DE102009033076A1

DE102009033076A1 - Verfahren zur Anordnung von zylinderförmigen Batteriezellen zu einem Batteriemodul für ein Fahrzeug sowie entsprechend ausgestaltete(s) Batteriemodul, Batteriemodulanordnung und Fahrzeug

Info

Publication number: DE102009033076A1
Application number: DE102009033076A
Authority: DE
Inventors: Dirk Gildemann; Dirk JÄSCHKE
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2009-07-03
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2029-07-04
Also published as: DE102009033076B4

Abstract

Zylinderförmige Batteriezellen (5) werden zu einem Batteriemodul (1) für ein Fahrzeug (10) angeordnet. Dabei werden mehrere Batteriezellen (5) jeweils mit derselben Zylinderachsenrichtung (9) derart zu einem Batteriemodul (1) zusammengefügt, dass ein Querschnitt jedes Batteriemoduls (1) senkrecht zu der Zylinderachsenrichtung (9) im Wesentlichen die Form eines gleichschenkligen Dreiecks (2, 3) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, um zylinderförmige Batteriezellen zu einem Batteriemodul und mehrere dieser Batteriemodule in einem Fahrzeug anzuordnen. Darüber hinaus beschreibt die vorliegende Erfindung ein entsprechend ausgestaltetes Batteriemodul, eine entsprechend ausgestaltete Batteriemodulanordnung und ein entsprechend ausgestaltetes Fahrzeug.
Eine Verdrahtung von einzelnen Batteriezellen in einem Batteriekasten beispielsweise für ein Serien-Elektro-Fahrzeug ist sehr aufwändig. Daher ist es beispielsweise aus der DE 100 64 648 C2 bekannt, Batteriezellen in einzelnen Batteriemodulen anzuordnen. Dabei ist es wichtig, dass durch eine Anordnung von mehreren Batteriemodulen bei einem beliebig vorgegebenen Bauraum möglichst wenig Platz verloren geht, in welchem keine Batteriezellen angeordnet sind.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Batteriezellen derart zu einem Batteriemodul anzuordnen, dass ein beliebig vorgegebener Bauraum mit möglichst vielen Batteriezellen ausgefüllt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Anordnung von zylinderförmigen Batteriezellen zu einem Batteriemodul nach Anspruch 1, durch ein Batteriemodul nach Anspruch 10, durch eine Batteriemodulanordnung nach Anspruch 16 und durch ein Fahrzeug nach Anspruch 18 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Anordnung von zylinderförmigen Batteriezellen zu einem Batteriemodul für ein Fahrzeug bereitgestellt. Dabei werden mehrere Batteriezellen, deren Zylinderachsenrichtung jeweils in dieselbe Richtung weist, zu einem Batteriemodul zusammengefügt. Ein Querschnitt dieses Batteriemoduls senkrecht zu derselben Zylinderachsenrichtung gesehen, weist dabei im Wesentlichen die Form eines gleichschenkligen Dreiecks auf. Die Anzahl der Batteriezellen pro Batteriemodul ist dabei vorteilhafterweise geradzahlig, um eine elektrische Verschaltung der Batteriezellen im Batteriemodul zu erleichtern. Darüber hinaus umfasst ein Batteriemodul insbesondere mindestens sechs Batteriezellen.
”Im Wesentlichen die Form eines gleichschenkligen Dreiecks” bedeutet dabei, dass die einzelnen Batteriezellen des Batteriemoduls symmetrisch zu einer Mittelsenkrechten des gleichschenkligen Dreiecks angeordnet werden. Allerdings weisen die Schenkel des gleichschenkligen Dreiecks aufgrund der zylinderförmigen Batteriezellen insbesondere eine wellenförmige Form auf.
Aufgrund der Dreiecksform oder Pyramidenform der Batteriemodule können mehrere Batteriemodule in unterschiedlichen Anordnungen verschachtelt beispielsweise in einem Batteriekasten derart angeordnet werden, dass nahezu kein Stauraum frei bleibt, in welchem keine Batteriezellen angeordnet sind, wie es im Folgenden noch im Detail erläutert wird. Dabei umfasst jedes Batteriemodul der Batteriemodulanordnung am besten genau sechs Batteriezellen. Es ist allerdings auch möglich, dass eine Batteriemodulanordnung aus Batteriemodulen besteht, welche unterschiedliche Anzahlen von Batteriezellen aufweisen. D. h. dieselbe erfindungsgemäße Batteriemodulanordnung kann beispielsweise Batteriemodule mit sechs Batteriezellen, Batteriemodule mit zehn Batteriezellen und Batteriemodule mit einer anderen Anzahl von Batteriezellen als sechs und zehn aufweisen.
Vorteilhafterweise weist jedes Batteriemodul Befestigungsmittel auf, womit das entsprechende Batteriemodul mit einem benachbarten Batteriemodul verbunden werden kann.
Betrachtet man ein erfindungsgemäßes Batteriemodul in einem Querschnitt senkrecht zu der Zylinderachsenrichtung der Batteriezellen, so können die Batteriezellen dieses Batteriemoduls bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform in geradlinigen Reihen angeordnet werden. Dabei weist eine erste Reihe nur eine Batteriezelle auf, welche quasi die Spitze des gleichschenkligen Dreiecks ausbildet. Eine zweite unterhalb dieser ersten Reihe angeordnete Reihe von Batteriezellen besteht aus zwei Batteriezellen, welche im gleichen Abstand zu der Mittelsenkrechten des gleichschenkligen Dreiecks angeordnet werden. Jede weitere unterhalb der vorherigen Reihe angeordnete Reihe von Batteriezellen umfasst jeweils eine Batteriezelle mehr als die vorherige Reihe. Beispielsweise umfasst die dritte Reihe (unterhalb der zweiten Reihe) demnach drei Batteriezellen. Dabei ist die mittlere Batteriezelle auf derselben Linie (nämlich der Mittelsenkrechten) unterhalb der Batteriezelle der ersten Reihe angeordnet und die beiden anderen Batteriezellen sind symmetrisch zu der Mittelsenkrechten des gleichschenkligen Dreiecks angeordnet. Eine vierte Reihe bestünde aus vier Batteriezellen, wobei die beiden mittleren Batteriezellen jeweils auf derselben Linie (parallel zu der Mittelsenkrechten) wie die beiden Batteriezellen der zweiten Reihe angeordnet werden während die beiden äußeren Batteriezellen der vierten Reihe wiederum symmetrisch zu der Mittelsenkrechten angeordnet werden.
Erfindungsgemäß ist es möglich, dass es sich bei dem gleichschenkligen Dreieck um ein gleichseitiges Dreieck handelt.
Wenn mehrere Batteriemodule nebeneinander angeordnet werden, weisen die Zylinderachsenrichtungen der Batteriezellen dieser Module vorteilhafterweise jeweils in dieselbe Richtung, d. h. aller Batteriezellen werden parallel zueinander angeordnet. Dabei werden die Batteriemodule insbesondere derart angeordnet, dass jede Basis oder Stirnseite des gleichschenkligen Dreiecks, welches von einem Batteriemodul ausgebildet wird, parallel zu jeder anderen Basis eines gleichschenkligen Dreiecks, welches von einem anderen Batteriemodul ausgebildet wird, liegt. Dabei werden allerdings zwei benachbarte Batteriemodule derart angeordnet, dass die Basis des einen Batteriemoduls der Basis des anderen Batteriemoduls gegenüberliegt, d. h. die gleichschenkligen Dreiecke der benachbarten Batteriemodule sind jeweils um 180° gegeneinander verdreht oder anders ausgedrückt bei dem einen gleichschenkligen Dreieck weist die Spitze nach oben und bei dem dazu benachbarten gleichschenkligen Dreieck weist die Spitze nach unten.
Die zwei benachbarten Batteriemodule können dabei derart zueinander angeordnet werden, dass die jeweils benachbarten Reihen ihrer Batteriezellen eine übergeordnete (Batteriemodul übergreifende) geradlinige Reihe aus Batteriezellen ausbilden. Dabei kann die erste Reihe des einen Batteriemoduls, welche nur aus einer Batteriezelle besteht, mit der dritten Reihe des dazu benachbarten Batteriemoduls, welche drei Batteriezellen umfasst, eine übergeordnete Reihe ausbilden. Es ist allerdings auch möglich, dass die erste Reihe des einen Batteriemoduls mit der zweiten Reihe des dazu benachbarten Batteriemoduls, welche zwei Batteriezellen umfasst, eine übergeordnete Reihe ausbildet. Je nachdem welche der beiden Varianten verwendet wird, entstehen durch die Anordnung der mehreren Batteriemodule entweder drei oder vier übergeordnete Reihen, was auch als drei oder vier Lagen von Batteriezellen bezeichnet wird.
Erfindungsgemäß können zwei benachbarte Module auch derart nebeneinander angeordnet werden, dass die Basis des einen Moduls mit der Basis des dazu benachbarten Moduls direkt verbunden wird. Auf diese Weise kann dann auch eine Batterieanordnung, welche drei oder vier übergeordnete Reihen ausbildet, mit einer anderen Batterieanordnung, welche drei oder vier übergeordnete Reihen ausbildet, miteinander verbunden werden, so dass sich eine größere Batterieanordnung ergibt, welche ihrerseits sechs, sieben oder acht übergeordnete Reihen aufweist. Natürlich können auf diese Weise auch Batterieanordnungen aufgebaut werden, welche 9, 10, 11 usw. Lagen oder übergeordnete Reihen aufweisen, indem mehr als drei Batteriemodule quasi übereinander angeordnet werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Batteriemodul für ein Fahrzeug bereitgestellt. Dabei umfasst das Batteriemodul mehrere zylinderförmige Batteriezellen innerhalb eines Gehäuses. Alle Batteriezellen des Batteriemoduls weisen Zylinderachsenrichtungen auf, welche in dieselbe Richtung zeigen. Ein Querschnitt des Batteriemoduls senkrecht zu dieser selben Zylinderachsenrichtung entspricht im Wesentlichen der Form eines gleichschenkligen Dreiecks.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Batteriemoduls entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anordnung von zylinderförmigen Batteriezellen, welche vorab im Detail ausgeführt worden sind, so dass hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.
Vorteilhafterweise weist das Gehäuse des Batteriemoduls Befestigungsmittel auf, mit welchem das Batteriemodul an entsprechenden Befestigungsmitteln eines benachbarten Batteriemoduls befestigt werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform schmiegt sich das Gehäuse an die zylinderförmigen Mantelflächen der jeweils an einem Rand des Batteriemoduls liegenden Batteriezellen an. Dadurch weist das Gehäuse in einem Querschnitt senkrecht zu der Zylinderachsenrichtung der Batteriezellen gesehen kreissegmentartige Ausbuchtungen und Vertiefungen auf. Dabei entsprechen diese kreissegmentartigen Ausbuchtungen den am Rand des Batteriemoduls liegenden Batteriezellen und die Vertiefungen entsprechen den Zwischenräumen zwischen zwei an diesem Rand liegenden benachbarten Batteriezellen.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist das Batteriemodul auf jeder Gehäuseseite, welche einem Schenkel des gleichschenkligen Dreiecks entspricht, an einer Stelle der maximalen Ausbuchtung entweder eine T-Schiene oder eine T-Nut (d. h. eine Schwalbenschwanzführung) längs der Zylinderachsenrichtung auf. Darüber hinaus weist das Batteriemodul auf jeder Gehäuseseite, welche einem Schenkel des gleichschenkligen Dreiecks entspricht, an einer Stelle der maximalen Vertiefung längs der Zylinderachsenrichtung entweder eine T-Nut oder eine T-Schiene auf. Dabei weist das Batteriemodul an der Ausbuchtung eine T-Schiene auf, wenn es an der Vertiefung eine T-Nut aufweist, und das Batteriemodul weist an der Ausbuchtung eine T-Nut auf, wenn es an der Vertiefung eine T-Schiene aufweist. Dabei ist jede T-Schiene derart ausgestaltet, dass sie mit einer T-Nut in Eingriff gebracht werden kann.
Eine Stelle der maximalen Ausbuchtung befindet sich dort, wo aufgrund der an dieser Stelle befindlichen zylinderförmigen Batteriezelle die Ausbuchtung des Gehäuses, welches sich an die Mantelfläche dieser Batteriezelle anschmiegt, maximal von einer Geraden entfernt ist, welche durch die Mittelpunkte derjenigen Kreise verläuft, die im Querschnitt den Batteriezellen entsprechen, welche an dem dem Schenkel entsprechenden Rand des Batteriemoduls liegen. Eine Stelle der maximalen Vertiefung befindet sich insbesondere derart zwischen zwei Stellen mit maximaler Ausbuchtung, dass der Abstand zwischen der Stelle der maximalen Vertiefung und der einen Stelle mit maximaler Ausbuchtung gleich dem Abstand zwischen der Stelle der maximalen Vertiefung und der anderen Stelle mit maximaler Ausbuchtung ist. Die Stellen mit maximaler Vertiefung weisen darüber hinaus einen minimalen Abstand von der Geraden durch die Mittelpunkte der oben genannten Kreise auf.
Vorteilhafterweise weist das Batteriemodul auf derjenigen Seite des Gehäuses, welche der Basis des Dreiecks entspricht, Befestigungsmittel zur Befestigung mit einem Trägersystem des Fahrzeugs auf.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Batteriemodulanordnung bereitgestellt. Dabei besteht eine Batteriemodulanordnung aus mehreren der vorab beschriebenen Batteriemodule. Diese Batteriemodule sind derart nebeneinander angeordnet, dass die Zylinderachsenrichtung jeder Batteriezelle dieser Batteriemodule jeweils in dieselbe Richtung weisen. In einem Querschnitt senkrecht zu der Zylinderachsenrichtung ist die Basis jedes gleichschenkligen Dreiecks eines Batteriemoduls parallel zu jeder anderen Basis eines gleichschenkligen Dreiecks eines beliebigen anderen Batteriemoduls der Batteriemodulanordnung angeordnet. In diesem Querschnitt ist eine Spitze des gleichschenkligen Dreiecks eines Batteriemoduls jeweils benachbart zu der Basis des gleichschenkligen Dreiecks eines dazu (direkt) benachbarten Batteriemoduls angeordnet.
Schließlich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch ein Fahrzeug bereitgestellt, welches ein vorgeschriebenes Batteriemodul und/oder eine vorab beschriebene Batteriemodulanordnung umfasst.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem Elektromotor geeignet, um beispielsweise Packageunterschiede zwischen verschiedenen Bauräumen bei einem Fahrzeug oder bei verschiedenen Fahrzeugen auszugelichen. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt, sondern kann auch für Kraftfahrzeuge ohne einen Elektromotor eingesetzt werden, um z. B. die Batterie eines solchen Kraftfahrzeugs auszubilden. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung auch bei Schiffen, Flugzeugen oder gleisgebundenen Fahrzeugen eingesetzt werden.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben.
In 1a ist ein erfindungsgemäßes Batteriemodul dreidimensional dargestellt während in 1b ein Ausschnitt des Batteriemoduls der 1a vergrößert dargestellt ist.
In 2 ist dargestellt, wie benachbarte Batteriemodule erfindungsgemäß miteinander befestigt werden.
In 3 ist eine erfindungsgemäße Batteriemodulanordnung dargestellt.
In 1a ist ein erfindungsgemäßes Batteriemodul 1 dargestellt. Das Batteriemodul 1 umfasst sechs Batteriezellen 5, welche in Form eines gleichschenkligen Dreiecks und hier sogar in Form eines gleichseitigen Dreiecks dargestellt sind. D. h. die Basis des gleichschenkligen Dreiecks weist dieselbe Länge wie die Schenkel des Dreiecks auf. Diese sechs Batteriezellen 5 werden von einem Gehäuse 8 umgeben. Auf denjenigen beiden Gehäuseseiten, welche den beiden Schenkelseiten 2 des Dreiecks entsprechen, sind Befestigungsmittel angeordnet, um das Batteriemodul 1 mit anderen benachbarten Batteriemodulen 1 zu befestigen, wie es im Folgenden noch im Detail erläutert wird. Auf derjenigen Gehäuseseite, welche der Basisseite 3 des Dreiecks entspricht, sind Befestigungsmittel 4 vorhanden, um das Batteriemodul 1 an einem Trägersystem (nicht dargestellt) zu befestigen. Die Batteriezellen 5 sind derart angeordnet, dass ihre Zylinderachsenrichtung jeweils parallel zu der mit dem Bezugszeichen 9 eingezeichneten Zylinderachsenrichtung 9 liegen.
In 1b ist der der Spitze des Dreiecks entsprechende Teil des Batteriemoduls 1 vergrößert dargestellt. Man erkennt, dass die Befestigungsmittel zur Befestigung des Batteriemoduls 1 mit benachbarten Batteriemodulen 1 aus T-Schienen 6 und T-Nuten 7 bestehen, welche derart ausgestaltet sind, dass die T-Schienen 6 in die T-Nuten 7 eingeführt werden können und sich dann mit diesen in Eingriff befinden. Die T-Schienen 6 befinden sich dabei an einer Stelle, wo eine Ausbuchtung 11 der Gehäuseseite aufgrund der Batteriezelle 5 maximal ist. Dagegen befindet sich jede T-Nut 7 exakt auf einem halben Weg zwischen zwei T-Schienen 6 auf dem tiefsten Punkt einer Vertiefung 12. Sowohl die T-Schienen 6 als auch die T-Nuten 7 verlaufen längs der Zylinderachsenrichtung 9.
In 2 sind mehrere miteinander in Form eines Stecksystems verbundene Batteriemodule 1 dargestellt. Man erkennt, dass die Gehäuseseiten, welche den Schenkelseiten 2 entsprechen, derart ausgestaltet sind, dass sich einander berührende Gehäuseseiten von benachbarten Batteriemodulen 1 derart einander angepasst sind, dass die Ausbuchtungen 11 des einen Batteriemoduls 1 nahezu exakt in die Vertiefungen 12 des benachbarten Batteriemoduls passen, so dass auch die T-Schienen 6 des einen Batteriemoduls 1 in die T-Nuten 7 des benachbarten Batteriemoduls eingeführt werden können.
In 3 ist eine erfindungsgemäße Batterieanordnung 26 innerhalb eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 10 dargestellt. Die Batterieanordnung 26 umfasst bei dieser Ausführungsform vier Batteriemodule 22–25. Alle Batteriezellen 5 der Batteriemodule 22–25 sind derart ausgerichtet, dass ihre Zylinderachsenrichtungen in ein und dieselbe Richtung weisen. Dabei sind die Batteriemodule 22–25 derart angeordnet, dass im Querschnitt senkrecht zu dieser Zylinderachsenrichtung die Basis 62–65 des Dreiecks, welches jedes Batteriemodul im dargestellten Querschnitt ausbildet, jeweils parallel zu jeder anderen Basis 62–65 der anderen Dreiecke angeordnet ist.
Bei der in 3 dargestellten Batteriemodulanordnung 26 handelt es sich um eine Anordnung von Batteriemodulen 22–25, welche jeweils sechs Batteriezellen umfassen. Um bei einer solchen Batteriemodulanordnung 26 eine Gehäuseseite, welche einer Schenkelseite 2 eines Batteriemoduls entspricht, mit einer Gehäuseseite, die einer Schenkelseite eines anderen Batteriemoduls entspricht, zu verbinden, gibt es bezüglich der in 3 dargestellten Batteriemodule zwei Möglichkeiten.
Die erste Möglichkeit wird mit Hilfe der Batteriemodule 23 und 24 in 3 dargestellt. Wie bereits vorab erläutert ist, befindet sich die Spitze 31 des einen Batteriemoduls 23 in der Nähe der Basis 64 des anderen Batteriemoduls 24, was gleichzeitig bedeutet, dass sich die Spitze 41 des anderen Batteriemoduls 24 in der Nähe der Basis 63 des Batteriemoduls 23 befindet. Bei dieser ersten Möglichkeit bildet die erste Reihe von Batteriezellen des Batteriemoduls 23, welche nur aus einer Batteriezelle 31 besteht, eine übergeordnete geradlinige Reihe von Batteriezellen mit der zweiten Reihe von Batteriezellen des anderen Batteriemoduls 24, welche aus den Batteriezellen 42 und 43 besteht. Die übergeordnete geradlinige Reihe, welche die Batteriezellen 42, 43 und 31 umfasst, ist in 3 mit dem Bezugszeichen R₂ gekennzeichnet. Somit bilden die miteinander verbundenen Batteriemodule 23 und 24 vier übergeordnete Reihen R₁ bis R₄ aus, welche jeweils drei Batteriezellen umfassen.
Die zweite Möglichkeit ist mit Hilfe der Batteriemodule 23 und 25 dargestellt. Auch dabei befindet sich die Spitze 31 des einen Batteriemoduls 23 in der Nähe der Basis 65 des anderen Batteriemoduls 25, und die Spitze 51 des anderen Batteriemoduls 25 befindet sich in der Nähe der Basis 63 des Batteriemoduls 23. Bei dieser zweiten Möglichkeit bildet die erste Reihe von Batteriezellen des Batteriemoduls 23, welche nur aus der Batteriezelle 31 besteht, eine übergeordnete geradlinige Reihe von Batteriezellen mit der dritten Reihe von Batteriezellen des anderen Batteriemoduls 25, welche aus den Batteriezellen 54, 55 und 56 besteht. Die übergeordnete geradlinige Reihe, welche die Batteriezellen 31, 54, 55 und 56 umfasst, ist dabei ebenfalls mit dem Bezugszeichen R₂ angegeben. Somit bilden die miteinander verbundenen Batteriemodule 23 und 25 drei übergeordnete Reihen R₂ bis R₄ aus, welche jeweils vier Batteriezellen umfassen.
Man erkennt, dass eine Batteriemodulanordnung, bei welcher nur die erste Möglichkeit zur Verbindung von benachbarten Batteriemodulen eingesetzt wird, zu einer Batterieanordnung führen kann, welche nur drei Lagen oder drei übergeordnete Reihen R₂ bis R₄ umfasst. Dagegen führt eine Batteriemodulanordnung, bei welcher die zweite Möglichkeit zur Verbindung von benachbarten Batteriemodulen eingesetzt wird, zu einer Batterieanordnung, welche vier Lagen oder vier übergeordnete Reihen R₁ bis R₄ umfasst. Natürlich sind auch Mischformen denkbar, wie es in 3 dargestellt ist.
Bei nicht dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsformen können auch die Gehäuseseiten, welche einer Basis der Dreiecke entsprechen, mit Befestigungsmitteln (z. B. T-Schienen 6 und T-Nuten 7) ausgebildet sein, so dass auch die der Basisseite entsprechenden Gehäuseseiten von zwei benachbarten Modulen miteinander verbunden werden können. Auf diese Weise können auch 6-lagige, 7-lagige, usw. Batteriemodulanordnungen ausgebildet werden.
Durch entsprechend verschachtelte Batteriemodulanordnungen können beliebig geformte Batteriekästen nahezu optimal mit Batteriezellen gefüllt werden, wobei auch unterschiedliche Bauhöhen berücksichtigt werden, indem die Batteriemodule mit einer der jeweiligen Bauhöhe entsprechenden Anzahl von Lagen angeordnet werden.
Mit Hilfe der 3 wird die Position der T-Schienen 6 und der T-Nuten 7 für die in 3 dargestellte Ausführungsform eines Batteriemoduls 22 beschrieben. Die T-Schienen 6 sind jeweils an einer Stelle einer Gehäuseseite des Batteriemoduls 22 angeordnet, welche in dem Querschnitt senkrecht zu der Zylinderachsenrichtung (welcher in 3 dargestellt ist) einen maximal großen Abstand zu einer mit dem Bezugszeichen 21 bezeichneten Geraden aufweist. Diese Gerade 21 verläuft durch die Mittelpunkte von drei Kreisen, welche drei Batteriezellen des Batteriemoduls 22 entsprechen. Diese Batteriezellen liegen dabei an derjenigen Gehäuseseite, an welcher die T-Schienen 6 ausgebildet sind. Die T-Nuten 7 sind dabei derart angeordnet, dass jede T-Nut 7 zwischen zwei T-Schienen 6 desselben Batteriemoduls 22 liegt. Dabei ist der Abstand zu diesen beiden T-Schienen 6 jeweils gleich groß. Darüber hinaus zeichnet sich die Stelle, an welcher die T-Nut 7 liegt, dadurch aus, dass dort der Abstand zu der Geraden 21 minimal ist.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform ist es auch möglich, dass die T-Schienen 6 dort ausgebildet sind, wo bei der in 3 dargestellten Ausführungsform eines Batteriemoduls die T-Nuten 7 ausgebildet sind, und dass die T-Nuten 7 dort ausgebildet sind, wo bei der in 3 dargestellten Ausführungsform die T-Schienen 6 ausgebildet sind.
Bezugszeichenliste

1: Batteriemodul
2: Schenkelseite
3: Basisseite
4: Befestigungsmittel
5: Batteriezelle
6: T-Schiene
7: T-Nut
8: Gehäuse
9: Zylinderachsenrichtung
10: Fahrzeug
11: Ausbuchtung
12: Vertiefung
21: Gerade durch Mittelpunkte
22–25: Batteriemodul
26: Batteriemodulanordnung
31–56: Batteriezelle
62–65: Basisseite
R1–R4: übergeordnete geradlinige Reihe von Batteriezellen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10064648 C2 [0002]

Claims

Verfahren zur Anordnung von zylinderförmigen Batteriezellen (5) zu einem Batteriemodul (1) für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von Batteriezellen (5) jeweils mit derselben Zylinderachsenrichtung (9) derart zu einem Modul (1) zusammengefügt wird, dass ein Querschnitt jedes Moduls (1) senkrecht zu der Zylinderachsenrichtung (9) im Wesentlichen die Form eines gleichschenkligen Dreiecks (2, 3) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Batteriezellen (5) pro Modul (1) mindestens 6 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Batteriezellen (5) pro Modul (1) geradzahlig ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Modul (1) Befestigungsmittel (6, 7) aufweist, um an einem benachbarten Modul (1) befestigt zu werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Querschnitt gesehen eine erste Reihe der Batteriezellen eines Moduls (23; 24; 25) eine Batteriezelle (31; 41; 51) aufweist, dass eine zweite unterhalb der ersten Reihe angeordnete Reihe der Batteriezellen des Moduls (23; 24; 25) zwei Batteriezellen (32, 33; 42, 43; 52, 53) aufweist, und dass jede weitere unterhalb der vorherigen Reihe angeordnete Reihe der Batteriezellen des Moduls (23; 24; 25) jeweils eine Batteriezelle mehr als die vorherige Reihe aufweist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt jedes Moduls (1; 22; 23; 24; 25) im Wesentlichen die Form eines gleichseitigen Dreiecks (2, 3) aufweist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Module (22–25) derart nebeneinander angeordnet werden, dass die Zylinderachsenrichtungen (9) aller Batteriezellen (31–56) aller Module (22–25) in dieselbe Zylinderachsenrichtung (9) weisen, dass im Querschnitt senkrecht zu der Zylinderachsenrichtung (9) die Basen (63–65) der gleichschenkligen Dreiecke (2, 3) parallel zueinander angeordnet sind, dass eine Basis (63) eines ersten der mehreren Module (23) auf der gegenüberliegenden Seite einer Basis (64; 65) eines an einer gleichschenkligen Seite (2) des ersten Moduls (23) anliegenden zweiten der Module (24; 25) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Querschnitt senkrecht zu der Zylinderachsenrichtung (9) eine Reihe eines ersten Moduls (23), welche nur eine Batteriezelle (31) umfasst, mit einer Reihe eines an einer gleichschenkligen Seite (2) des ersten Moduls (23) anliegenden zweiten Moduls (24; 25) eine geradlinige übergeordnete Reihe (R₂) bildet, und dass die Reihe des zweiten Moduls (24; 25) entweder der längsten Reihe (54–56) des zweiten Moduls (25) oder der zweitlängsten Reihe (42–43) des zweiten Moduls (24) entspricht, wobei eine Länge einer Reihe (54–56; 42–43) jeweils in Anzahl von Batteriezellen (42, 43, 54, 55, 56) gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Module (1) derart nebeneinander angeordnet werden, dass die beiden der jeweiligen Basen der zwei Module (1) entsprechenden Seiten (3) direkt miteinander verbindbar sind.
Batteriemodul für ein Fahrzeug, wobei das Batteriemodul (1) eine Anzahl von zylinderförmigen Batteriezellen (5) innerhalb eines Gehäuses (8) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (5) dieselbe Zylinderachsenrichtung (9) aufweisen, dass ein Querschnitt des Batteriemoduls (1) senkrecht zu der Zylinderachsenrichtung (9) im Wesentlichen die Form eines gleichschenkligen Dreiecks (2, 3) aufweist.
Batteriemodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) Befestigungsmittel (6; 7) aufweist, welche zur Befestigung mit entsprechenden Befestigungsmitteln (7; 6) eines benachbarten Batteriemoduls (1) ausgestaltet sind.
Batteriemodul nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) derart ausgestaltet ist, dass sich das Gehäuse (8) an die Mantelfläche der jeweiligen an einem Rand des Batteriemoduls (1) liegenden Batteriezelle (5) anschmiegt, so dass das Gehäuse (8) in dem Querschnitt des Batteriemoduls (1) gesehen bei jeder der am Rand liegenden Batteriezelle (5) eine dieser Batteriezelle (5) entsprechende kreissegmentartige Ausbuchtung (11) und zwischen zwei am Rand liegenden Batteriezellen (5) eine entsprechende Vertiefung (12) aufweist, und dass jede Ausbuchtung (11) an jede Vertiefung (12) angepasst ist.
Batteriemodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder gleichschenkligen Seite (2) des Dreiecks an einem Maximum der Ausbuchtung (11) eine T-Schiene (6) bzw. eine T-Nut (7) längs der Zylinderachsenrichtung (9) angeordnet ist, dass auf jeder gleichschenkligen Seite (2) des Dreiecks an dem Maximum der Vertiefung (12) eine T-Nut (7) bzw. eine T-Schiene (6) längs der Zylinderachsenrichtung (9) angeordnet ist, und dass jede T-Schiene (6) und jede T-Nut (7) derart ausgestaltet sind, dass jede T-Schiene (6) mit einer entsprechenden der T-Nuten (7) in Eingriff bringbar ist.
Batteriemodul nach einem der Ansprüche 10–13, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemodul (1) auf einer Seite des Gehäuses (8), welche der Basis (3) des Dreiecks entspricht, Befestigungsmittel (4) zur Befestigung mit einem Trägersystem umfasst.
Batteriemodul nach einem der Ansprüche 10–14, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemodul (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–9 ausgestaltet ist.
Batteriemodulanordnung, welche mehrere Batteriemodule (22–25) jeweils nach einem der Ansprüche 10–15 umfasst, wobei die Batteriemodule (22–25) derart nebeneinander angeordnet sind, dass die Zylinderachsenrichtungen (9) aller Batteriezellen (31–56) aller Batteriemodule (22–25) in dieselbe Zylinderachsenrichtung (9) weisen, dass im Querschnitt senkrecht zu der Zylinderachsenrichtung (9) die Basen (62–65) der gleichschenkligen Dreiecke (2, 3) parallel zueinander angeordnet sind, dass eine Basis (63) eines ersten Batteriemoduls (23) auf der gegenüberliegenden Seite einer Basis (64; 65) eines an einer gleichschenkligen Seite (2) des ersten Batteriemoduls (23) anliegenden zweiten Batteriemoduls (24; 25) angeordnet ist.
Batteriemodulanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriemodulanordnung (26) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–9 ausgestaltet ist.
Fahrzeug mit einem Batteriemodul (1) nach einem der Ansprüche 10–15 und/oder mit einer Batteriemodulanordnung (26) nach Anspruch 16 oder 17.