DE102020216500A1

DE102020216500A1 - Battery device for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102020216500A1
Application number: DE102020216500.9A
Authority: DE
Inventors: Georg Votteler
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2022-06-23

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterievorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Zellenstapel (2) aus in einer Stapelrichtung (3) berührend aufeinander gestapelten wiederaufladbaren Einzelbatteriezellen (4), welche jeweils eine Abströmeinrichtung (5) zum Ausströmen von Batterie-Blowout aufweisen und welche mittels einer Spanneinrichtung (6) in Stapelrichtung (3) gegeneinander verspannt oder verspannbar sind. Wesentlich für die Erfindung ist, dass die Spanneinrichtung (6) mindestens eine Brandschutz-Zugplatte (8,12) aufweist, die eine der Abströmeinrichtungen (5) überdeckt.

The present invention relates to a battery device (1) for a motor vehicle, having a cell stack (2) made up of rechargeable individual battery cells (4) stacked touching one another in a stacking direction (3), each of which has a discharge device (5) for discharging battery blowout and which are or can be braced against one another in the stacking direction (3) by means of a tensioning device (6). It is essential for the invention that the tensioning device (6) has at least one fire protection tension plate (8, 12) which covers one of the outflow devices (5).

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterievorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a battery device for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Eine Batterievorrichtung dieser Art ist beispielsweise in der WO 2013/163138 A1 beschrieben. Batterievorrichtung kommen insb. bei Kraftfahrzeuganwendungen als Energiespeicher zum Einsatz, bspw. als Traktionsbatterievorrichtung bei Elektro- oder Hybridkraftfahrzeugen.A battery device of this type is for example in WO 2013/163138 A1 described. Battery devices are used in particular in motor vehicle applications as energy stores, for example as traction battery devices in electric or hybrid motor vehicles.

Batterievorrichtungen können im Betrieb durch verschiedene äußere und innere Störungen, bspw. durch eine Beschädigung oder einen internen Kurzschluss, thermisch versagen, was in der Praxis auch unter dem Begriff „thermisches Durchgehen“ bekannt ist. Dabei tritt aufgrund einer dieser Störungen innerhalb einer jeweiligen Batterievorrichtung eine sich selbst verstärkende zunächst lokale Erwärmung auf, welche ohne externe Kühlung zu einer relativ raschen gesamthaften Überhitzung und letztlich zur Desintegration dieser Batterievorrichtung führt, bei welcher die in der Batterievorrichtung gespeicherte Energie schlagartig freigesetzt wird. Erfahrungsgemäß geht diese Freisetzung mit einem explosionsartigen Ausströmen von Batterie-Blowout aus Batterie-Gas mit Temperaturen größer 1.000°C und Batterie-Partikeln aus der Batterievorrichtung einher. Beschädigungen an der Batterievorrichtung selbst sowie an angrenzenden Systemen sind die Folge.Battery devices can thermally fail during operation due to various external and internal disturbances, e.g. due to damage or an internal short circuit, which is also known in practice as "thermal runaway". As a result of one of these faults, a self-reinforcing, initially local heating occurs within a respective battery device, which without external cooling leads to relatively rapid overall overheating and ultimately to the disintegration of this battery device, during which the energy stored in the battery device is suddenly released. Experience has shown that this release is accompanied by an explosive outflow of battery blowout from battery gas with temperatures greater than 1,000°C and battery particles from the battery device. The result is damage to the battery device itself and to adjacent systems.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform einer Batterievorrichtung bereitzustellen. Insb. soll versucht werden, Beschädigungen an der Batterievorrichtung sowie an angrenzenden Systemen durch „thermisches Durchgehen“ der Batterievorrichtung zu verhindern oder zumindest zu verringern.The invention has set itself the task of providing an improved or at least another embodiment of a battery device. In particular, an attempt should be made to prevent or at least reduce damage to the battery device and adjacent systems due to "thermal runaway" of the battery device.

Bei der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe insb. durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der Beschreibung.In the case of the present invention, this object is achieved in particular by the characterizing part of claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the description.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, definierte Abströmpunkte für das Batterie-Blowout zu schaffen und diese Abströmpunkte mit einer Spanneinrichtung zum Verspannen von Einzelbatteriezellen der Batterievorrichtung abzuschirmen.The basic idea of the invention is to create defined outflow points for the battery blowout and to shield these outflow points with a tensioning device for tensioning individual battery cells of the battery device.

Die Erfindung schlägt hierzu vor, dass die für ein Kraftfahrzeug geeignete Batterievorrichtung einen Zellenstapel aus in einer Stapelrichtung berührend aufeinander gestapelten wiederaufladbaren Einzelbatteriezellen aufweist. Jede dieser Einzelbatteriezellen weist mindestens eine, insb. drucksensitive, Abströmeinrichtung auf, welche Batterie-Blowout aus einer jeweiligen Einzelbatteriezelle ausströmen kann, bspw. beim thermischen Durchgehen der jeweiligen Einzelbatteriezelle. An den Abströmeinrichtungen kann jeweils ein maximal zulässiger Einzelbatteriezellen-Innendruck, insb. ein Berstdruck, einer Einzelbatteriezelle vorgegeben sein. Während die Abströmeinrichtungen im Normalbetrieb der Batterievorrichtung zweckmäßigerweise fluiddicht geschlossen sind, können insb. beim thermischen Durchgehen der jeweiligen Einzelbatteriezellen die Einzelbatteriezellen-Innendrücke der Einzelbatteriezellen diese maximal zulässigen Einzelbatteriezellen-Innendrücke übersteigen, wodurch die jeweiligen Abströmeinrichtungen sozusagen öffnen, so dass Batterie-Blowout aus der jeweiligen Einzelbatteriezelle ausströmen kann. Das besagte Batterie-Blowout kann relativ heiße Batterie-Gase mit Temperaturen größer 1.000°C und Batterie-Partikel aufweisen. Weiterhin sind die besagten Einzelbatteriezellen mittels einer, insb. einstückig und stoffschlüssig gefügten, Spanneinrichtung in Stapelrichtung gegeneinander verspannt oder verspannbar gestaltet. Wesentlich für die Erfindung ist, dass die Spanneinrichtung mindestens eine der Abströmeinrichtungen mindestens abschnittsweise überdeckt oder überspannt. Dadurch realisiert die Spanneinrichtung neben der originären Spannfunktion zusätzlich eine Brandschutzfunktion, nämlich dadurch, dass ausströmendes Batterie-Blowout an der Spanneinheit umgelenkt und ein vom Batterie-Blowout ausgehender Wärmestrom gehemmt wird. Durch diese Funktionsintegration kann vorteilhafterweise auf separate Brandschutzkomponenten verzichtet werden. Die erfindungsgemäße Batterievorrichtung kann infolgedessen relativ kleinräumig sowie kostengünstig hergestellt werden und ferner relativ leichtgewichtig bauen.For this purpose, the invention proposes that the battery device suitable for a motor vehicle has a cell stack made up of rechargeable individual battery cells which are stacked touching one another in a stacking direction. Each of these individual battery cells has at least one outflow device, particularly a pressure-sensitive one, which battery blowout can flow out of a respective individual battery cell, for example in the event of thermal runaway of the respective individual battery cell. A maximum permissible individual battery cell internal pressure, in particular a bursting pressure, of an individual battery cell can be specified at the outflow devices. While the outflow devices are expediently closed in a fluid-tight manner during normal operation of the battery device, the internal pressures of the individual battery cells in the individual battery cells can exceed these maximum permissible internal pressures of the individual battery cells, especially in the event of thermal runaway of the respective individual battery cells, which means that the respective outflow devices open, so to speak, so that battery blowout from the respective Single battery cell can leak. Said battery blowout can have relatively hot battery gases with temperatures greater than 1,000°C and battery particles. Furthermore, said individual battery cells are braced or can be braced against one another in the stacking direction by means of a clamping device, especially one that is joined in one piece and with a material connection. It is essential for the invention that the tensioning device covers or spans at least one of the outflow devices at least in sections. As a result, in addition to the original clamping function, the clamping device also implements a fire protection function, namely in that the battery blowout flowing out is deflected at the clamping unit and a heat flow emanating from the battery blowout is inhibited. This integration of functions means that separate fire protection components can advantageously be dispensed with. As a result, the battery device according to the invention can be manufactured in a relatively small space and at low cost, and can also be built relatively light-weight.

Zweckmäßigerweise begrenzen oder bilden die Spanneinrichtung und die Einzelbatteriezellen einen Gassammelkanal zum Sammeln und Führen von ausgeströmten Batterie-Blowout. Der Gassammelkanal kann sich dabei in Stapelrichtung längs über den, insb. gesamten, Zellenstapel erstrecken und/oder quer bezüglich der Stapelrichtung zwischen der Spanneinrichtung und den Einzelbatteriezellen begrenzt oder gebildet sein. Durch den Gassammelkanal führt zweckmäßigerweise ein zusammenhängender und sich ggf. aufzweigender Gaspfad für einen Gasstrom aus Batterie-Blowout. Durch den Gassammelkanal kann ausströmendes Batterie-Blowout gezielt gesammelt und entlang des Gaspfads geführt werden. Das hat den Vorteil, dass Batterie-Blowout gerichtet und kontrolliert durch die Batterievorrichtung strömt.The tensioning device and the individual battery cells expediently delimit or form a gas collection channel for collecting and guiding battery blowout that has flowed out. The gas collection channel can extend lengthwise in the stacking direction over the cell stack, especially the entire cell stack, and/or be delimited or formed transversely with respect to the stacking direction between the clamping device and the individual battery cells. A continuous and possibly branching gas path for a gas flow from battery blowout expediently leads through the gas collection channel. Battery blowout flowing out can be collected in a targeted manner through the gas collection channel and guided along the gas path. This has the advantage that battery blowout flows through the battery device in a directed and controlled manner.

Weiter zweckmäßigerweise kann die Spanneinrichtung mindestens eine zum Verspannen der Einzelbatteriezellen in Stapelrichtung dienende Brandschutz-Zugplatte aufweisen, welche mindestens eine der Abströmeinrichtungen mindestens abschnittsweise überdeckt und hochtemperaturbeständig gestaltet ist. Mittels der vorgeschlagenen mindestens einen hochtemperaturbeständigen Brandschutz-Zugplatte sind die erwähnte originäre Spannfunktion sowie die zusätzliche Brandschutzfunktion der Spanneinrichtung relativ einfach realisierbar. Bspw. kann die Spannfunktion durch die Montage einer jeweiligen hochtemperaturbeständigen Brandschutz-Zugplatte im vorgespannten Zustand erreicht werden. Bspw. kann die Brandschutzfunktion erreicht werden, indem die hochtemperaturbeständige Brandschutz-Zugplatte einen vom Batterie-Blowout ausgehenden Wärmestrom in Richtung der Batterievorrichtung und insb. in Richtung von angrenzenden Systemen über weite Temperaturbereiche hemmt, insb. zwischen 1.000°C bis 1.500°C. Ferner kann die Brandschutzfunktion erreicht werden, indem ausströmendes Batterie-Blowout an der hochtemperaturbeständigen Brandschutz-Zugplatte umgelenkt und/oder abgebremst wird, bspw. hin zu einem an der Batterievorrichtung angeordneten Ableitblech, welches das Batterie-Blowout in Richtung Boden abströmt. Das hat den Vorteil, dass die Einzelbatteriezellen vorgespannt sind und dass die Abströmeinrichtungen der Einzelbatteriezellen relativ gut abgeschirmt sind, wodurch zumindest ein partieller Schutz der Batterievorrichtung sowie insb. ein Schutz angrenzender Systeme vor Batterie-Blowout bewirkt ist.Next usefully, the clamping device can at least one for clamping Have individual battery cells in the stacking direction serving fire protection tension plate, which at least partially covers at least one of the outflow devices and is designed to be resistant to high temperatures. The original clamping function mentioned and the additional fire protection function of the clamping device can be implemented relatively easily by means of the proposed at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate. For example, the clamping function can be achieved by installing a respective high-temperature-resistant fire protection tension plate in the pre-stressed state. For example, the fire protection function can be achieved in that the high-temperature-resistant fire protection tension plate inhibits a flow of heat originating from the battery blowout in the direction of the battery device and in particular in the direction of adjacent systems over wide temperature ranges, in particular between 1,000°C and 1,500°C. Furthermore, the fire protection function can be achieved by deflecting and/or slowing down the battery blowout flowing out at the high-temperature-resistant fire protection tension plate, e.g. towards a deflector plate arranged on the battery device, which discharges the battery blowout towards the ground. This has the advantage that the individual battery cells are prestressed and that the outflow devices of the individual battery cells are relatively well shielded, which at least partially protects the battery device and, in particular, protects adjacent systems from battery blowout.

Um die Brandschutzfunktion zu verbessern, kann vorgesehen sein, dass die hochtemperaturbeständige Brandschutz-Zugplatte durchgängig einstückig gestaltet ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass die hochtemperaturbeständige Brandschutz-Zugplatte mindestens eine der Abströmeinrichtungen mindestens abschnittsweise überdeckt und zusätzlich ringsum überragt.In order to improve the fire protection function, it can be provided that the high-temperature-resistant fire protection tension plate is designed in one piece throughout. Furthermore, it can be provided that the high-temperature-resistant fire protection tension plate covers at least one of the outflow devices at least in sections and also protrudes all around.

Der Begriff „hochtemperaturbeständig“ im Sinne der Erfindung kann die Beständigkeit des Werkstoffes der Brandschutz-Zugplatte gegen Aufschmelzen bei relativ hohen Temperaturen bezeichnen, insb. bei Temperaturen oberhalb von 1.000°C. In diesem Sinne sind Werkstoffe, welche bei Temperaturen von kleiner 1.000°C aufschmelzen und ihre mechanischen Feststoffeigenschaften verlieren, nicht hochtemperaturbeständig. Dagegen sind Werkstoffe, welche bei Temperaturen von 1.000°C bis 1.500°C noch nicht aufschmelzen und ihre mechanischen Feststoffeigenschaften weitgehend unverändert behalten, als hochtemperaturbeständig anzusehen.The term "high-temperature resistant" within the meaning of the invention can describe the resistance of the material of the fire protection tension plate to melting at relatively high temperatures, especially at temperatures above 1,000°C. In this sense, materials that melt at temperatures below 1,000°C and lose their mechanical solid properties are not resistant to high temperatures. On the other hand, materials that do not melt at temperatures of 1,000°C to 1,500°C and retain their mechanical solid properties largely unchanged are considered to be resistant to high temperatures.

Um mittels der hochtemperaturbeständigen Brandschutz-Zugplatte eine relativ gute Brandschutzfunktion zu erreichen, kann der Gassammelkanal mindestens abschnittsweise oder zu wenigstens 95% von der mindestens einen hochtemperaturbeständigen Brandschutz-Zugplatte gebildet oder begrenzt oder überdeckt oder überspannt sein. Der jeweilige Rest bis zur 100%igen Abdeckung kann durch andere Bauteile erfolgen. Insb. kann dabei vorgesehen sein, dass die mindestens eine hochtemperaturbeständige Brandschutz-Zugplatte jede Abströmeinrichtung vollständig überdeckt oder überspannt und ringsum überragt. Das hat den vorteilhaften Effekt, dass die Abströmeinrichtungen abgedeckt sind und dass nicht-hochtemperaturbeständige Materialien aus ggf. temperaturempfindlichen Bereichen der Batterievorrichtung verdrängt sind.In order to achieve a relatively good fire protection function using the high-temperature-resistant fire protection tension plate, the gas collection duct can be formed or limited or covered or spanned at least in sections or to at least 95% by the at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate. The remainder up to 100% coverage can be provided by other components. In particular, it can be provided that the at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate completely covers or spans each outflow device and protrudes all around. This has the advantageous effect that the outflow devices are covered and that materials that are not resistant to high temperatures are displaced from areas of the battery device that may be temperature-sensitive.

Zweckmäßigerweise kann die mindestens eine hochtemperaturbeständige Brandschutz-Zugplatte aus einem hochtemperaturbeständigen Werkstoff hergestellt sein. Dieser Werkstoff kann eine Schmelztemperatur gleich oder größer 1.000°C aufweisen. Zweckmäßigerweise kann es sich um einen hochtemperaturbeständigen Stahlwerkstoff handeln. Durch die Verwendung eines solchen Stahlwerkstoffes können relativ gute Brandschutzeigenschaften mit relativ geringen Werkstoffkosten verknüpft werden.Expediently, the at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate can be made of a high-temperature-resistant material. This material can have a melting temperature equal to or greater than 1,000°C. It can expediently be a high-temperature-resistant steel material. By using such a steel material, relatively good fire protection properties can be combined with relatively low material costs.

Um eine relativ einfach und kostengünstig herzustellende Ausführungsform der Batterievorrichtung anzugeben, schlägt die Erfindung vor, dass die Spanneinrichtung zweckmäßigerweise zwei Druckplatten und zwei hochtemperaturbeständige Brandschutz-Zugplatten aufweist. Um insb. Gewichtsvorteile zu erzielen, kann die Spanneinrichtung zumindest theoretisch alternativ zwei Druckplatten und lediglich eine einzige hochtemperaturbeständige Brandschutz-Zugplatte sowie eine leichtgewichtige Leichtbau-Zugplatte aufweisen. Im Unterschied zur Brandschutz-Zugplatte kann diese Leichtbau-Zugplatte bspw. aus einem leichtgewichtigen Leichtbauwerkstoff, wie Aluminium oder Kunststoff, hergestellt sein.In order to specify an embodiment of the battery device that is relatively simple and inexpensive to produce, the invention proposes that the tensioning device expediently have two pressure plates and two fire protection tension plates that are resistant to high temperatures. In order to achieve weight advantages in particular, the tensioning device can, at least theoretically, alternatively have two pressure plates and only a single high-temperature-resistant fire protection tension plate and a lightweight lightweight construction tension plate. In contrast to the fire protection tension plate, this lightweight tension plate can be made, for example, from a lightweight material such as aluminum or plastic.

Im zusammengebauten Zustand der Batterievorrichtung ist es zweckmäßig, wenn an zwei in Stapelrichtung zueinander entgegengesetzt orientierten Stapelstirnflächen des Zellenstapels jeweils eine der beiden besagten Druckplatten berührend angeordnet ist. Man kann sich vorstellen, dass diese dort bspw. angeklebt oder angeschweißt sind. Weiterhin sind die beiden Brandschutz-Zugplatten oder alternativ die Brandschutz-Zugplatte und die Leichtbau-Zugplatte bevorzugt längs flankierend am Zellenstapel und jeweils mit einem Spaltabstand, bspw. einige Millimeter, zum Zellenstapel am Zellenstapel angeordnet. Weiterhin sind die beiden Brandschutz-Zugplatten oder alternativ die Brandschutz-Zugplatte und die Leichtbau-Zugplatte zweckmäßigerweise jeweils parallel bezüglich der Stapelrichtung orientiert. Weiterhin können die beiden Brandschutz-Zugplatten oder alternativ die Brandschutz-Zugplatte und die Leichtbau-Zugplatte zweckmäßigerweise jeweils vorgespannt einenends mit einer Druckplatte der beiden Druckplatten stoffschlüssig oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig und anderenends mit einer weiteren Druckplatte der beiden Druckplatten stoffschlüssig oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbunden sein. Dadurch ist die Spanneinrichtung insgesamt von kastenrahmenförmiger oder korsettförmiger Gestalt, so dass sie den Zellenstapel ringsum einrahmt. Zweckmäßigerweise kann eine stoffschlüssige Verbindung durch eine Schweißung oder Klebung realisiert sein. Eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung kann durch eine Vernietung oder Verschraubung umgesetzt sein.In the assembled state of the battery device, it is expedient if one of the two said pressure plates is arranged in contact on two end faces of the cell stack which are oriented opposite to one another in the stacking direction. One can imagine that these are glued or welded there, for example. Furthermore, the two fire protection tension plates or alternatively the fire protection tension plate and the lightweight tension plate are preferably arranged longitudinally flanking the cell stack and each with a gap spacing, for example a few millimeters, from the cell stack on the cell stack. Furthermore, the two fire protection tension plates or alternatively the fire protection tension plate and the lightweight construction tension plate are expediently each parallel with respect to the stacking direction animals. Furthermore, the two fire protection tension plates or alternatively the fire protection tension plate and the lightweight construction tension plate can expediently each be prestressed at one end with one pressure plate of the two pressure plates in a materially bonded or non-positive manner and/or with a form fit and at the other end with a further pressure plate of the two pressure plates in a materially bonded or non-positive manner and/or be positively connected. As a result, the clamping device is generally box-frame or corset-shaped, so that it frames the cell stack all around. An integral connection can expediently be realized by welding or gluing. A non-positive and/or positive connection can be implemented by riveting or screwing.

Weiter zweckmäßigerweise können die besagten Abströmeinrichtungen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein und jeweils unmittelbar in den Gassammelkanal münden. Die Abströmeinrichtungen können Batterie-Blowout jeweils im Wesentlichen in einer von der jeweiligen Einzelbatteriezelle orthogonal wegweisenden und im Wesentlichen orthogonal bezüglich der Stapelrichtung orientierten Ablassrichtung in den Gassammelkanal ausströmen. Dabei kann die mindestens eine hochtemperaturbeständige Brandschutz-Zugplatte in Richtung der Ablassrichtungen mit mindestens einer Abströmeinrichtung fluchten und diese quer bezüglich der Ablassrichtung ringsum mit Überhang überdecken oder überspannen. Weiterhin kann die mindestens eine hochtemperaturbeständige Brandschutz-Zugplatte in Ablassrichtung in den Gassammelkanal strömendes Batterie-Blowout unmittelbar berührend um mindestens 45° oder um 90° gegenüber einer der Ablassrichtungen umlenken. Dadurch werden relativ gute Brandschutzeigenschaften erzielt.Further expediently, the aforesaid outflow devices can be arranged in a common plane and each open directly into the gas collection channel. The outflow devices can each discharge battery blowout into the gas collection duct essentially in an outlet direction pointing away orthogonally from the respective individual battery cell and oriented essentially orthogonally with respect to the stacking direction. The at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate can be aligned with at least one outflow device in the direction of the discharge direction and cover or span this all around with an overhang transversely with respect to the discharge direction. Furthermore, the at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate can deflect battery blowout flowing in the discharge direction into the gas collection duct in direct contact by at least 45° or by 90° with respect to one of the discharge directions. As a result, relatively good fire protection properties are achieved.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist der Ausdruck „im Wesentlichen“ als Toleranzangabe zu verstehen. Bspw. eine Toleranz von +/- 5%.For the purposes of the present invention, the expression “substantially” is to be understood as a tolerance specification. For example, a tolerance of +/- 5%.

Zweckmäßigerweise kann das Batterie-Blowout innerhalb des Gassammelkanals in Richtung einer Batterie-Gas-Haupt-Strömungsrichtung strömen. Diese kann bezüglich der Ablassrichtungen quer orientiert sein. Weiter zweckmäßigerweise hat der Gassammelkanal an jeder Stelle in Richtung der Stapelrichtung einen offenen Querschnitt.The battery blowout can expediently flow within the gas collection channel in the direction of a battery-gas main flow direction. This can be oriented transversely with respect to the discharge directions. Further expediently, the gas collection channel has an open cross section at every point in the direction of the stacking direction.

Zweckmäßigerweise kann der besagte Gassammelkanal in die mindestens eine hochtemperaturbeständige Brandschutz-Zugplatte integral eingeformt sein. Dadurch kann der Gassammelkanal relativ kostengünstig bereitgestellt werden.Expediently, the aforesaid gas collecting duct can be integrally molded into the at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate. As a result, the gas collection channel can be provided relatively inexpensively.

Weiter zweckmäßigerweise ist der Gassammelkanal mindestens abschnittsweise von mindestens einer Druckplatte der beiden Druckplatten gebildet oder begrenzt. Dies hat den konstruktiven Vorteil, dass auf separate Brandschutzkomponenten verzichtet werden kann, so dass die erfindungsgemäße Batterievorrichtung relativ klein, kostengünstig und leichtgewichtig ist. Zweckmäßigerweise sind auch die beiden Druckplatten jeweils hochtemperaturbeständig gestaltet.More expediently, the gas collection channel is formed or delimited at least in sections by at least one pressure plate of the two pressure plates. This has the structural advantage that separate fire protection components can be dispensed with, so that the battery device according to the invention is relatively small, inexpensive and lightweight. The two pressure plates are also expediently designed to be resistant to high temperatures.

Insb. mündet der Gassammelkanal an mindestens einer Druckplatte der beiden Druckplatten unter Ausbildung mindestens einer Durchlassöffnung zum Durchströmen von aus dem Gassammelkanal stammenden Batterie-Blowout aus. Das erlaubt, gesammeltes Batterie-Blowout aus dem Gassammelkanal auszuströmen. Bspw. kann im Bereich der Durchlassöffnung an der jeweiligen Druckplatte ein Ableitblech angebaut sein, um das durch die Durchlassöffnung strömende Batterie-Blowout umzulenken. Ferner ist es zweckmäßig, wenn beide Druckplatten mindestens eine einzige oder jeweils mehrere Durchlassöffnungen aufweisen. Das erlaubt, relativ große Batterie-Blowout-Volumen aus dem Gassammelkanal auszuströmen, bspw. für den Fall, dass mehrere Einzelbatteriezellen thermisch Durchgehen. Ferner können durch jede Durchlassöffnung eine oder mehrere Hochstromschienen und eine oder mehrere Signalleitungen für die Einzelbatteriezellen durchgeführt sein. Durch die Nutzung der ohnehin vorhandenen Durchlassöffnung(en) kann auf zusätzliche separate Durchführungen für Hochstromschienen und Signalleitungen verzichtet werden, was die Herstellung einer Batterievorrichtung insgesamt kostengünstiger macht. Es ist vorstellbar, dass die Hochstromschienen und Signalleitungen zweckmäßigerweise wenigstens abschnittsweise durch den Gassammelkanal geführt sind und mit wenigstens einer der Einzelbatteriezellen elektrisch kommunizierend verbunden sind. Dadurch ist eine relativ einfache elektrische Anbindung der Einzelbatteriezellen möglich.In particular, the gas collection duct opens out on at least one pressure plate of the two pressure plates, forming at least one passage opening for battery blowout originating from the gas collection duct to flow through. This allows collected battery blowout to flow out of the gas collection channel. For example, a deflector plate can be mounted on the respective pressure plate in the area of the through-opening in order to deflect the battery blowout flowing through the through-opening. Furthermore, it is expedient if both pressure plates have at least one passage opening or a plurality of passage openings in each case. This allows relatively large battery blowout volumes to flow out of the gas collection channel, for example in the event that several individual battery cells thermally run away. Furthermore, one or more high-current rails and one or more signal lines for the individual battery cells can be passed through each passage opening. By using the passage opening(s) that are present anyway, additional separate bushings for high-current rails and signal lines can be dispensed with, which makes the production of a battery device more cost-effective overall. It is conceivable that the high-current rails and signal lines are expediently routed at least in sections through the gas collection duct and are electrically connected to at least one of the individual battery cells. As a result, a relatively simple electrical connection of the individual battery cells is possible.

Weiter zweckmäßigerweise ist wenigstens eine Abströmeinrichtung durch eine Entlüftungsöffnung oder durch ein Sicherheitsventil oder durch eine Sollbruchstelle oder eine Berstscheibe gebildet. Diese geben bei Überschreitung eines vorgegebenen oder vorgebbaren Einzelbatteriezellen-Innendrucks, insb. eines Berstdrucks, einen Batterie-Blowout aus einer jeweiligen Einzelbatteriezelle frei.Also expediently, at least one outflow device is formed by a ventilation opening or by a safety valve or by a predetermined breaking point or a bursting disk. When a predetermined or specifiable internal pressure of the individual battery cell is exceeded, in particular a bursting pressure, these release a battery blowout from a respective individual battery cell.

Zweckmäßigerweise kann jede Einzelbatteriezelle des Zellenstapels mit wenigstens einem innerhalb des Gassammelkanals angeordneten elektrischen Kontakt zum elektrischen Kontaktieren der jeweiligen Einzelbatteriezelle ausgestattet sein. Zur elektrischen Isolation eines jeweiligen elektrischen Kontakts sowie zur Abdichtung des Gassammelkanals, kann zwischen jedem dieser elektrischen Kontakte und der Spanneinrichtung oder der mindestens einen hochtemperaturbeständigen Brandschutz-Zugplatte ein Kunststoff-Dichtungsisolator angeordnet sein. Die Kunststoff-Dichtungsisolatoren sind dabei entweder einstückig separat als Einzelteile oder alternativ als eine einstückige zusammenhängende Baueinheit realisiert. Bei letzterer sind die Kunststoff-Dichtungsisolatoren mittels mehreren Kunststoffdichtstegen stoffschlüssig miteinander verbunden. Die Kunststoff-Dichtungsisolatoren bzw. die Einzelteile oder die Baueinheit sind jeweils berührend an den jeweiligen elektrischen Kontakten angelegt. Die Kunststoff-Dichtungsisolatoren bzw. die Einzelteile oder die Baueinheit können jeweils in quer bezüglich der Stapelrichtung randseitig offene Plattenausnehmungen der mindestens einen hochtemperaturbeständigen Brandschutz-Zugplatte eingreifen.Each individual battery cell of the cell stack can expediently be equipped with at least one electrical contact arranged inside the gas collection channel for making electrical contact with the respective individual battery cell. For the electrical insulation of a respective electrical contact and for sealing the Gassam melkanals, a plastic sealing insulator can be arranged between each of these electrical contacts and the clamping device or the at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate. The plastic sealing insulators are either realized in one piece separately as individual parts or alternatively as a one-piece coherent structural unit. In the case of the latter, the plastic sealing insulators are firmly bonded to one another by means of several plastic sealing webs. The plastic sealing insulators or the individual parts or the structural unit are each applied in a touching manner to the respective electrical contacts. The plastic sealing insulators or the individual parts or the structural unit can each engage in plate recesses of the at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate which are open at the edges transversely with respect to the stacking direction.

Zusammenfassend bleibt festzuhalten: Die vorliegende Erfindung betrifft vorzugsweise eine Batterievorrichtung, insb. für ein Kraftfahrzeug, mit einem Zellenstapel aus in einer Stapelrichtung berührend aufeinander gestapelten wiederaufladbaren Einzelbatteriezellen, welche jeweils eine Abströmeinrichtung zum Ausströmen von Batterie-Blowout aufweisen und welche mittels einer Spanneinrichtung in Stapelrichtung gegeneinander verspannt oder verspannbar sind. Wesentlich für die Erfindung ist, dass die Spanneinrichtung mindestens eine Brandschutz-Zugplatte aufweist, die eine der Abströmeinrichtungen überdeckt und ringsum überragt.In summary, the following can be stated: The present invention preferably relates to a battery device, in particular for a motor vehicle, with a cell stack made up of rechargeable individual battery cells which are stacked touching one another in a stacking direction and which each have a discharge device for discharging battery blowout and which are positioned against one another by means of a clamping device in the stacking direction are tense or tense. It is essential for the invention that the tensioning device has at least one fire protection tension plate, which covers one of the outflow devices and protrudes all around.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention result from the dependent claims, from the drawings and from the associated description of the figures with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference numbers referring to identical or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch

1 eine perspektivische Ansicht einer Batterievorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel,
2 einen Längsschnitt durch die Batterievorrichtung aus 1 gemäß einer dort gestrichelt eingetragenen Linie mit Blick in Richtung von Pfeilen II,
3 eine Spanneinrichtung der Batterievorrichtung aus 1 in einer perspektivischen Ansicht.

Show it, each schematically

1 a perspective view of a battery device according to a preferred embodiment,
2 a longitudinal section through the battery device 1 according to a dashed line drawn there looking in the direction of arrows II,
3 a clamping device of the battery device 1 in a perspective view.

Die 1 bis 3 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer im Gesamten mit der Ziffer 1 beschrifteten Batterievorrichtung, welche insb. bei Kraftfahrzeuganwendungen als Energiespeicher zum Einsatz kommt. Die 1 zeigt die Batterievorrichtung 1 in einer perspektivischen Ansicht, wo zu erkennen ist, dass die Batterievorrichtung 1 einen Zellenstapel 2 aus mehreren in einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Stapelrichtung 3 berührend aufeinander gestapelten wiederaufladbaren Einzelbatteriezellen 4 hat. Von diesen Einzelbatteriezellen 4 sind vorliegend lediglich zwei angedeutet, nämlich jeweils durch ein gepunktetes Kästchen. Jede dieser Einzelbatteriezellen 4 weist exemplarisch eine einzige Abströmeinrichtung 5 auf, welche in 1 und 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit jeweils durch einen gepunkteten Kreis angedeutet sind. Die Abströmeinrichtung 5 haben den Zweck, beim thermischen Durchgehen einer jeweiligen Einzelbatteriezelle 4 entstehendes Batterie-Blowout aus Batterie-Gas und Batterie-Partikeln aus der jeweiligen Einzelbatteriezelle 4 in Richtung einer bezüglich der jeweiligen Einzelbatteriezelle 4 und der Stapelrichtung 3 orthogonal ausgerichteten Ablassrichtung 14 auszuströmen. Die Abströmeinrichtungen 5 sind hierzu so eingerichtet, dass sie, wenn ein Einzelbatteriezellen-Innendruck einer jeweiligen Einzelbatteriezelle 4 im Rahmen eines als zulässig vorgegebenen Einzelbatteriezellen-Innendruck-Betriebsfensters liegt, sozusagen geschlossen sind, also fluidisch dicht bleiben. Übersteigt der Einzelbatteriezellen-Innendruck einer jeweiligen Einzelbatteriezelle 4 einen vorgegebenen maximal zulässigen Einzelbatteriezellen-Innendruck einer jeweiligen Einzelbatteriezelle 4, so brechen die jeweiligen Abströmeinrichtungen 5 sozusagen auf, um Batterie-Blowout auszuströmen. Die Abströmeinrichtungen 5 sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils als Entlüftungsöffnung 21 realisiert, obwohl auch Sicherheitsventile oder Sollbruchstellen genutzt werden könnten. Weiterhin kann man in 1 erkennen, dass der Zellenstapel 2 aus Einzelbatteriezellen 4 von einer korsettförmigen Spanneinrichtung 6 eingefasst ist, welche die Einzelbatteriezellen 4 in Stapelrichtung 3 gegeneinander fest verspannt.the 1 until 3 show a preferred exemplary embodiment of a battery device labeled as a whole with the number 1, which is used in particular as an energy store in motor vehicle applications. the 1 shows the battery device 1 in a perspective view, where it can be seen that the battery device 1 has a cell stack 2 of several rechargeable individual battery cells 4 stacked touching one another in a stacking direction 3 indicated by a double arrow. Only two of these individual battery cells 4 are indicated here, namely in each case by a dotted box. Each of these individual battery cells 4 has, for example, a single outflow device 5, which 1 and 2 are each indicated by a dotted circle for reasons of clarity. The purpose of the outflow device 5 is to discharge battery blowout of battery gas and battery particles from the respective single battery cell 4 in the direction of a discharge direction 14 aligned orthogonally with respect to the respective single battery cell 4 and the stacking direction 3 when the respective single battery cell 4 thermally runs away. For this purpose, the outflow devices 5 are set up in such a way that they are closed, so to speak, i.e. remain fluidically tight, when the internal pressure of a respective individual battery cell 4 is within an individual battery cell internal pressure operating window specified as permissible. If the individual battery cell internal pressure of a respective individual battery cell 4 exceeds a predetermined maximum permissible individual battery cell internal pressure of a respective individual battery cell 4, the respective outflow devices 5 break open, so to speak, in order to discharge battery blowout. According to the present exemplary embodiment, the outflow devices 5 are each implemented as a ventilation opening 21, although safety valves or predetermined breaking points could also be used. Furthermore, you can 1 recognize that the cell stack 2 of individual battery cells 4 is bordered by a corset-shaped clamping device 6 which tightly clamps the individual battery cells 4 against one another in the stacking direction 3 .

Die 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Batterievorrichtung 1 aus 1, so dass die Einzelbatteriezellen 4 des Zellenstapels 2 sowie die Spanneinrichtung 6 jeweils geschnitten dargestellt sind. Die besagte Spanneinrichtung 6 weist zwei identische Druckplatten 9,10 sowie zwei identische hochtemperaturbeständige Brandschutz-Zugplatten 8,12 auf, siehe insb. auch 3, die die Spanneinrichtung 6 der Batterievorrichtung 1 aus 1 in einer perspektivischen Ansicht und insb. ohne Zellenstapel 2 illustriert. Im zusammengebauten Zustand der Batterievorrichtung 1 sind die beiden Druckplatten 9,10 exemplarisch jeweils an einer Stapelstirnfläche 13 zweier in Stapelrichtung 3 zueinander entgegengesetzt orientierten Stapelstirnflächen 13 des Zellenstapels 2 berührend angeordnet, bspw. festgeklebt oder angeschweißt. Die beiden hochtemperaturbeständigen Brandschutz-Zugplatten 8,12 sind jeweils exemplarisch mit relativ geringem Spaltabstand 29 von einigen Millimetern in Stapelrichtung 3 zum Zellenstapel 2 flankierend am Zellenstapel 2 unter Vorspannung einenends mit einer Druckplatte 9 der beiden Druckplatten 9,10 stoffschlüssig verschweißt und anderenends mit der anderen Druckplatte 10 der beiden Druckplatten 9,10 stoffschlüssig verschweißt. Dadurch ist eine einstückige Spanneinrichtungs-Baueinheit bereitgestellt, die den Zellenstapel 2 einfasst, wobei die vorgespannten hochtemperaturbeständigen Brandschutz-Zugplatten 8,12 die zum Verspannen der Einzelbatteriezellen 4 in Richtung der Stapelrichtung 3 benötigte Zugkraft bzw. Spannfunktion bereitstellen. An zueinander entgegengesetzten freien Kanten der beiden hochtemperaturbeständigen Brandschutz-Zugplatte 8,12 sind exemplarisch noch mehrere Plattenausnehmungen 26 angeordnet, welche jeweils quer zur Stapelrichtung 3 randseitig offen gestaltet sind, vgl. 1 und 3. Weiterhin zeigen die 1 und 2, dass wenigstens eine hochtemperaturbeständige Brandschutz-Zugplatte 8 der beiden hochtemperaturbeständigen Brandschutz-Zugplatten 8,12 so am Zellenstapel 2 angeordnet ist, dass sie alle Abströmeinrichtungen 5 vollständig überdeckt und ringsum, insb. quer zur Stapelrichtung 3, überragt. Dadurch sind die Abströmeinrichtungen 5 sozusagen durch die hochtemperaturbeständigen Brandschutz-Zugplatten 8,12 abgeschirmt, so dass eine Brandschutzfunktion realisiert ist.the 2 shows a longitudinal section through the battery device 1 from 1 , So that the individual battery cells 4 of the cell stack 2 and the clamping device 6 are each shown in section. Said clamping device 6 has two identical pressure plates 9.10 and two identical high-temperature resistant fire protection tension plates 8.12 on, see esp. also 3 , which the clamping device 6 of the battery device 1 from 1 Illustrated in a perspective view and esp. Without cell stack 2. When the battery device 1 is assembled, the two pressure plates 9, 10 are each arranged touching, e.g. glued or welded, to a stack end face 13 of two oppositely oriented stack end faces 13 of the cell stack 2 in the stacking direction 3. The two high-temperature-resistant fire protection tension plates 8,12 are each welded as an example with a relatively small gap distance 29 of a few millimeters in the stacking direction 3 to the cell stack 2 flanking the cell stack 2 under prestress at one end with a pressure plate 9 of the two pressure plates 9,10 and at the other end with the other Pressure plate 10 of the two pressure plates 9,10 welded together. This provides a one-piece clamping device assembly that encloses the cell stack 2, with the prestressed, high-temperature-resistant fire protection tension plates 8,12 providing the tensile force or tensioning function required to brace the individual battery cells 4 in the direction of the stacking direction 3. At mutually opposite free edges of the two high-temperature-resistant fire protection tension plates 8,12, several plate recesses 26 are arranged as an example, which are each designed open at the edge transversely to the stacking direction 3, cf. 1 and 3 . Furthermore, the 1 and 2 that at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate 8 of the two high-temperature-resistant fire protection tension plates 8,12 is arranged on the cell stack 2 in such a way that it completely covers all outflow devices 5 and protrudes all around, especially transversely to the stacking direction 3. As a result, the outflow devices 5 are shielded, so to speak, by the high-temperature-resistant fire protection tension plates 8, 12, so that a fire protection function is implemented.

Weiterhin ist in 1 und 2 zu erkennen, dass die Spanneinrichtung 6 und die Einzelbatteriezellen 4 des Zellenstapels 2 einen sich in Stapelrichtung 3 längs über den gesamten Zellenstapel 2 erstreckenden Gassammelkanal 15 bilden. Dieser dient dazu, Batterie-Blowout der Einzelbatteriezellen 4 zu sammeln und zu führen. Zweckmäßigerweise definiert der Gassammelkanal 15 einen in 2 lediglich abschnittsweise gestrichelt eingetragenen Gaspfad 27 für einen Gasstrom 7 aus dem besagten Batterie-Blowout, entlang dem der Gasstrom 7 aus dem besagten Batterie-Blowout strömen kann, bspw. aus der Batterievorrichtung 1 heraus. Der Gassammelkanal 15 weist exemplarisch mehrere zusammenhängende nicht näher bezeichnete Kanalabschnitte auf, nämlich einen zwischen der hochtemperaturbeständigen Brandschutz-Zugplatte 8 und den Einzelbatteriezellen 4 des Zellenstapels 2 gebildeten oder begrenzten Kanalabschnitt und zwei jeweils von den beiden Druckplatten 9,10 gebildete oder begrenzte weitere Kanalabschnitte. Diese Kanalabschnitte gehen exemplarisch nahtlos ineinander über, so dass der Gasstrom 7 aus besagtem Batterie-Blowout ungehindert durchströmen kann.Furthermore, in 1 and 2 It can be seen that the clamping device 6 and the individual battery cells 4 of the cell stack 2 form a gas collection channel 15 that extends longitudinally over the entire cell stack 2 in the stacking direction 3 . This serves to collect and conduct battery blowout of the individual battery cells 4 . The gas collection channel 15 expediently defines an in 2 gas path 27 for a gas flow 7 from said battery blowout, along which gas flow 7 can flow from said battery blowout, e.g. The gas collection duct 15 has, for example, several connected duct sections, not designated in any more detail, namely a duct section formed or delimited between the high-temperature-resistant fire protection tension plate 8 and the individual battery cells 4 of the cell stack 2 and two further duct sections formed or delimited in each case by the two pressure plates 9,10. By way of example, these channel sections merge seamlessly into one another, so that the gas flow 7 from said battery blowout can flow through unhindered.

In 2 ist ferner zu erkennen, dass die Abströmeinrichtungen 5 exemplarisch in einer mit der Zeichenebene zusammenfallenden gestrichelt angedeuteten Ebene 28 liegen und jeweils unmittelbar in den Gassammelkanal 15 münden. Dadurch kann Batterie-Blowout im Wesentlichen in Richtung der Ablassrichtung 14 in den Gassammelkanal 15 einströmen und dort an der hochtemperaturbeständigen Brandschutz-Zugplatte 8 um exemplarisch 90° gegenüber der Ablassrichtung 14 umgelenkt werden. Anschließend kann ein Gasstrom 7 aus Batterie-Blowout entlang des Gaspfades 27 durch den Gassammelkanal 15 bzw. die Batterievorrichtung 1 strömen. Der Gassammelkanal 15 mündet exemplarisch an beiden Druckplatten 9,10 jeweils unter Ausbildung zweier Durchlassöffnungen 18 zum Durchströmen von Batterie-Blowout nach außen zur Umgebung hin aus, vgl. 1. Durch mindestens eine der Durchlassöffnungen 18 sind zumindest eine Hochstromschiene 19 und zumindest eine Signalleitung 20 durchgeführt. Die jeweilige Hochstromschiene 19 und die jeweilige Signalleitung 20 sind dabei wenigstens abschnittsweise durch den Gassammelkanal 15 geführt und mittels elektrischer Kontakte 24 der Einzelbatteriezellen 4 elektrisch kommunizierend mit einer oder mehreren Einzelbatteriezellen 4 verbunden.In 2 It can also be seen that the outflow devices 5 lie, for example, in a plane 28 indicated by dashed lines that coincides with the plane of the drawing and each open directly into the gas collection channel 15 . As a result, battery blowout can essentially flow in the direction of the discharge direction 14 into the gas collection channel 15 and can be deflected there at the high-temperature-resistant fire protection tension plate 8 by, for example, 90° with respect to the discharge direction 14 . A gas flow 7 from battery blowout can then flow along the gas path 27 through the gas collection channel 15 or the battery device 1 . The gas collection duct 15 opens out, for example, at both pressure plates 9, 10, each forming two passage openings 18 for flowing through battery blowout to the outside towards the environment, cf. 1 . At least one high-current rail 19 and at least one signal line 20 are passed through at least one of the passage openings 18 . The respective high-current busbar 19 and the respective signal line 20 are guided at least in sections through the gas collection channel 15 and are electrically connected to one or more individual battery cells 4 by means of electrical contacts 24 of the individual battery cells 4 .

Die 2 zeigt weiterhin, dass zwischen jedem dieser elektrischen Kontakte 24 und der einen hochtemperaturbeständigen Brandschutz-Zugplatte 8 innerhalb des Gassammelkanals 15 ein Kunststoff-Dichtungsisolator 25 angeordnet ist, welcher zur elektrischen Isolation eines jeweiligen elektrischen Kontakts 24 sowie zur Abdichtung des Gassammelkanals 15 dient. Die Dichtungsisolatoren 25 bilden exemplarisch eine Vielzahl von einstückigen separaten Kunststoffeinzelteilen 30, die berührend an den jeweiligen elektrischen Kontakte 24 und der der hochtemperaturbeständigen Brandschutz-Zugplatte 8 anliegen und quer zur Stapelrichtung 3 durch die randseitig offenen Plattenausnehmungen 26 der hochtemperaturbeständigen Brandschutz-Zugplatte 8 durchgreifen.the 2 also shows that a plastic sealing insulator 25 is arranged between each of these electrical contacts 24 and the one high-temperature-resistant fire protection tension plate 8 within the gas collecting duct 15, which is used for the electrical insulation of a respective electrical contact 24 and for sealing the gas collecting duct 15. The sealing insulators 25 form, for example, a large number of separate, one-piece plastic parts 30 that touch the respective electrical contacts 24 and those of the high-temperature-resistant fire protection tension plate 8 and, transversely to the stacking direction 3, pass through the plate recesses 26 of the high-temperature-resistant fire protection tension plate 8 that are open at the edge.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

WO 2013/163138 A1 [0002]

Claims

Battery device for a motor vehicle, with a cell stack (2) made up of rechargeable individual battery cells (4) which are stacked touching one another in a stacking direction (3) and which each have a discharge device (5) for discharging battery blowout from a respective individual battery cell (4) and with a clamping device (6) clamping the individual battery cells (4) against one another in the stacking direction (3), characterized in that the clamping device (6) covers at least one of the outflow devices (5) at least in sections.

device after claim 1 , characterized in that the tensioning device (6) and the individual battery cells (4) delimit or form a gas collection channel (15) extending longitudinally along the cell stack (2) in the stacking direction (3) for collecting and guiding battery blowout.

device after claim 1 or 2 , characterized in that the tensioning device (6) has at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate (8,12) for tensioning the individual battery cells (4) in the stacking direction (3), the at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate (8,12) being one of Outflow devices (5) covered at least in sections.

device after claim 3 , characterized in that the gas collection duct (15) is formed or delimited at least in sections by the at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate (8, 12).

Device according to one of claims 3 or 4 , characterized in that the at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate (8, 12) completely covers each outflow device (5) and forms or delimits at least 95% of the gas collection channel (15).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that - the at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate (8, 12) is made of a high-temperature-resistant material, and/or - this material has a melting temperature equal to or greater than 1,000°C, and/ or - that the at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate (8,12) is made from a high-temperature-melting steel material.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that - that the clamping device (6) has two pressure plates (9,10) and - two high-temperature-resistant fire protection tension plates (8,12) or - a single high-temperature-resistant fire protection tension plate (8) and a lightweight construction -Has traction plate.

device after claim 7 , characterized in that - one of the two pressure plates (9,10) is arranged touching on two end faces (13) of the cell stack (2) which are oriented opposite to one another in the stacking direction (3), wherein - the two high-temperature-resistant fire protection tension plates (8, 12) are arranged longitudinally flanking the cell stack (2) and each - with a gap distance (29) to the cell stack (2) in the stacking direction (3) prestressed at one end with a pressure plate (9) of the two pressure plates (9,10) materially or non-positively and/or or are arranged in a form-fitting manner and at the other end with a further pressure plate (10) of the two pressure plates (9,10) in a material-fitting or force-fitting and/or form-fitting manner.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that - that the outflow devices (5) are arranged in a common plane (28) and each open directly into the gas collection channel (15), - that the outflow devices (5) each battery blowout essentially flow out into the gas collection duct (15) in a discharge direction (14) pointing away from the respective individual battery cell (4) and oriented essentially orthogonally with respect to the stacking direction (3), - the at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate (8, 12) in the direction of the Drainage directions (14) are aligned with at least one outflow device (5) and each cover the latter transversely to the drainage directions (14) with an overhang,

device after claim 9 , characterized in that the at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate (8,12) deflects battery blowout flowing in the direction of the discharge directions (14) into the gas collection duct (15) by at least 45° with respect to one of the discharge directions (14).

Device according to one of claims 3 until 10 , characterized in that the gas collection duct (15) is integrally molded into the at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate (8, 12).

Device according to one of Claims 7 until 11 , characterized in that the gas collection channel (15) is further formed or delimited at least in sections by at least one pressure plate (9,10) of the two pressure plates (9,10).

Device according to one of Claims 7 until 12 , characterized in that - the gas collecting duct (15) opens out on at least one pressure plate (9,10) of the two pressure plates (9,10) forming at least one passage opening (18) for battery blowout to flow through, and/or - that through the at least one passage opening (18), at least one high-current busbar (19) and at least one signal line (20) for the individual battery cells (4) are passed through, the respective high-current busbar (19) and the respective signal line (20) passing through the gas collection duct (15 ) out and electrically connected to at least one of the individual battery cells (4).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one outflow device (5) has or forms a ventilation opening (21) or a safety valve or a predetermined breaking point.

Device according to one of claims 2 until 14 , characterized in that - that each individual battery cell (4) has at least one electrical contact (24) arranged within the gas collection channel (15) for electrically contacting the respective individual battery cell (4), - that between each of these electrical contacts (24) and the tensioning device ( 6) or the at least one high-temperature-resistant fire protection tension plate (8, 12), a sealing insulator (25) for electrically insulating a respective electrical contact (24) and for sealing the gas collecting duct (15) is arranged inside the gas collecting duct (15), - that the Sealing insulators (25) are implemented either as one-piece separate plastic individual parts (30) or materially connected to one another via plastic sealing webs as a one-piece coherent plastic structural unit and - that the plastic individual parts (30) or the plastic structural unit are each arranged touching the respective electrical contacts (24).