DE102021113221A1 - Automotive traction battery module housing - Google Patents

Automotive traction battery module housing Download PDF

Info

Publication number
DE102021113221A1
DE102021113221A1 DE102021113221.5A DE102021113221A DE102021113221A1 DE 102021113221 A1 DE102021113221 A1 DE 102021113221A1 DE 102021113221 A DE102021113221 A DE 102021113221A DE 102021113221 A1 DE102021113221 A1 DE 102021113221A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery module
traction battery
module housing
motor vehicle
vehicle traction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021113221.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Philipp Kellner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Priority to DE102021113221.5A priority Critical patent/DE102021113221A1/en
Publication of DE102021113221A1 publication Critical patent/DE102021113221A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/227—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271—Lids or covers for the racks or secondary casings
    • H01M50/273—Lids or covers for the racks or secondary casings characterised by the material
    • H01M50/276—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271—Lids or covers for the racks or secondary casings
    • H01M50/273—Lids or covers for the racks or secondary casings characterised by the material
    • H01M50/278—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul-Gehäuse (10) zur Aufnahme mindestens eines Batteriezellen-Stapels (18), miteinem vierseitigen Gehäuse-Grundkörper (20), der eine horizontale Bodenwand (21), eine hierzu parallele und in Vertikalrichtung (z) beabstandete horizontale Deckenwand (22) und zwei zueinander parallele und in Längsrichtung (y) zueinander beabstandete vertikale Seitenwände (23,24) aufweist, undzwei zueinander parallelen und in Querrichtung (x) zueinander beabstandeten vertikalen Stirnwänden (30,30'), wobei jede Stirnwand (30,30') von einem Kunststoffkörper (32) gebildet ist, wobeider Stirnwand-Kunststoffkörper (32) mindestens eine Metallhülse (40) aufweist, die unlösbar mit dem Stirnwand-Kunststoffkörper (32) verbunden ist.The invention relates to a motor vehicle traction battery module housing (10) for accommodating at least one battery cell stack (18), with a four-sided housing base body (20) which has a horizontal bottom wall (21), a wall parallel thereto and extending in the vertical direction (e.g ) spaced-apart horizontal top wall (22) and two vertical side walls (23,24) parallel to one another and spaced apart from one another in the longitudinal direction (y), andtwo vertical end walls (30,30') parallel to one another and spaced apart from one another in the transverse direction (x), each end wall (30, 30') is formed by a plastic body (32), the end wall plastic body (32) having at least one metal sleeve (40) which is permanently connected to the end wall plastic body (32).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul-Gehäuse zur Aufnahme mindestens eines Batteriezellen-Stapels.The invention relates to a motor vehicle traction battery module housing for accommodating at least one battery cell stack.

Ein typisches Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul weist ein relativ steifes und rechteckiges Gehäuse auf, das einen oder mehrere Batteriezellen-Stapel fluiddicht aufnimmt. Das Traktionsbatteriemodul-Gehäuse dient neben der Abdichtung der Batteriezellen-Stapel auch ihrem mechanischen Schutz und insbesondere der Crashsicherung. Typischerweise sind Traktionsbatteriemodule relativ flach und langgestreckt ausgebildet und werden in Fahrzeug-Querrichtung verbaut, so dass jedes Traktionsbatteriemodul mit seiner Längserstreckung in Fahrzeug-Querrichtung orientiert ist und ein tragendes Strukturteil des Fahrzeugrahmens bildet, der insbesondere Querkräfte im Crashfall aufnehmen soll.A typical automotive traction battery module includes a relatively rigid and rectangular housing that fluid-tightly houses one or more battery cell stacks. In addition to sealing the battery cell stack, the traction battery module housing also provides mechanical protection and, in particular, crash protection. Typically, traction battery modules are relatively flat and elongated and are installed in the transverse direction of the vehicle, so that each traction battery module is oriented with its longitudinal extent in the transverse direction of the vehicle and forms a load-bearing structural part of the vehicle frame, which is intended to absorb lateral forces in the event of a crash.

Üblicherweise besteht das Traktionsbatteriemodul- Gehäuse aus Metall, insbesondere aus Aluminium. Aus DE 10 2011 076 583 A1 , DE 10 2011 085 965 A1 , DE 10 2010 040 731 A1 und DE 11 2015 001 861 T5 sind Traktionsbatteriemodul-Gehäuse aus faserverstärktem Kunststoff bekannt, die eine fluiddichte Unterbringung der Batteriezellen-Stapel ermöglichen und eine erhebliche Gewichtsersparnis ermöglichen. Die mechanische Anbindung derartiger Traktionsbatteriemodul-Gehäuse an den Fahrzeugrahmen ist jedoch schwierig und aufwendig.The traction battery module housing is usually made of metal, in particular aluminum. Out of DE 10 2011 076 583 A1 , DE 10 2011 085 965 A1 , DE 10 2010 040 731 A1 and DE 11 2015 001 861 T5 Traction battery module housings made of fiber-reinforced plastic are known, which enable fluid-tight accommodation of the battery cell stack and enable significant weight savings. However, the mechanical connection of such traction battery module housings to the vehicle frame is difficult and expensive.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein leichtes Traktionsbatteriemodul-Gehäuse mit einfacher Anbindbarkeit an den Fahrzeugrahmen zu schaffen.In contrast, the object of the invention is to create a lightweight traction battery module housing that can be easily connected to the vehicle frame.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul-Gehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved according to the invention with a motor vehicle traction battery module housing having the features of claim 1.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Traktionsbatterie-Modul dient der Aufnahme mindestens eines Batteriezellen-Stapels, vorzugsweise jedoch von zwei oder vier Batteriezellen-Stapeln. Unter einem Batteriezellen-Stapel ist vorliegend ein zusammengefasstes Bündel mehrerer Batteriezellen zu verstehen, die seriell und/oder parallel miteinander elektrisch verschaltet sind.The motor vehicle traction battery module according to the invention serves to accommodate at least one battery cell stack, but preferably two or four battery cell stacks. A battery cell stack is to be understood in the present case as a combined bundle of several battery cells which are electrically connected to one another in series and/or in parallel.

Das quaderförmige Traktionsbatteriemodul-Gehäuse weist einen vierseitigen Gehäuse-Grundkörper auf, der eine horizontale und im Wesentlichen ebene Bodenwand, eine hierzu parallele und in Vertikalrichtung beabstandete und ebenfalls im Wesentlichen ebene Deckenwand, sowie zwei zueinander parallele und in Längsrichtung zueinander beabstandete vertikale Seitenwände bildet. Die beiden Seitenwände können ebenfalls im Wesentlichen eben ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der vierseitige Gehäuse-Grundkörper einstückig ausgebildet und besteht aus einem faserverstärkten Kunststoff.The cuboid traction battery module housing has a four-sided housing base body, which forms a horizontal and essentially flat bottom wall, a parallel top wall that is spaced apart in the vertical direction and is also essentially flat, and two vertical side walls that are parallel to one another and spaced apart from one another in the longitudinal direction. The two side walls can also be essentially planar. The four-sided housing base body is preferably designed in one piece and consists of a fiber-reinforced plastic.

Zur strukturellen Stabilisierung des Gehäuses kann gehäuseintern in der Mitte des Gehäuse-Grundkörpers eine einteilige oder zweiteilige vertikale Trennwand vorgesehen sein, die sich parallel zu den beiden Seitenwänden in der Gehäusemitte in Querrichtung erstreckt. Die Trennwand trennt gegebenenfalls zwei zueinander benachbarte Batteriezellen-Stapel eines Batteriezellen-Stapel-Paares.In order to structurally stabilize the housing, a one-part or two-part vertical partition wall can be provided inside the housing in the middle of the housing base body, which partition wall extends parallel to the two side walls in the middle of the housing in the transverse direction. If necessary, the partition separates two mutually adjacent battery cell stacks of a pair of battery cell stacks.

Das Traktionsbatteriemodul-Gehäuse weist ferner zwei in Querrichtung zueinander beabstandete vertikale Stirnwände auf, wobei jede Stirnwand von einem Kunststoffkörper gebildet ist. Die Stirnwände werden in der Regel zunächst separat von dem Gehäuse-Grundkörper hergestellt, und werden erst nach dem Einbringen der Batteriezellen-Stapel in den Gehäuse-Grundkörper auf die offenen Querenden des Gehäuse-Grundkörpers aufgesetzt und mit diesem verbunden, beispielsweise mit diesem verklebt, verschweißt und/oder verschraubt.The traction battery module housing further includes two transversely spaced vertical end walls, each end wall being formed from a plastic body. The end walls are usually initially manufactured separately from the basic housing body and are only placed on the open transverse ends of the basic housing body and connected to it, for example glued or welded to it, after the battery cell stack has been introduced into the basic housing body and/or screwed.

Jeder Stirnwand-Kunststoffkörper weist mindestens eine bevorzugt hohlzylindrische Metallhülse auf, die unlösbar mit dem Stirnwand-Kunststoffkörper verbunden ist. Die Metallhülse wird bereits während der Herstellung der betreffenden Stirnwand in den Kunststoffkörper integriert und wird hierbei kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig und unlösbar bzw. unverlierbar in den betreffenden Grundstoffkörper eingebunden.Each bulkhead plastic body has at least one preferably hollow-cylindrical metal sleeve which is non-detachably connected to the bulkhead plastic body. The metal sleeve is already integrated into the plastic body during the manufacture of the end wall in question and is thereby incorporated in the relevant base material body in a force-fitting and/or form-fitting and/or cohesive and non-detachable or captive manner.

Unter einer Metallhülse ist vorliegend jeder im Wesentlichen rotationssymmetrische Körper zu verstehen, der eine formschlüssige Fixierung am Fahrzeugrahmen erlaubt. Vorzugsweise ist die Metallhülse hohlzylindrisch ausgebildet und erlaubt auf diese Weise ihre direkte Fixierung an einem Fahrzeugrahmen durch ein korrespondierendes Maschinenelement, beispielsweise durch einen korrespondierenden Bolzen, Gewindebolzen, eine korrespondierende Gewindeschraube u.ä. Die Metallhülse ist insbesondere aus Aluminium, einem Stahl oder Titan gebildet, um einen harten Verschraubungsfall ohne Setzen zu ermöglichen.In the present case, a metal sleeve is to be understood as meaning any essentially rotationally symmetrical body that allows a form-fitting fixation on the vehicle frame. The metal sleeve is preferably designed as a hollow cylinder and in this way allows it to be fixed directly to a vehicle frame by a corresponding machine element, for example by a corresponding bolt, threaded bolt, a corresponding threaded screw and the like. The metal sleeve is in particular formed from aluminum, steel or titanium in order to enable a hard screw connection without setting.

Durch die Integration der Metallhülse in den Stirnwand-Kunststoffkörper wird eine stabile Montage des Traktionsbatteriemodul- Gehäuses in bzw. an dem Fahrzeugrahmen sehr vereinfacht. Insbesondere ist die hohlzylindrische Metallhülse dazu geeignet, mit einem Gewindebolzen bzw. einer Gewindeschraube am Fahrzeugrahmen fixiert zu werden, da die Metallhülse hohe Druckkräfte aufnehmen kann.The integration of the metal sleeve in the bulkhead plastic body greatly simplifies stable assembly of the traction battery module housing in or on the vehicle frame. In particular, the hollow-cylindrical metal sleeve is suitable for being fixed to the vehicle frame with a threaded bolt or a threaded screw, since the metal sleeve can absorb high compressive forces.

Die Bezeichnung „Vertikalrichtung“ bezieht sich vorliegend stets auf die Einbaulage im Kraftfahrzeug. Die Bezeichnungen „Längsrichtung“ und „Querrichtung“ beziehen sich nicht notwendigerweise auf die Einbaulage im Kraftfahrzeug, jedoch beziehen sie sich auf die bevorzugte Einbaulage im Kraftfahrzeug. Das Traktionsbatteriemodul-Gehäuse hat bevorzugt eine horizontalflächige Ausdehnung, so dass die Höhe des Traktionsbatteriemodul-Gehäuses kleiner ist als seine Erstreckung in Querrichtung und in Längsrichtung.In the present case, the designation “vertical direction” always refers to the installation position in the motor vehicle. The designations "longitudinal direction" and "transverse direction" do not necessarily refer to the installation position in the motor vehicle, but they relate to the preferred installation position in the motor vehicle. The traction battery module housing preferably has a horizontal extension, so that the height of the traction battery module housing is smaller than its extension in the transverse direction and in the longitudinal direction.

Vorzugsweise ist die Metallhülse in Vertikalrichtung ausgerichtet, so dass sie bei der Montage am Fahrzeugrahmen problemlos von unten aus am Fahrzeugrahmen montiert werden kann. Besonders bevorzugt weist jede Stirnwand jeweils zwei zueinander parallel angeordnete Metallhülsen auf, die in einer gemeinsamen Längsebene stehen und in Längsrichtung zueinander beabstandet ist sind. Das Traktionsbatteriemodul-Gehäuse kann auf diese Weise an vier Punkten mit dem Fahrzeugrahmen verbunden werden, so dass die strukturelle Qualität der Anbindung an den Fahrzeugrahmen verbessert ist.The metal sleeve is preferably aligned in the vertical direction so that it can be mounted on the vehicle frame from below without any problems during assembly on the vehicle frame. Particularly preferably, each end wall has two metal sleeves arranged parallel to one another, which stand in a common longitudinal plane and are spaced apart from one another in the longitudinal direction. In this way, the traction battery module housing can be connected to the vehicle frame at four points, so that the structural quality of the connection to the vehicle frame is improved.

Vorzugsweise ist die Metallhülse über mindestens 90 % ihrer Hülsenlänge in den Stirnwand-Kunststoffkörper vollständig eingebettet. Hierdurch wird ein starker Schluss zwischen der Metallhülse und dem Stirnwand-Kunststoffkörper erreicht.The metal sleeve is preferably completely embedded in the bulkhead plastic body over at least 90% of its sleeve length. This achieves a strong connection between the metal sleeve and the bulkhead plastic body.

Besonders bevorzugt weist die Metallhülse an ihren beiden Vertikalenden einen Kragenflansch auf. Hierdurch wird die Metallhülse zum Einen in Vertikalrichtung in dem Stirnwand-Kunststoffkörper formschlüssig fixiert, und bietet die Metallhülse zum Anderen für einen Schraubenkopf oder eine Gewindemutter eine entsprechend große Auflagefläche.The metal sleeve particularly preferably has a collar flange at its two vertical ends. As a result, the metal sleeve is fixed in a form-fitting manner in the vertical direction in the end wall plastic body, and the metal sleeve also offers a correspondingly large contact surface for a screw head or a threaded nut.

Vorzugsweise ist der vierseitige Gehäuse-Grundkörper einstückig ausgebildet und besteht aus einem faserverstärkten Kunststoff. Besonders bevorzugt haben die Fasern des faserverstärkten Gehäuse-Grundkörpers eine Vorzugsrichtung in Querrichtung. Ganz besonders bevorzugt sind die Fasern aus sogenannten Endlosfasern gebildet und weisen zu mindestens 50 % eine Orientierung in Querrichtung auf. Die Querrichtung ist die Richtung senkrecht zu den beiden Stirnwänden.The four-sided housing base body is preferably designed in one piece and consists of a fiber-reinforced plastic. The fibers of the fiber-reinforced housing base body particularly preferably have a preferred direction in the transverse direction. The fibers are very particularly preferably formed from so-called endless fibers and are oriented to at least 50% in the transverse direction. The transverse direction is the direction perpendicular to the two end walls.

Vorzugsweise ist der Gehäuse-Grundkörper ein Trusionsprofil-Körper, der also durch Extrusion, durch Pullwindingtrusion oder durch Pultrusion hergestellt ist. Die Kunststoffmatrix des Gehäuse-Grundkörpers wird vorzugsweise von einem Duroplast, beispielsweise einem Epoxidharz oder Polyurethan, oder einem Thermoplast, beispielsweise Polypropylen oder Polyamid, gebildet. Die Fasern sind bevorzugt Kohlenstofffasern, können jedoch auch Glasfasern und/oder Basaltfasern sein.The housing base body is preferably a truss profile body, which is thus produced by extrusion, by pull-winding extrusion or by pultrusion. The plastic matrix of the housing base body is preferably formed from a duroplastic, for example an epoxy resin or polyurethane, or a thermoplastic, for example polypropylene or polyamide. The fibers are preferably carbon fibers, but can also be glass fibers and/or basalt fibers.

Vorzugsweise ist der Stirnwand-Kunststoffkörper ein Spritzgussteil, das besonders bevorzugt faserverstärkt ist, und das besonders bevorzugt mit Kunststofffasern verstärkt ist. Als Kunststoff für den Stirnwand-Kunststoffkörper ist insbesondere ein Duroplast bevorzugt. Besonders bevorzugt wird der Stirnwand-Kunststoffkörper aus einem Sheet Moulding Compound oder einem Bulk Moulding Compound hergestellt.The bulkhead plastic body is preferably an injection molded part which is particularly preferably fiber-reinforced and which is particularly preferably reinforced with plastic fibers. A duroplast is particularly preferred as the plastic for the bulkhead plastic body. The bulkhead plastic body is particularly preferably produced from a sheet molding compound or a bulk molding compound.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul-Gehäuses mit einem vierseitigen Gehäuse-Grundkörper und den zwei noch nicht montierten Stirnwand-Kunststoffkörpern,
  • 2 einen perspektivischen vertikalen Längsschnitt des Traktionsbatteriemodul-Gehäuses der 1 mit einem eingebauten Batteriezellen-Stapel, und
  • 3 einen perspektivischen vertikalen Querschnitt des Traktionsbatterie-Modulgehäuses der 1 mit montierten Stirnwand-Kunststoffkörper.
An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:
  • 1 a perspective view of a motor vehicle traction battery module housing according to the invention with a four-sided housing base body and the two front wall plastic bodies that have not yet been assembled,
  • 2 a perspective vertical longitudinal section of the traction battery module housing 1 with a built-in battery cell stack, and
  • 3 a perspective vertical cross-section of the traction battery module housing 1 with mounted bulkhead plastic body.

In den Figuren ist ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul-Gehäuse 10 bzw. ein Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul 10' (2) dargestellt. Das Traktionsbatteriemodul 10' besteht aus einem Traktionsbatteriemodul-Gehäuse 10, das in den 1 und 3 dargestellt ist, sowie mehreren in das Traktionsbatteriemodul-Gehäuse 10 eingebauten Batteriezellen-Stapeln 18, wie in 2 erkennbar ist.The figures show a motor vehicle traction battery module housing 10 according to the invention or a motor vehicle traction battery module 10' ( 2 ) shown. The traction battery module 10 'consists of a traction battery module housing 10 in the 1 and 3 is shown, as well as a plurality of battery cell stacks 18 built into the traction battery module housing 10, as shown in FIG 2 is recognizable.

Das Traktionsbatteriemodul-Gehäuse 10 ist in der 1 vor seinem Zusammenbau dargestellt, und besteht in diesem Zustand aus drei Teilen, nämlich einem vierseitigen rechteckigen Gehäuse-Grundkörper 20 und zwei deckelartigen Stirnwänden 30,30'. Der Gehäuse-Grundkörper 20 weist eine horizontale Bodenwand 21, eine hierzu parallele und in Vertikalrichtung z beabstandete horizontale Deckenwand 22 und zwei zueinander parallele und in Längsrichtung y zueinander beabstandete vertikale Seitenwände 23,24 auf. Ferner ist der von dem Grundkörper 20 umschlossene Innenraum durch eine vertikale Trennwand 25, die parallel zu den Seitenwänden 23,24 angeordnet ist, in zwei Hälften getrennt.The traction battery module housing 10 is in the 1 shown before its assembly, and consists in this state of three parts, namely a four-sided rectangular housing body 20 and two lid-like end walls 30,30 '. The basic housing body 20 has a horizontal bottom wall 21, a horizontal top wall 22 parallel thereto and spaced apart in the vertical direction z, and two vertical side walls 23, 24 parallel to one another and spaced apart from one another in the longitudinal direction y. Furthermore, the interior space enclosed by the base body 20 is divided into two halves by a vertical partition wall 25 which is arranged parallel to the side walls 23,24.

Der Gehäuse-Grundkörper 20 ist wird von einem einstückigen faserverstärkten Kunststoffkörper 20' gebildet. Die Kunststoff-Matrix des Kunststoffkörpers 20' besteht beispielsweise aus Duroplast, beispielsweise einem Epoxidharz oder einem Polyurethan, kann jedoch auch aus einem Thermoplast bestehen, beispielsweise Polypropylen oder Polyamid. Die Fasern sind vorzugsweise Kohlenstofffasern. Der Gehäuse-Grundkörper 20 kann in einem Truisionsverfahren mit sog. Endlos-Kohlenstofffasern hergestellt sein, also in einem Pultrusions- oder einem Extrusions-Verfahren. Die Kohlenstofffasern in dem Gehäuse-Grundkörper 20 bzw. in dem Gehäuse-Kunststoffkörper 20' haben eine größtenteils quergerichtete Ausrichtung, sind also in Profil-Längsrichtung des Profil-Kunststoffkörpers 20' orientiert. Ergänzend können in anderen Orientierungen weitere Kohlenstofffasern, Glasfasern und/oder Basaltfasern. vorgesehen sein.The housing base body 20 is formed by a one-piece fiber-reinforced plastic body 20'. The plastic matrix of the art The material body 20' consists, for example, of duroplast, for example an epoxy resin or a polyurethane, but can also consist of a thermoplastic, for example polypropylene or polyamide. The fibers are preferably carbon fibers. The housing base body 20 can be produced in a trusion process with so-called continuous carbon fibers, ie in a pultrusion or an extrusion process. The carbon fibers in the housing base body 20 or in the housing plastic body 20' have a largely transverse alignment, ie are oriented in the longitudinal direction of the profile plastic body 20'. Additional carbon fibers, glass fibers and/or basalt fibers can be used in other orientations. be provided.

Die in einer Vertikalebene stehenden Stirnwände 30,30' werden jeweils von einem Stirnwand-Kunststoffkörper 32 gebildet, die beide praktisch identisch miteinander sind. Die Stirnwände 30,30' sind im in der 2 dargestellten montierten Zustand parallel zueinander und in Querrichtung X zueinander beabstandet angeordnet. Die Stirnwand-Kunststoffkörper 32 bestehen ebenfalls aus einem faserverstärkten Kunststoff und sind beispielsweise als Spritzgussteile hergestellt. Als Kunststoff wird beispielsweise ein Thermoplast verwendet. Die Fasern sind vorzugsweise Kohlenstofffasern.Standing in a vertical plane end walls 30,30 'are each formed by an end wall plastic body 32, both of which are practically identical to each other. The end walls 30,30 'are in the 2 shown mounted state parallel to each other and spaced apart in the transverse direction X. The bulkhead plastic bodies 32 also consist of a fiber-reinforced plastic and are produced, for example, as injection molded parts. A thermoplastic, for example, is used as the plastic. The fibers are preferably carbon fibers.

Der Stirnwand-Kunststoffkörper 32 weist jeweils eine konvexe Ausstülpung 34 auf, die sich in der Längsrichtung über die Stirnwand-Länge linear erstreckt. An den beiden Längsenden der Ausstülpung 34 ist jeweils eine Metallhülse 40 unlösbar in den Stirnwand-Kunststoffkörper 32 eingebettet und mit diesem verbunden, beispielsweise verklebt.Each end wall plastic body 32 has a convex protuberance 34 linearly extending in the longitudinal direction over the end wall length. At the two longitudinal ends of the protuberance 34, a metal sleeve 40 is permanently embedded in the end wall plastic body 32 and connected to it, for example glued.

Die beiden Metallhülsen 40 einer Stirnwand 30,30' sind jeweils in Vertikalrichtung z ausgerichtet, stehen in einer gemeinsamen Längsebene und sind in Längsrichtung Y zueinander beabstandet angeordnet. Jede Metallhülse 40 weist an ihren Längsenden jeweils einen Kragenflansch 44,44' auf, der nicht in den Stirnwand-Kunststoffkörper 32 eingebettet ist. Im Ergebnis ist der Hülsenkörper 42 mit über 90 % seiner Hülsenlänge V 40 in eine entsprechende Zylinderöffnung 36 des Stirnwand-Kunststoffkörpers 32 eingebettet. Die Metallhülse 40 weist innenseitig eine vollständig durchgehende zylindrische Hülsenöffnung 43 auf.The two metal sleeves 40 of an end wall 30, 30' are each aligned in the vertical direction z, stand in a common longitudinal plane and are arranged spaced apart from one another in the longitudinal direction Y. Each metal sleeve 40 has a collar flange 44 , 44 ′ at its longitudinal ends, which is not embedded in the end wall plastic body 32 . As a result, the sleeve body 42 is embedded with more than 90% of its sleeve length V 40 in a corresponding cylinder opening 36 of the end wall plastic body 32 . The metal sleeve 40 has a completely continuous cylindrical sleeve opening 43 on the inside.

Der Stirnwand-Kunststoffkörper 32 weist über den gesamten Öffnungsumfang eine in Querrichtung von der Stirnwand-Grundebene abragende und in der Öffnung umlaufende Dichtlippe 36 auf, die in den Gehäuse-Innenraum hineinragt und an dem korrespondierenden Öffnungsrand des Gehäuse-Grundkörpers 20 dichtend anliegt.The end wall plastic body 32 has a sealing lip 36 over the entire circumference of the opening, which projects in the transverse direction from the end wall base plane and runs around the opening, protruding into the housing interior and sealingly abuts the corresponding opening edge of the housing base body 20.

Die Innenseite der Wände des Gehäuse-Grundkörpers 20 können eine Querstrukturierung 50 aufweisen, die aus in Querrichtung orientierten Nuten 54 und Stegen 52 gebildet ist.The inside of the walls of the housing base body 20 can have a transverse structuring 50 which is formed from grooves 54 and webs 52 oriented in the transverse direction.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102011076583 A1 [0003]DE 102011076583 A1 [0003]
  • DE 102011085965 A1 [0003]DE 102011085965 A1 [0003]
  • DE 102010040731 A1 [0003]DE 102010040731 A1 [0003]
  • DE 112015001861 T5 [0003]DE 112015001861 T5 [0003]

Claims (12)

Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul-Gehäuse (10) zur Aufnahme mindestens eines Batteriezellen-Stapels (18), mit einem vierseitigen Gehäuse-Grundkörper (20), der eine horizontale Bodenwand (21), eine hierzu parallele und in Vertikalrichtung (z) beabstandete horizontale Deckenwand (22) und zwei zueinander parallele und in Längsrichtung (y) zueinander beabstandete vertikale Seitenwände (23,24) aufweist, und zwei zueinander parallelen und in Querrichtung (x) zueinander beabstandeten vertikalen Stirnwänden (30,30'), wobei jede Stirnwand (30,30') von einem Kunststoffkörper (32) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirnwand-Kunststoffkörper (32) mindestens eine Metallhülse (40) aufweist, die unlösbar mit dem Stirnwand-Kunststoffkörper (32) verbunden ist.Motor vehicle traction battery module housing (10) for accommodating at least one battery cell stack (18), with a four-sided housing base body (20) which has a horizontal bottom wall (21), a horizontal top wall ( 22) and two vertical side walls (23, 24) parallel to one another and spaced apart from one another in the longitudinal direction (y), and two vertical end walls (30, 30') parallel to one another and spaced apart from one another in the transverse direction (x), each end wall (30, 30') is formed by a plastic body (32), characterized in that the bulkhead plastic body (32) has at least one metal sleeve (40) which is permanently connected to the bulkhead plastic body (32). Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul-Gehäuse (10) nach Anspruch 1, wobei die Metallhülse (40) in Vertikalrichtung (z) ausgerichtet ist.Motor vehicle traction battery module housing (10) after claim 1 , wherein the metal sleeve (40) is aligned in the vertical direction (z). Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul-Gehäuse (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei jede Stirnwand (30,30') zwei zueinander parallel angeordnete Metallhülsen (40) aufweist, die in einer gemeinsamen Längsebene stehen und in Längsrichtung (y) zueinander beabstandet sind.Motor vehicle traction battery module housing (10) according to one of the preceding claims, wherein each end wall (30, 30') has two metal sleeves (40) arranged parallel to one another, which stand in a common longitudinal plane and are spaced apart from one another in the longitudinal direction (y). Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul-Gehäuse (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Metallhülse (40) über mindestens 90 % ihrer Hülsenlänge (V40) in den Stirnwand-Kunststoffkörper (32) vollständig eingebettet ist.Motor vehicle traction battery module housing (10) according to one of the preceding claims, wherein the metal sleeve (40) is completely embedded in the bulkhead plastic body (32) over at least 90% of its sleeve length (V40). Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul-Gehäuse (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Metallhülse (40) endseitig einen Kragenflansch (44,44') aufweist.Motor vehicle traction battery module housing (10) according to one of the preceding claims, wherein the metal sleeve (40) has a collar flange (44, 44') at the end. Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul-Gehäuse (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der vierseitige Gehäuse-Grundkörper (20) einstückig ausgebildet ist und aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht.Motor vehicle traction battery module housing (10) according to one of the preceding claims, wherein the four-sided housing base body (20) is designed in one piece and consists of a fiber-reinforced plastic. Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul-Gehäuse (10) nach Anspruch 6, wobei die Fasern des faserverstärkten Kunststoff-Gehäuse-Grundkörpers (20) eine Vorzugsrichtung in Querrichtung (x) haben.Motor vehicle traction battery module housing (10) after claim 6 , wherein the fibers of the fiber-reinforced plastic housing base body (20) have a preferred direction in the transverse direction (x). Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul-Gehäuse (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Gehäuse-Grundkörper (20) ein Pultrusionsprofil, Pullwindingprofil oder Extrusionsprofil ist.Motor vehicle traction battery module housing (10) according to one of the preceding claims, wherein the housing base body (20) is a pultrusion profile, pull-winding profile or extrusion profile. Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul-Gehäuse (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Stirnwand-Kunststoffkörper (32) aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht.An automotive traction battery module housing (10) according to any one of the preceding claims, wherein the bulkhead plastic body (32) is made of a fiber reinforced plastic. Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul-Gehäuse (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Stirnwand-Kunststoffkörper (32) ein Spritzgussteil, oder ein LFT-Pressbauteil oder SMC-Pressbauteil ist.Motor vehicle traction battery module housing (10) according to one of the preceding claims, wherein the bulkhead plastic body (32) is an injection molded part, or an LFT pressed component or an SMC pressed component. Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul-Gehäuse (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Faserverstärkung des Gehäuse-Grundkörpers (20) und/oder des Stirnwand-Kunststoffkörper (32) aus Kohlenstofffasern gebildet ist.Motor vehicle traction battery module housing (10) according to one of the preceding claims, wherein the fiber reinforcement of the housing base body (20) and/or the bulkhead plastic body (32) is formed from carbon fibers. Kraftfahrzeug-Traktionsbatteriemodul (10') mit einem Traktionsbatteriemodul- Gehäuse (10) mit den Merkmalen einer der vorangegangenen Ansprüche und mindestens einem Batteriezellen-Stapel (18).Motor vehicle traction battery module (10') with a traction battery module housing (10) having the features of one of the preceding claims and at least one battery cell stack (18).
DE102021113221.5A 2021-05-21 2021-05-21 Automotive traction battery module housing Pending DE102021113221A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021113221.5A DE102021113221A1 (en) 2021-05-21 2021-05-21 Automotive traction battery module housing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021113221.5A DE102021113221A1 (en) 2021-05-21 2021-05-21 Automotive traction battery module housing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021113221A1 true DE102021113221A1 (en) 2022-11-24

Family

ID=83898812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021113221.5A Pending DE102021113221A1 (en) 2021-05-21 2021-05-21 Automotive traction battery module housing

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021113221A1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007280854A (en) 2006-04-10 2007-10-25 Nissan Motor Co Ltd Battery pack
DE102010040731A1 (en) 2010-09-14 2012-03-15 Robert Bosch Gmbh Battery case, battery with battery case and motor vehicle with a corresponding battery
DE102011076583A1 (en) 2011-05-27 2012-11-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energy storage module of several particular prismatic memory cells and method for producing an energy storage module
DE102011085965A1 (en) 2011-11-09 2013-05-16 Sb Limotive Company Ltd. Battery and motor vehicle
DE102013204180A1 (en) 2013-03-12 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh A housing for receiving a cell pack, battery, method for producing a battery and method for producing a fiber-reinforced plastic component for housing a battery
DE112015001861T5 (en) 2014-06-20 2017-03-30 Robert Bosch Gmbh Battery module with cell fixation
DE102017125347A1 (en) 2016-11-01 2018-05-03 Ford Global Technologies, Llc DRIVE BATTERY MOUNTING ASSEMBLY AND FASTENING METHOD
DE102017203321A1 (en) 2017-03-01 2018-09-06 Audi Ag Modular system for traction batteries of motor vehicles

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007280854A (en) 2006-04-10 2007-10-25 Nissan Motor Co Ltd Battery pack
DE102010040731A1 (en) 2010-09-14 2012-03-15 Robert Bosch Gmbh Battery case, battery with battery case and motor vehicle with a corresponding battery
DE102011076583A1 (en) 2011-05-27 2012-11-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energy storage module of several particular prismatic memory cells and method for producing an energy storage module
DE102011085965A1 (en) 2011-11-09 2013-05-16 Sb Limotive Company Ltd. Battery and motor vehicle
DE102013204180A1 (en) 2013-03-12 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh A housing for receiving a cell pack, battery, method for producing a battery and method for producing a fiber-reinforced plastic component for housing a battery
DE112015001861T5 (en) 2014-06-20 2017-03-30 Robert Bosch Gmbh Battery module with cell fixation
DE102017125347A1 (en) 2016-11-01 2018-05-03 Ford Global Technologies, Llc DRIVE BATTERY MOUNTING ASSEMBLY AND FASTENING METHOD
DE102017203321A1 (en) 2017-03-01 2018-09-06 Audi Ag Modular system for traction batteries of motor vehicles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017004902A1 (en) Gas storage device
DE102017217887B4 (en) Battery arrangement and vehicle with such a battery arrangement
WO2012013303A1 (en) Fastening system for a fibre-reinforced plastics profile
DE102010037459A1 (en) Carrier for use in motor car, comprises hollow closed carrier profile-forming lower component which has rib-shaped portion to which inner wall of upper component is supported
DE102010037462A1 (en) Carrier e.g. A-pillar, for cabriolet, has carrier profile formed by components, where tensile side of carrier is stretched more than pressure side during bending load, and parts of tensile side are deformable in elastic manner
DE102015008261A1 (en) Impact beam, side door and vehicle
DE102009030583A1 (en) Fuel tank for vehicle, has tank bottom, tank walls, tank cover, opening, for filling fuel in fuel tank and opening for removing fuel from fuel tank
DE102012016728A1 (en) Carrier structure i.e. integral carrier, for motor car, has two longitudinal beams connected together by cross beam, which comprises fiber reinforced plastic, where longitudinal beams comprise metal or metal alloy
DE102018129893B4 (en) Battery module housing, support bracket for arrangement in a battery module housing and method for producing a support bracket
DE102017204531A1 (en) Arrangement for fixing a battery cell and / or a cell pack and battery housing with at least one such arrangement
DE102012018947A1 (en) Fastening element, in particular cage nut
DE102008026334A1 (en) Rear or front cross beam for frame structure of motor vehicle, has crash unit arranged in longitudinal end region, where beam is designed as one-sided open cap profile with cross section depth that change in longitudinal direction of beam
DE102016206642A1 (en) structural component
DE102007002209A1 (en) Underbody cover for motor vehicle i.e. car, has reinforcement element connected with cover and arranged outside cover, where element is made of material having higher rigidity than plastic, and runs in longitudinal direction of vehicle
DE102021113221A1 (en) Automotive traction battery module housing
DE102013002537A1 (en) Ground sill structure arrangement of motor vehicle, has reinforcement structure that is arranged in floor structure and aligned transverse to vehicle longitudinal axis, same as energy-absorbing module
DE102015109863A1 (en) Vehicle component and method
DE102004029031B4 (en) Hybrid structural component
DE202009012430U1 (en) base support
DE102018200454A1 (en) Motor vehicle with a body and an attachment
DE102014200671A1 (en) Support structure for a motor vehicle, axle and vehicle with a support structure
DE102015013708A1 (en) Cross member for a bumper of a motor vehicle, bumper and cars
WO2020089298A1 (en) Module element for a battery module, and battery module
DE102019107864A1 (en) Cross member arrangement
DE102019208165B3 (en) Leaf spring receptacle for receiving a leaf spring of a motor vehicle, leaf spring clamp and motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication