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DE102014212540A1 - Fahrzeug mit verbesserter Batterieabschirmung - Google Patents

Fahrzeug mit verbesserter Batterieabschirmung Download PDF

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DE102014212540A1
DE102014212540A1 DE102014212540.5A DE102014212540A DE102014212540A1 DE 102014212540 A1 DE102014212540 A1 DE 102014212540A1 DE 102014212540 A DE102014212540 A DE 102014212540A DE 102014212540 A1 DE102014212540 A1 DE 102014212540A1
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, umfassend eine Karosserie (2), und eine Batterie (3) mit Energiespeichereinrichtungen (31) und einem Gehäuse (32), welches die Energiespeichereinrichtungen (31) zumindest teilweise umgibt, wobei ein Karosseriebereich (21) der Karosserie (2) einen Teil des Gehäuses der Batterie (3) bildet, wobei der Karosseriebereich (21) aus einem elektrischen leitfähigen Material hergestellt ist oder elektrisch leitfähiges Material umfasst, um eine Abschirmung des Fahrzeugs gegenüber elektrischen und/oder magnetischen Feldern bereitzustellen.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Batterie mit einer verbesserten Abschirmung von elektrischen und/oder magnetischen Feldern.
  • Batterien aufweisende Fahrzeuge werden in jüngster verstärkt beispielsweise in Form von Elektrofahrzeugen und/oder als Hybrid-Fahrzeuge am Markt angeboten. Ein Problemkreis derartiger Fahrzeuge ist dabei eine elektromagnetische Verträglichkeit derartiger Batterien. Aufgrund von hohen elektrischen Strömen im Hauptstromkreis und z.B. der Verwendung von Invertern liegt ein hohes elektromagnetisches Störungspotential derartiger Batterien vor. Von daher müssen derartige Batterien abgeschirmt werden. Hierzu werden normalerweise die Batterie und/oder der Inverter in einem metallischen Gehäuse verbaut, um elektrische und/oder magnetische Störungen von anderen elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen des Fahrzeugs zu vermeiden. Hierdurch entstehen jedoch zusätzliche Kosten bei den abgeschirmten Gehäusen sowie ein zusätzliches Gewicht derartiger Batterieanordnungen. Aus der CN 203237020 U ist ferner ein elektrisches Fahrzeug mit einer austauschbaren Batterie bekannt, wobei die Batterien in einem Bodenbereich des Fahrzeugs angeordnet ist. Dabei ist ein Gehäuse der Batterie mit einer Karosserie des Fahrzeugs in mechanischer Weise verbunden. Zum schnellen Austausch der Batterie sind dabei abnehmbare Abdeckplatten vorgesehen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine Batterie in kostengünstiger Weise elektrisch und/oder magnetisch abgeschirmt werden kann. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Idee sehr kompakt realisiert werden, so dass die Batterie in geschickter Weise an einem Karosseriebereich einer Karosserie des Fahrzeugs angeordnet werden kann, wobei eine optimale elektromagnetische Abschirmung möglich ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass ein Karosseriebereich der Karosserie einen Teil des Gehäuses der Batterie bildet. Der Karosseriebereich, der den Teil des Gehäuses der Batterie bildet, ist dabei aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt. Dadurch wird eine elektromagnetische Abschirmung der Batterie gegenüber dem Rest des Fahrzeugs mittels des Karosseriebereichs erreicht. Dadurch kann ein Teil des Gehäuses der Batterie eingespart werden, was zu Bauraumvorteilen sowie zu einer Reduzierung des Gewichts führt.
  • Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Vorzugsweise bildet der abschirmende Karosseriebereich der Karosserie einen Deckel des Gehäuses.
  • Weiter bevorzugt bildet der abschirmende Karosseriebereich einen Boden des Gehäuses.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bildet der abschirmende Karosseriebereich eine oder mehrere Wände des Gehäuses.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der abschirmende Karosseriebereich Teil eines Unterbodens des Fahrzeugs. Dadurch kann die Batterie im Unterbodenbereich des Fahrzeugs angeordnet werden, so dass insbesondere ein tiefer Schwerpunkt des Fahrzeugs möglich wird.
  • Weiter bevorzugt weist die Karosserie eine Ausnehmung auf, in welcher die Batterie zumindest teilweisen, bevorzugt vollständig, angeordnet ist. Dadurch kann eine kompakte und platzsparende Anordnung der Batterie ermöglicht werden.
  • Besonders bevorzugt umfasst das Gehäuse der Batterie ein elektrisch leitfähiges Material zur Abschirmung von elektrischen und/oder magnetischen Feldern.
  • Hierdurch wird eine vollständige Abschirmung der Batterie möglich. Es sei angemerkt, dass das Gehäuse nicht zwingend ein elektrisch leitfähiges Material umfassen muss, wenn beispielsweise der elektrisch leitfähige Karosseriebereich einen Deckel des Batteriegehäuses bildet und die Batterie im Unterboden des Fahrzeugs angeordnet ist, so dass das Fahrzeug gegenüber der Batterie abgeschirmt ist. Die Batterie kann dabei beispielsweise von einer Unterseite des Fahrzeugs an der Karosserie fixiert werden.
  • Um eine besonders gute elektrische und/oder magnetische Abschirmung zu erreichen, weist das Fahrzeug zwischen dem abschirmenden Karosseriebereich und dem restlichen Gehäuse der Batterie vorzugsweise eine umlaufend geschlossene, elektrisch leitfähige Verbindung auf. Die Verbindung ist besonders bevorzugt niederohmig ausgeführt, um einen möglichst kleinen elektrischen Widerstand zu bieten. Diese niederohmige Verbindung bietet einen erheblichen Sicherheitsvorteil, selbst wenn beispielsweise ein Isolationsfehler an der Batterie vorliegen sollte und eine Person die Batterie an verschiedenen Stellen anfasst, da diese Person keinen elektrischen Schlag bekommt, da der Strom durch das Gehäuse abgeleitet wird und nicht durch den Körper der Person strömt.
  • Besonders bevorzugt ist dabei die Verbindung zwischen dem abschirmenden Karosseriebereich und dem Gehäuse mittels metallischen Federkontakten realisiert oder alternativ durch eine stoffschlüssige, elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem abschirmenden Karosseriebereich und dem Gehäuse.
  • Weiter bevorzugt ist ein Inverter vorgesehen, welcher mit der Batterie des Fahrzeugs verbunden ist, wobei der Inverter ebenfalls zumindest teilweise von einem Karosseriebereich abgeschirmt ist. Hierdurch kann auf eine zusätzliche Abschirmung des Inverters ebenfalls verzichtet werden.
  • Zeichnung
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
  • 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welche einen Montagevorgang der Batterie an einer Fahrzeugkarossiere darstellt;
  • 2 eine schematische Darstellung des Fahrzeugs von 1 mit montierter Batterie, und
  • 3 eine schematische Teilausschnittsansicht einer Fahrzeugkarosserie gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ein Fahrzeug 1 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst das erfindungsgemäße Fahrzeug 1 eine Karosserie 2 und eine Batterie 3.
  • Erfindungsgemäß werden unter dem Begriff „Karosserie“ die Bauteile des Fahrzeugs verstanden, welche den äußeren Umfang des Fahrzeugs definieren. Hierbei gehört beispielsweise auch ein Unterboden 20 zur Karosserie 2.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, weist der Unterboden 20 eine Ausnehmung 22 auf. Die Ausnehmung 22 ist im Wesentlichen quaderförmig und dient zur Aufnahme einer Batterie 3 (vgl. 2).
  • Die Batterie 3 umfasst, wie aus 1 ersichtlich ist, eine Vielzahl von Energiespeichereinrichtungen 31, z.B. Batteriezellen oder Batteriemodule, und ein Batteriegehäuse 32. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Batteriegehäuse 32 eine Bodenplatte 33, auf welcher die Energiespeichereinrichtungen 31 angeordnet sind. Diese können beispielsweise mittels Verschrauben auf der Bodenplatte 33 fixiert werden.
  • Die weiteren Teile des Gehäuses 32 der Batterie 3 werden durch die Karosserie 2 bereitgestellt. Wie insbesondere im montierten Zustand von 2 ersichtlich ist, bilden die Ausnehmung 22 die restlichen Gehäuseteile des Gehäuses 32 der Batterie 3. Genauer umfasst der Unterboden 20 der Karosserie einen abschirmenden Karosseriebereich 21, welcher durch die Ausnehmung 22 definiert ist. Der abschirmende Karosseriebereich 21 umfasst einen Deckel 23 des Gehäuses, eine erste Wand 24, eine zweite Wand 25 und eine dritte Wand 26. Eine vierte Wand ist in 1 nicht dargestellt, jedoch auch vorhanden. Die Wände 24, 25, 26 stehen dabei im Wesentlichen senkrecht zum Deckel 23 und weisen Abmessungen auf, so dass die Batterie 3 vollständig in die Ausnehmung 22 eingefügt werden kann.
  • Hierbei ist zwischen der Bodenplatte 33 der Batterie 3 und den Wandbereichen 24, 25, 26 eine umlaufende Verbindung 4 vorgesehen. Die Verbindung 4 ist elektrisch leitfähig.
  • Die Bodenplatte 33 der Batterie 3 ist ebenfalls aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt oder alternativ umfasst ein elektrisch leitfähiges Material, welches flächig in der Bodenplatte 33 angeordnet ist und z.B. von einem Kunststoffmaterial oder dgl. umhüllt sein kann. In gleicher Weise sind die Wände und der Deckel 23 der Ausnehmung 22 entweder aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt oder umfassen alternativ ein elektrisch leitfähiges Material, welches flächig in den Wänden bzw. im Deckel vorgesehen ist.
  • Durch dieses flächige Vorsehen von elektrisch leitfähigem Material wird eine elektrisch und/oder magnetische Abschirmung der Batterie 3 gegenüber dem Rest des Fahrzeugs 1 erreicht.
  • Hierbei sei angemerkt, dass die Bodenplatte 33 nicht zwingend aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sein muss bzw. ein elektrisch leitfähiges Material umfassen muss, da eine zur Straßenoberfläche gerichtete elektrische und/oder magnetische Strahlung keinen negativen elektromagnetischen Einfluss auf Bauteile des Fahrzeugs hat. Für eine vollständige Abschirmung ist jedoch bevorzugt auch die Bodenplatte 33 mit einer abschirmenden Wirkung ausgestattet.
  • Somit muss erfindungsgemäß die Batterie 3 kein vollständig umlaufendes Gehäuse aufweisen, sondern Teilbereiche des Gehäuses der Batterie werden durch die Karosserie bereitgestellt. Hierbei ist ein abschirmender Karosseriebereich 21 vorgesehen, um die elektromagnetische Verträglichkeit der Batterie zu verbessern.
  • Somit kann erfindungsgemäß auch beispielsweise bei einem Isolationsfehler der Batterie 3 eine Person die Batterie an verschiedenen Stellen berühren, ohne dass die Person einen elektrischen Schlag bekommt, weil der Strom durch das Gehäuse der Batterie 3 und nicht durch den Körper fließt. Da das Gehäuse der Batterie erfindungsgemäß mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden ist und die Verbindung elektrisch leitfähig ist, ist praktisch auszuschließen, dass zwei Bereiche am Gehäuse bzw. der Karosserie auf unterschiedlichen elektrischen Potentialen sind. Dadurch sind Personen auch im Fehlerfall der Batterie vor Stromschlägen geschützt.
  • 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei neben der Batterie 3 zusätzlich noch ein Inverter 5 in der Ausnehmung 22 in der Karosserie 2 des Fahrzeugs angeordnet ist. Hierdurch kann insbesondere auf eine separate Abschirmung des Inverters 5 gegenüber elektrischen und/oder magnetischen Feldern sowie von Leitungen 6, 7, welche die Batterie 3 mit dem Inverter 5 verbinden, verzichtet werden. Der Inverter 5 ist gemeinsam mit der Batterie 3 auf der Bodenplatte 33 montiert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • CN 203237020 U [0002]

Claims (11)

  1. Fahrzeug, umfassend: – eine Karosserie (2), und – eine Batterie (3) mit Energiespeichereinrichtungen (31) und einem Gehäuse (32), welches die Energiespeichereinrichtungen (31) zumindest teilweise umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Karosseriebereich (21) der Karosserie (2) einen Teil des Gehäuses der Batterie (3) bildet, – wobei der Karosseriebereich (21) aus einem elektrischen leitfähigen Material hergestellt ist oder elektrisch leitfähiges Material umfasst, um eine Abschirmung des Fahrzeugs gegenüber elektrischen und/oder magnetischen Feldern bereitzustellen.
  2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der abschirmende Karosseriebereich (21) einen Deckel des Gehäuses bildet.
  3. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der abschirmende Karosseriebereich (21) einen Boden des Gehäuses bildet.
  4. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der abschirmende Karosseriebereich Wände (24, 25, 26) des Gehäuses bildet.
  5. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der abschirmende Karosseriebereich einen Teil eines Unterbodens (20) des Fahrzeugs ist.
  6. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosserie (2) eine Ausnehmung (22) aufweist, in welcher die Energiespeichereinrichtungen (31) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, angeordnet sind.
  7. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Batterie (3) ein elektrisch leitfähiges Material zur Abschirmung von elektrischen und/oder magnetischen Feldern der Energiespeichereinrichtung (31) umfasst.
  8. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem abschirmenden Karosseriebereich (21) und dem Gehäuse (32) der Batterie eine umlaufend geschlossene, elektrisch leitfähige Verbindung (4) ausgebildet ist.
  9. Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (4) als niederohmige Verbindung ausgeführt ist.
  10. Fahrzeug nach einem Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (4) zwischen dem abschirmenden Karosseriebereich (21) und dem Gehäuse (32) mittels metallischen Federkontakten realisiert ist, oder dass eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem abschirmenden Karosseriebereich (21) und dem Gehäuse (32) vorgesehen ist.
  11. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Inverter (5), welcher mit der Batterie (3) verbunden ist, wobei der Inverter (5) zumindest teilweise vom abschirmenden Karosseriebereich (21) abgeschirmt ist.
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