first direction, particularly in the central region. This is very advantageous for the present application of using the reinforcing strut as a housing component of a high-voltage battery housing or module housing, in order to be able to efficiently absorb swelling forces and to transmit compressive forces in the event of a crash. Layers with reinforcing fibers that run in directions other than the first direction are accordingly not required in the central region. In other words, the first layers mentioned then do not have to include any reinforcing fibers that run in a direction other than the first direction.
Sehr vorteilhaft ist es dabei zudem, wenn die ersten Lagen, die im zentralen Bereich angeordnet sind, sich durchgehend auch in die Endbereiche der Verstärkungsstrebe, zumindest in den ersten Endbereich und vorzugsweise auch in den zweiten Endbereich, erstrecken. Die anderen genannten Lagen, insbesondere die zweiten und/oder dritten Lagen können optional ausschließlich in den Endbereichen, das heißt zumindest im ersten Endbereich und optional auch im zweiten Endbereich, vorgesehen sein und können auf diese Endbereiche beschränkt sein. Das heißt, die zweiten und/oder dritten Lagen müssen sich nicht notwendigerweise auch in den zentralen Bereich hinein erstrecken. Die zweiten und/oder dritten Lagen können entsprechend in der ersten Richtung deutlich kürzer ausgebildet sein als die ersten Lagen. Optional können auch zusätzlich im ersten und/oder zweiten Endbereich weitere erste Lagen vorgesehen sein, die ebenfalls ausschließlich auf diesen betreffenden Endbereich beschränkt sind, und sich entsprechend nicht in den zentralen Bereich hinein erstrecken. Somit können die Endbereiche durch zusätzliche erste Lagen weiter verstärkt werden.It is also very advantageous if the first layers, which are arranged in the central region, also extend continuously into the end regions of the reinforcing strut, at least into the first end region and preferably also into the second end region. The other layers mentioned, in particular the second and/or third layers, can optionally be provided exclusively in the end regions, i.e. at least in the first end region and optionally also in the second end region, and can be limited to these end regions. This means that the second and/or third layers do not necessarily have to extend into the central region. The second and/or third layers can accordingly be made significantly shorter in the first direction than the first layers. Optionally, additional first layers can also be provided in the first and/or second end region, which are also limited exclusively to this end region in question and accordingly do not extend into the central region. The end regions can thus be further reinforced by additional first layers.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass der zweite Endbereich genauso ausgebildet ist wie der erste Endbereich und zum Beispiel auch die gleiche Anzahl an Lagen umfasst, sowie auch eine gleiche Lagenabfolge.Furthermore, it is preferred that the second end region is designed in the same way as the first end region and, for example, also comprises the same number of layers, as well as the same layer sequence.
Die genannten unterschiedlichen Lagen, das heißt die Lagen, die sich hinsichtlich der Verlaufsrichtung der von Ihnen umfassten Fasern unterscheiden, sind zudem vorzugsweise in einer abwechselnden Reihenfolge in der dritten Richtung angeordnet. Beispielsweise kann in der dritten Richtung auf eine erste Lage eine zweite Lage folgen, dann eine dritte und/oder wieder eine erste Lage, und so weiter. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, wenn bezüglich der dritten Richtung jede zweite Lage bezogen auf die Abfolge eine erste Lage darstellt und zwischen zwei solchen ersten Lagen eine zweite oder dritte Lage angeordnet ist. Dies hat sich als besonders robuste Ausgestaltung der Randbereiche erwiesen.The different layers mentioned, i.e. the layers that differ in terms of the direction of the fibers they encompass, are also preferably arranged in an alternating sequence in the third direction. For example, in the third direction, a first layer can be followed by a second layer, then a third and/or a first layer again, and so on. For example, it can be provided that, with respect to the third direction, every second layer represents a first layer in relation to the sequence and a second or third layer is arranged between two such first layers. This has proven to be a particularly robust design of the edge regions.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Verstärkungsstrebe eine Innenseite und eine Außenseite auf, die sich bezüglich der dritten Richtung gegenüberliegen, wobei die Innenseite eben ausgebildet ist. Dies ist besonders vorteilhaft, da die Verstärkungsstrebe somit besonders nahe an dem Zellstapel des Batteriemoduls, von welchem die Verstärkungsstrebe die Seitenwand des Modulgehäuses bereitstellt, angeordnet werden kann. Mit anderen Worten wird die Verstärkungsstrebe bevorzugt derart als Teil eines Modulgehäuses verwendet, dass die Innenseite dem im Modulgehäuse angeordneten Zellstapel zugewandt ist. Ist diese Innenseite eben ausgebildet, so kann die Verstärkungsstrebe besonders nahe am Zellstapel angeordnet werden und es ergibt sich eine deutlich geringere Lücken zwischen dieser Innenseite und dem Zellstapel, als wenn die Innenseite mit einer Wölbung oder ähnlichem versehen wäre. Dies stellt also eine besonders bauraumsparende und damit bevorzugte Ausgestaltung dar.In a further advantageous embodiment of the invention, the reinforcing strut has an inner side and an outer side which are opposite one another with respect to the third direction, the inner side being flat. This is particularly advantageous because the reinforcing strut can thus be arranged particularly close to the cell stack of the battery module, of which the reinforcing strut provides the side wall of the module housing. In other words, the reinforcing strut is preferably used as part of a module housing in such a way that the inner side corresponds to the cell stack arranged in the module housing. If this inner side is flat, the reinforcing strut can be arranged particularly close to the cell stack and there is a significantly smaller gap between this inner side and the cell stack than if the inner side were provided with a curvature or something similar. This is therefore a particularly space-saving and therefore preferred design.
Grundsätzlich ist es möglich, sowohl die Innenseite als auch die Außenseite eben auszubilden. Da es aber bevorzugt ist, dass im zentralen Bereich der Verstärkungsstrebe weniger Lagen vorgesehen sind als in den Randbereichen der Verstärkungsstrebe, weist die Verstärkungsstrebe also bevorzugt auch in den Randbereichen eine größere Dicke in der dritten Richtung auf als im zentralen Bereich. Entsprechend ist es bevorzugt, diese erhöhte Dicke in den Randbereichen derart zu realisieren, dass die Innenseite der Verstärkungsstrebe dennoch eben ist. Beispielsweise kann die Außenseite in den Randbereichen der Verstärkungsstrebe gegenüber der Außenseite im zentralen Bereich bezogen auf die dritte Richtung erhöht sein, das heißt also zum Beispiel konvex nach außen gewölbt sein.In principle, it is possible to make both the inside and the outside flat. However, since it is preferred that fewer layers are provided in the central region of the reinforcing strut than in the edge regions of the reinforcing strut, the reinforcing strut preferably also has a greater thickness in the third direction in the edge regions than in the central region. Accordingly, it is preferred to realize this increased thickness in the edge regions in such a way that the inside of the reinforcing strut is still flat. For example, the outside in the edge regions of the reinforcing strut can be raised compared to the outside in the central region in relation to the third direction, i.e., for example, it can be convexly curved outwards.
Denkbar ist es aber auch, die Verbreiterung der Verstärkungsstrebe in den Randbereichen symmetrisch bezüglich einer Mittelebene der Verstärkungsstrebe, die senkrecht zur dritten Richtung ausgerichtet ist und zumindest näherungsweise in der Mitte der Verstärkungsstrebe verläuft, auszugestalten. Eine solche symmetrische Ausgestaltung hat zudem auch den Vorteil, dass dies zu einem geringeren Verzug bei der Herstellung der Verstärkungsstrebe, insbesondere beim Trocknen der Kunststoffmatrix, führt.However, it is also conceivable to design the widening of the reinforcing strut in the edge areas symmetrically with respect to a center plane of the reinforcing strut, which is aligned perpendicular to the third direction and runs at least approximately in the middle of the reinforcing strut. Such a symmetrical design also has the advantage that it leads to less distortion during the manufacture of the reinforcing strut, in particular when drying the plastic matrix.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Verstärkungsstrebe bezüglich der dritten Richtung eine Mittelebene aufweist, wobei eine Lagenabfolgen der Lagen in und entgegen der dritten Richtung bezüglich der Mittelebene symmetrisch ist. Die Symmetrie der Lagenabfolge bezieht sich hierbei auf die Verlaufsrichtung der von den einzelnen Lagen umfassten Verstärkungsfasern. Die Lagenabfolge der Lagen soll also hinsichtlich dieser Verlaufsrichtung spiegelsymmetrisch in Bezug auf die Mittelebene ausgebildet sein. Um ein Beispiel zu nennen, kann sich zum Beispiel an diese Mittelebene in der dritten Richtung zunächst eine erste Lage anschließen, dann eine zweite Lage, dann wieder eine erste Lage, dann eine dritte Lage und dann wieder eine erste Lage. Weiterhin kann sich entgegen der dritten Richtung an diese Mittelebene zunächst eine erste Lage anschließen, dann eine zweite Lage, dann wieder eine erste Lage, dann eine dritte Lage und dann wieder eine erste Lage. Die Lagenabfolge ist also dieselbe wie in der dritten Richtung. Damit ist die Lagenabfolge symmetrisch in Bezug auf die Mittelebene. Eine symmetrische Lagenabfolge hat ebenfalls den Vorteil, dass hieraus bei der Herstellung der Verstärkungsstrebe üblicherweise ein deutlich geringerer oder kein Verzug entsteht. Dadurch lässt sich die Verstärkungsstrebe einfacher montieren. Nichts desto weniger kann aber auch ein geringfügiger Verzug tolerierbar sein, zum Beispiel wenn sich die Verstärkungsstrebe bei der Montage ohne Probleme derart verformen lässt, dass dieser Verzug wieder kompensiert werden kann. Unter Umständen kann ein solcher Verzug, das heißt, zum Beispiel eine Krümmung der Verstärkungsstrebe zum Beispiel in oder entgegen der dritten Richtung, sogar von Vorteil sein, um eine gewisse Spannkraft in eine bestimmte Richtung aufzubauen, zum Beispiel in Richtung der Batteriezellen. Dadurch kann auch effizient ein Ausknicken einer solchen Verstärkungsstrebe nach außen bei endseitiger Druckbeaufschlagung selbst bei sehr lang ausgeführter Strebe deutlich effizienter verhindert werden.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the reinforcing strut has a central plane with respect to the third direction, wherein a layer sequence of the layers in and against the third direction is symmetrical with respect to the central plane. The symmetry of the layer sequence relates here to the direction of the reinforcing fibers encompassed by the individual layers. The layer sequence of the layers should therefore be mirror-symmetrical with respect to this direction of travel in relation to the central plane. To give an example, this central plane in the third direction can be followed by a first layer, then a second layer, then again a first layer, then a third layer and then again a first layer. Furthermore, contrary to the third direction, this central plane can be followed by a first layer, then a second layer, then again a first layer, then a third layer and then again a first layer. The layer sequence is therefore the same as in the third direction. The layer sequence is therefore symmetrical with respect to the central plane. A symmetrical layer sequence also has the advantage that this usually results in significantly less or no distortion during the manufacture of the reinforcement strut. This makes it easier to assemble the reinforcement strut. Nevertheless, a slight distortion can also be tolerated, for example if the reinforcement strut can be deformed during assembly without any problems in such a way that this distortion can be compensated for. Under certain circumstances, such a distortion, i.e. a curvature of the reinforcement strut, for example in or against the third direction, can even be advantageous in order to build up a certain tension force in a certain direction, for example in the direction of the battery cells. This also makes it much more effective to prevent such a reinforcement strut from buckling outwards when pressure is applied at the end, even with a very long strut.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Verstärkungsstrebe eine Hülse auf, insbesondere eine Metallhülse, die in der ersten Durchgangsöffnung angeordnet ist, insbesondere wobei die Hülse ohne Bund ausgebildet ist oder mit nur einem Bund ausgebildet ist oder als Doppelbundhülse mit zwei Bünden ausgebildet ist. Durch eine solche Hülse, insbesondere eine Metallhülse, kann die Durchgangsöffnung und damit die Anbindungsstelle zur Anbindung des Gehäusebauteils an ein anderes Bauteil deutlich stabilisiert werden. Ein Ausreißen der Strebe in diesem Bereich kann damit deutlich effizienter verhindert werden. Durch die Hülse ist eine deutlich gleichmäßigere Kraftverteilung bereitgestellt. Gerade bei der Ausführung der Hülse mit einem Bund oder als Doppelbundhülse lässt sich außerdem eine definierte, und nahezu inkomprimierbare Dicke der Strebe im Bereich der Durchgangsöffnung bezogen auf die dritte Richtung bereitstellen und damit zum Beispiel auch harte Schraubfälle realisieren. Gerade Metalle bieten hierfür ein hohes Maß an Stabilität, so dass die Ausführung als Metallhülse bevorzugt ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the reinforcing strut has a sleeve, in particular a metal sleeve, which is arranged in the first through-opening, in particular wherein the sleeve is designed without a collar or is designed with only one collar or is designed as a double-collar sleeve with two collars. By means of such a sleeve, in particular a metal sleeve, the through-opening and thus the connection point for connecting the housing component to another component can be significantly stabilized. Tearing of the strut in this area can thus be prevented much more effectively. The sleeve provides a much more even distribution of force. Especially when the sleeve is designed with a collar or as a double-collar sleeve, a defined and almost incompressible thickness of the strut can be provided in the area of the through-opening in relation to the third direction and thus, for example, hard screw joints can also be realized. Metals in particular offer a high degree of stability for this, so that the design as a metal sleeve is preferred.
Bei einer solchen symmetrischen Ausgestaltung des Lagenaufbaus kann die Strebe im Endbereich sowie auch im zentralen Bereich sowohl eine geradzahlige Anzahl an Lagen umfassen als auch eine ungeradzahlige Anzahl von Lagen. Umfasst die Strebe eine geradzahlige Anzahl von Lagen, so befindet sich die Mittelebene entsprechend in der Mitte zwischen jeweils der Hälfte dieser Lagen. Weist die Strebe also zum Beispiel sechs Lagen auf, so befindet sich die Mittelebene zwischen der 3. und 4. Lage bezogen auf die Position der Lage ausgehend von der Innenseite oder Außenseite. Weist die Strebe dabei dagegen eine ungeradzahlige Anzahl von Lagen auf, so verläuft die Mittelebene in der Ebene der mittleren Lage.With such a symmetrical design of the layer structure, the strut can comprise an even number of layers in the end area as well as an odd number of layers in the central area. If the strut comprises an even number of layers, the middle plane is located in the middle between half of these layers. If the strut has six layers, for example, the middle plane is located between the 3rd and 4th layer in relation to the position of the layer starting from the inside or outside. If, on the other hand, the strut has an odd number of layers, the middle plane is located between the 3rd and 4th layer in relation to the position of the layer starting from the inside or outside. number of layers, the middle plane runs in the plane of the middle layer.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die zwei äußersten Lagen der Verstärkungsstrebe bezogen auf die dritte Richtung ausschließlich als Glasfasern ausgebildete Verstärkungsfasern auf, insbesondere wobei die von den zwei äußersten Lagen verschiedenen Lagen der Verstärkungsstrebe als Glasfasern und/oder Karbonfasern ausgebildete Verstärkungsfasern aufweisen.According to a further advantageous embodiment of the invention, the two outermost layers of the reinforcing strut with respect to the third direction comprise reinforcing fibers formed exclusively as glass fibers, in particular wherein the layers of the reinforcing strut different from the two outermost layers comprise reinforcing fibers formed as glass fibers and/or carbon fibers.
Im Allgemeinen können also die Verstärkungsfasern der Lagen als Glasfasern oder Karbonfasern ausgebildet sein. Beide Faserarten ermöglichen die Ausbildung einer sehr stabilen Strebe. Gerade aber für die äußersten zwei Lagen der Verstärkungsstrebe ist es bevorzugt, die Verstärkungsfasern hier als Glasfasern auszuführen. Dies hat den großen Vorteil, dass dies die Korrosionsbeständigkeit der Strebe erhöht, vor allem im Bereich der Durchgangsöffnung mit der metallischen Hülse. Die Glasfaserlage dient also der Vermeidung von Kontaktkorrosion. Außerdem wird durch diese äußere Glasfaserlage eine elektrische Isolation der Verstärkungsstrebe nach außen hin sichergestellt. Dies ist gerade für Hochvolt-Anwendungen sehr vorteilhaft.In general, the reinforcing fibers of the layers can be made from glass fibers or carbon fibers. Both types of fibers enable the formation of a very stable strut. However, it is preferable to make the reinforcing fibers from glass fibers, especially for the outermost two layers of the reinforcing strut. This has the great advantage that it increases the corrosion resistance of the strut, especially in the area of the through-hole with the metal sleeve. The glass fiber layer therefore serves to prevent contact corrosion. In addition, this outer glass fiber layer ensures that the reinforcing strut is electrically insulated from the outside. This is particularly advantageous for high-voltage applications.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Batteriemodul für eine Hochvoltbatterie, wobei das Batteriemodul ein erfindungsgemäßes Gehäusebauteil oder eine seiner Ausführungsformen aufweist.Furthermore, the invention also relates to a battery module for a high-voltage battery, wherein the battery module has a housing component according to the invention or one of its embodiments.
Die für das erfindungsgemäße Gehäusebauteil und seine Ausführungsformen genannten Vorteile gelten damit in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Batteriemodul. Weiterhin ist es sehr vorteilhaft, wenn das Batteriemodul ein Modulgehäuse umfasst, in welchem ein Zellstapel mit mehreren in einer Stapelrichtung angeordneten Batteriezellen angeordnet sind, wobei das Modulgehäuse zwei erste Gehäusewände aufweist, die das Batteriemodul in und entgegen der Stapelrichtung begrenzen, wobei das Modulgehäuse zwei Seitenwände aufweist, die sich jeweils in Stapelrichtung erstrecken und die beiden ersten Gehäusewände miteinander verbinden, wobei mindestens eine der Seitenwände als das Gehäusebauteil ausgebildet ist. Es ist also sehr vorteilhaft, die genannten Gehäusebauteile als Seitenwände eines solchen Modulgehäuses auszuführen. Die Stapelrichtungen können zur ersten Richtung korrespondieren. Bezogen auf eine bestimmungsgemäße Einbaulage in einem Kraftfahrzeug kann dann zum Beispiel die zweite Richtung zu einer Fahrzeughochrichtung korrespondieren und die erste Richtung zu einer Fahrzeugquerrichtung oder einer Fahrzeuglängsrichtung. Bevorzugt korrespondiert hierbei die erste Richtung zu einer Fahrzeuglängsrichtung.The advantages mentioned for the housing component according to the invention and its embodiments therefore apply in the same way to the battery module according to the invention. Furthermore, it is very advantageous if the battery module comprises a module housing in which a cell stack with several battery cells arranged in a stacking direction is arranged, wherein the module housing has two first housing walls that delimit the battery module in and against the stacking direction, wherein the module housing has two side walls that each extend in the stacking direction and connect the two first housing walls to one another, wherein at least one of the side walls is designed as the housing component. It is therefore very advantageous to design the housing components mentioned as side walls of such a module housing. The stacking directions can correspond to the first direction. In relation to a proper installation position in a motor vehicle, the second direction can then, for example, correspond to a vehicle vertical direction and the first direction to a vehicle transverse direction or a vehicle longitudinal direction. Preferably, the first direction corresponds to a vehicle longitudinal direction.
Das Modulgehäuse kann auch als Rahmen ausgeführt sein und benötigt entsprechend kein separates Ober- und Unterteil. Ein Gehäuseboden beziehungsweise Gehäusedeckel kann zum Beispiel als gemeinsamer Boden und Deckel für eine Mehrzahl solcher Batteriemodule bereitgestellt sein, zum Beispiel durch ein Gesamt-Batteriegehäuse. In einem solchen Batteriegehäuse können zur Bildung einer Hochvoltbatterie also beispielsweise mehrere erfindungsgemäße Batteriemodule oder Batteriemodule gemäß Ausführungsformen der Erfindung angeordnet sein.The module housing can also be designed as a frame and accordingly does not require a separate upper and lower part. A housing base or housing cover can, for example, be provided as a common base and cover for a plurality of such battery modules, for example by means of an overall battery housing. In such a battery housing, for example, several battery modules according to the invention or battery modules according to embodiments of the invention can be arranged to form a high-voltage battery.
Entsprechend gehört zur Erfindung auch eine Hochvoltbatterie, die ein erfindungsgemäßes Batteriemodul oder eine seiner Ausgestaltungen aufweist. Des Weiteren soll auch ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Batteriemodul beziehungsweise einer solchen Hochvoltbatterie als zur Erfindung gehörend angesehen werden.Accordingly, the invention also includes a high-voltage battery that has a battery module according to the invention or one of its embodiments. Furthermore, a motor vehicle with such a battery module or such a high-voltage battery should also be considered to be part of the invention.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäusebauteils zur Aufnahme von zumindest Zug- und/oder Druckbelastungen in einer ersten Richtung für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Grundkörper des Gehäusebauteils bereitgestellt wird, der eine Länge in der ersten Richtung aufweist, eine Breite in einer zweiten Richtung und eine Dicke in einer dritten Richtung. Weiterhin weist der Grundkörper einen ersten Endbereich auf, der den Grundkörper in der ersten Richtung begrenzt, wobei der Grundkörper zumindest im ersten Endbereich mit einer den Grundkörper in der dritten Richtung durchdringenden Durchgangsöffnung zur Befestigung des Gehäusebauteils an einem zweiten Gehäusebauteil der Hochvoltbatterie ausgebildet wird. Dabei wird das Gehäusebauteil als eine Verstärkungsstrebe ausgebildet, indem zur Bereitstellung des Grundkörpers in der dritten Richtung mehrere Lagen mit Verstärkungsfasern übereinander angeordnet werden, die durch eine Kunststoffmatrix miteinander verbunden werden, wobei mindestens eine erste Lage der mehreren Lagen im ersten Endbereich mehrere erste Verstärkungsfasern umfasst, die sich parallel zur ersten Richtung erstrecken, wobei mindestens eine zweite Lage der mehreren Lagen im ersten Endbereich mehrere zweite Verstärkungsfasern umfasst, die sich in einer vierten Richtung erstrecken, die nicht parallel zur ersten Richtung ist, und wobei die Durchgangsöffnung derart ausgebildet wird, dass diese die mindestens eine erste und die mindestens eine zweite Lage in der dritten Richtung durchdringt.Furthermore, the invention also relates to a method for producing a housing component for absorbing at least tensile and/or compressive loads in a first direction for a high-voltage battery of a motor vehicle, wherein a base body of the housing component is provided which has a length in the first direction, a width in a second direction and a thickness in a third direction. Furthermore, the base body has a first end region which delimits the base body in the first direction, wherein the base body is formed at least in the first end region with a through opening penetrating the base body in the third direction for fastening the housing component to a second housing component of the high-voltage battery. The housing component is designed as a reinforcing strut in that, in order to provide the base body in the third direction, several layers with reinforcing fibers are arranged one above the other, which are connected to one another by a plastic matrix, wherein at least one first layer of the several layers in the first end region comprises several first reinforcing fibers that extend parallel to the first direction, wherein at least one second layer of the several layers in the first end region comprises several second reinforcing fibers that extend in a fourth direction that is not parallel to the first direction, and wherein the through-opening is formed such that it penetrates the at least one first and the at least one second layer in the third direction.
Auch hier gelten in Bezug auf das erfindungsgemäße Gehäusebauteil und seine Ausführungsformen beschriebenen Vorteile in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Verfahren.Here too, the advantages described with regard to the housing component according to the invention and its embodiments apply equally to the method according to the invention.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gehäusebauteils beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes further developments of the method according to the invention which have features as have already been described in connection with the further developments of the housing component according to the invention. For this reason, the corresponding further developments of the method according to the invention are not described again here.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes combinations of the features of the described embodiments. The invention therefore also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, provided that the embodiments have not been described as mutually exclusive.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Batteriemoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 eine schematische Darstellung eines Teils einer Seitenwand des Batteriemoduls aus1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
3 eine schematische Darstellung des Teils der Seitenwand aus2 in einer Querschnittsdarstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
4 eine schematische Darstellung eines Endbereichs einer Seitenwand für ein Modulgehäuse gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
5 eine schematische Darstellung eines Endbereichs einer Seitenwand für ein Modulgehäuse gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; und -
6 eine schematische Darstellung eines Endbereichs einer Seitenwand für ein Modulgehäuse gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 a schematic representation of a battery module according to an embodiment of the invention; -
2 a schematic representation of a part of a side wall of thebattery module 1 according to an embodiment of the invention; -
3 a schematic representation of the part of the side wall from2 in a cross-sectional view according to an embodiment of the invention; -
4 a schematic representation of an end region of a side wall for a module housing according to an embodiment of the invention; -
5 a schematic representation of an end region of a side wall for a module housing according to a further embodiment of the invention; and -
6 a schematic representation of an end region of a side wall for a module housing according to a further embodiment of the invention.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the components of the embodiments described each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and which also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure should also include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by other features of the invention already described.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, identical reference symbols designate functionally identical elements.
Das Modulgehäuse 12 ist wiederum mehrteilig ausgeführt. Dieses umfasst zwei erste Seitenwände 18, die auch als Endplatten bezeichnet werden können. Diese ersten Seitenwände 18 begrenzen den Zellstapel 16 in und entgegen der Stapelrichtung S. Weiterhin umfasst das Modulgehäuse 12 zwei Seitenwände 20, die die Endplatten 18 miteinander verbinden und sich bezüglich der dargestellten y-Richtung, die senkrecht zur Stapelrichtung S ist, gegenüberliegen. Die Seitenwände 20 können dabei an den Endplatten 18 befestigt sein. Jede Seitenwand 20 weist dabei eine Länge I in x-Richtung auf und lässt sich weiterhin in x-Richtung in drei Bereiche gliedern, nämlich einen ersten Endbereich E1, einen bezüglich der x-Richtung gegenüberliegenden zweiten Endbereich E2 und einen zwischen dem ersten und zweiten Endbereich E1, E2 angeordneten zentralen Bereich Z.The module housing 12 is again designed in several parts. This comprises two
Die jeweiligen Seitenwände 20 sind in vorteilhafter Weise jeweils als mehrlagige, faserverstärkte Verstärkungsstreben 22 ausgebildet. Insbesondere können diese Verstärkungsstreben 22 dabei als Zug-Druck-Streben ausgeführt sein, die dazu ausgelegt sind, Zug- und Druckkräfte, insbesondere in und entgegen x-Richtung, aufzunehmen.The respective side walls 20 are advantageously designed as multi-layer, fiber-reinforced reinforcing struts 22. In particular, these reinforcing struts 22 can be designed as tension-compression struts that are designed to absorb tensile and compressive forces, in particular in and against the x-direction.
Außerdem sind die Seitenwände 20 wie bereits erwähnt an den Endplatten 18 befestigt. Die Befestigung an den Endplatten 18 erfolgt dabei über die jeweiligen Endbereiche E1, E2. Bevorzugt ist diese Befestigung über eine Verschraubung ausgeführt. Zu diesem Zweck können in den jeweiligen Endbereichen E1, E2 Durchgangsöffnungen 24 (vgl.
Bei der Seitenwand, die als eine Verstärkungsstrebe 22 ausgebildet ist, muss es sich nicht notwendigerweise um die Seitenwand 20 eines Modulgehäuses 12 handeln, sondern es kann sich beispielsweise auch um eine Seitenwand eines Gesamt-Batteriegehäuses handeln oder um eine Trennwand zwischen einzelnen Aufnahmebereichen innerhalb eines solchen Gesamt-Batteriegehäuses. Die Ausbildung als die Seitenwand 20 eines Modulgehäuses 12 ist jedoch bevorzugt.The side wall, which is designed as a reinforcing strut 22, does not necessarily have to be the side wall 20 of a module housing 12, but can also be, for example, a side wall of an overall battery housing or a partition wall between individual receiving areas within such an overall battery housing. However, the design as the side wall 20 of a module housing 12 is preferred.
Weiterhin sind diese Lagen L über eine Kunststoffmatrix 26 miteinander verbunden beziehungsweise in eine solche Kunststoffmatrix 26 eingebettet. Bei den Verstärkungsfasern V dieser Lagen L kann es sich zum Beispiel um Karbonfasern und/oder Glasfasern handeln. Um gerade in x-Richtung eine hohe Zug- und/oder Druckfestigkeit zu erreichen, ist es bevorzugt, dass diese Lagen L Verstärkungsfasern V aufweisen, die zumindest teilweise in x-Richtung verlaufen. Mit anderen Worten soll mindestens ein Teil dieser Verstärkungsfasern V parallel zur x-Richtung ausgerichtet sein.Furthermore, these layers L are connected to one another via a
Die einzelnen Lagen L erstrecken sich dabei im Wesentlichen parallel zur x-z-Ebene. Entsprechend verlaufen auch die einzelnen Verstärkungsfasern V alle im Wesentlichen innerhalb einer Ebene, die parallel zu dieser x-z-Ebene ist. Die Verstärkungsfasern V erstrecken sich also nicht in y-Richtung und/oder die einzelnen Lagen L sind ausschließlich über die Kunststoffmatrix 26 miteinander verbunden.The individual layers L extend essentially parallel to the x-z plane. Accordingly, the individual reinforcing fibers V also all run essentially within a plane that is parallel to this x-z plane. The reinforcing fibers V therefore do not extend in the y direction and/or the individual layers L are connected to one another exclusively via the
Wären allerdings alle Verstärkungsfasern ausschließlich parallel zur x-Richtung ausgerichtet, so könnte gerade im Bereich der Befestigungsstelle, die durch die Durchgangsöffnung 24 bereitgestellt ist, keine hohe Zugfestigkeit bereitgestellt werden, da hier ein bestimmter Teil 28 dieser Lagen nur noch über die Matrix 26 untereinander verbunden wäre, da die Durchgangsöffnung 24 die in x-Richtung verlaufenden Fasern durchtrennen würde. Die Erfindung und ihre Ausgestaltungen ermöglicht es nun in vorteilhafter Weise, diese Strebe 22 gerade im Endbereich E1 mit einer verbesserten Zugfestigkeit auszubilden, wie dies nachfolgend näher erläutert wird.However, if all reinforcing fibers were aligned exclusively parallel to the x-direction, high tensile strength could not be provided in the area of the fastening point provided by the through-
In diesem Beispiel ist im Bereich der Durchgangsöffnung 24, insbesondere innerhalb dieser Durchgangsöffnung 24 eine Metallhülse 30 angeordnet. Diese ist in diesem Beispiel mit einem einseitigen Bund 32 ausgestaltet.In this example, a
Die Strebe 22 ist nun vorteilhafterweise im ersten Endbereich E1 anders ausgebildet als beispielsweise im zentralen Bereich Z. Diese Unterschiede können sich sowohl auf den Lagenaufbau der Lagen L beziehen, als auch auf deren Anzahl in y-Richtung. Außerdem sind zumindest im ersten Endbereich E1 Lagen L vorgesehen, die Verstärkungsfasern V umfassen, die nicht parallel zur dargestellten x-Richtung sind, sondern zum Beispiel einen 45°-Winkel und/oder 90°-Winkel mit der x-Richtung einschließen. Besonders vorteilhafte Lagenabfolgen werden nun nachfolgend exemplarisch näher erläutert. Gerade die Lagen L im zentralen Bereich Z können nahezu ausschließlich oder ausschließlich mit in x-Richtung verlaufenden Verstärkungsfasern V ausgebildet sein. Dies ist sehr vorteilhaft, da dann der zentrale Bereich Z auf Zug- und Druckbelastungen in und entgegen x-Richtung ausgelegt werden kann. Eine Verstärkung bezüglich der Befestigung ist damit lediglich im Endbereich E1 und vorzugsweise im korrespondierend gegenüberliegenden Endbereich E2 umgesetzt. Hier kommen in den Endbereichen E1, E2 entsprechend auch Lagen L zum Einsatz, die nicht parallel zur x-Richtung sind.The strut 22 is now advantageously designed differently in the first end region E1 than, for example, in the central region Z. These differences can relate both to the layer structure of the layers L and to their number in the y-direction. In addition, at least in the first end region E1, layers L are provided which comprise reinforcing fibers V which are not parallel to the x-direction shown, but for example enclose a 45° angle and/or 90° angle with the x-direction. Particularly advantageous layer sequences are now explained in more detail below by way of example. The layers L in the central region Z in particular can be designed almost exclusively or exclusively with reinforcing fibers V running in the x-direction. This is very advantageous because the central region Z can then be subjected to tensile and compressive loads. in and against the x-direction. Reinforcement with regard to the fastening is thus only implemented in the end area E1 and preferably in the corresponding opposite end area E2. Here, layers L that are not parallel to the x-direction are also used in the end areas E1, E2.
Im Allgemeinen umfasst die Strebe 22 bevorzugt erste Lagen L1 mit ersten Verstärkungsfasern V1, die parallel zur x-Richtung ausgerichtet sind, also in Stapelrichtung S bezogen auf die bestimmungsgemäße Einbaulage der Seitenwand 20 in Bezug auf den Zellstapel 16.In general, the strut 22 preferably comprises first layers L1 with first reinforcing fibers V1, which are aligned parallel to the x-direction, i.e. in the stacking direction S relative to the intended installation position of the side wall 20 with respect to the
Weiterhin umfasst die Strebe 22 mindestens eine zweite Lage L2 mit zweiten Verstärkungsfasern V2, die um + 45° oder - 45° gegenüber der x-Richtung geneigt sind und die ebenfalls in der x-z-Ebene verlaufen.Furthermore, the strut 22 comprises at least a second layer L2 with second reinforcing fibers V2, which are inclined by + 45° or - 45° with respect to the x-direction and which also run in the x-z plane.
Weiterhin umfasst die Strebe 22 mindestens eine dritte Lage L3 mit dritten Verstärkungsfasern V3, die parallel zur dargestellten z-Richtung verlaufen. In dem in
Im Übrigen kann auch der zweite Endbereich E2 so ausgebildet sein, wie zum ersten Endbereich E1 beschrieben.Furthermore, the second end region E2 can also be designed as described for the first end region E1.
Außerdem weist jede Strebe 22 eine Innenseite 22a und eine Außenseite 22b auf, wobei die Innenseite 22a dem Zellmodul, nämlich dem Zellstapel 16, zugewandt ist, und die Außenseite 22b dem Zellstapel 16 abgewandt ist (vgl. auch
Alle ersten Lagen L1 können dabei optional als durchgehende Lagen ausgeführt, die sich also über die gesamte Länge der Strebe 22 hinweg erstrecken, das heißt über den zentralen Bereich Z einschließlich der beiden daran angrenzenden Endbereiche E1, E2. Die übrigen Lagen L2, L3 können auf den ersten Endbereich E1 beschränkt sein und im zweiten Endbereich E2 können korrespondierende Lagenabfolgen umgesetzt sein. Manche der ersten Lagen, insbesondere in diesem Beispiel eine erste Lage L1, ist jedoch ebenfalls nur auf den ersten Bereich E1 beschränkt und kann in korrespondierender Weise im zweiten Endbereich E2 vorgesehen sein, erstreckt sich jedoch nicht in den zentralen Bereich Z. Auch in diesem Beispiel ist wiederum die Innenseite 22a eben ausgeführt.All first layers L1 can optionally be designed as continuous layers, which therefore extend over the entire length of the strut 22, i.e. over the central region Z including the two adjoining end regions E1, E2. The remaining layers L2, L3 can be limited to the first end region E1 and corresponding layer sequences can be implemented in the second end region E2. However, some of the first layers, in particular a first layer L1 in this example, is also only limited to the first region E1 and can be provided in a corresponding manner in the second end region E2, but does not extend into the central region Z. In this example, too, the
Weiterhin ist es sehr vorteilhaft, wenn die beiden äußersten Lagen LA in Bezug auf y-Richtung als Glasfaserlagen ausgebildet sind. Die Faserrichtung kann dabei grundsätzlich in jede beliebige Richtung weisen, vorzugsweise in x-Richtung. Eine solche Glasfaserlage LA auf beiden Seiten, insbesondere zur Bereitstellung der Innenseite 22a und der Außenseite 22b, hat den Vorteil der Vermeidung der Kontaktkorrosion und der elektrischen Isolation der Strebe 22 nach außen.Furthermore, it is very advantageous if the two outermost layers LA are designed as glass fiber layers in relation to the y-direction. The fiber direction can basically point in any direction, preferably in the x-direction. Such a glass fiber layer LA on both sides, in particular for providing the
Diese äußeren Glasfaserschichten LA sind zudem auch exemplarisch im Beispiel in
Wie in
Bei derart großen Längen ist es zudem vorteilhaft, wenn zudem ein Mechanismus vorgesehen ist, um ein Ausknicken der Streben 22 nach außen, das heißt weg von den Zellen 14, zu verhindern, vor allem im Falle einer Druckbeaufschlagung in oder entgegen x-Richtung. Derartige Mechanismen können durch Führungen, Schellen oder auch durch eine geometrische Steifigkeit der Streben 22 selbst bereitgestellt sein. Beispielsweise können die Streben 22 in ihrem Verlauf in x-Richtung durch Führungen geführt sein beziehungsweise kann das Batteriemodul 10 zum Beispiel durch eine Art Band umwickelt sein, welches das Modul 10 senkrecht zur Stapelrichtung S umläuft. Es können auch mehrere solcher Bänder vorgesehen sein. Diese können in x-Richtung zueinander beabstandet angeordnet sein. Dadurch können die Seitenwände 22 zuverlässig am Modul 10 beziehungsweise am Zellstapel 16 gehalten werden und ein Ausknicken vermieden werden. Zur Bereitstellung einer geometrischen Steifigkeit kann die Strebe 22 mit einem entsprechenden Querschnitt senkrecht zur x-Richtung ausgebildet sein. Eine solche Querschnittsgeometrie ist dann bevorzugt von einer rechteckigen Geometrie verschieden. Beispielsweise kann die Strebe in diesem Querschnitt senkrecht zur x-Richtung mit einem L-förmigen Querschnitt oder C-förmigen Querschnitt ausgebildet sein. Hierdurch wird die Steifigkeit vor allem in Bezug auf Druckbeaufschlagungen bezüglich der x-Richtung deutlich erhöht. Eine derartige Geometrie kann erreicht werden, indem der Lagenverbund an den Enden der Streben bezogen auf die z-Richtung entsprechend umgeformt wird, zum Beispiel umgebogen oder umgeknickt oder ähnliches.With such long lengths, it is also advantageous if a mechanism is also provided to prevent the struts 22 from buckling outwards, i.e. away from the
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Zug-Druck-Strebe in der Hochvoltbatterie beziehungsweise am Batteriemodul bereitgestellt werden kann.Overall, the examples show how the invention can be used to provide a tension-compression strut in the high-voltage battery or on the battery module.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 202021105082 U1 [0004]DE 202021105082 U1 [0004]
- WO 2007061586 A1 [0005]WO 2007061586 A1 [0005]
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