DE102014113023A1

DE102014113023A1 - Traktionsbatterie für ein Elektrokraftfahrzeug und entsprechendes Elektrokraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014113023A1
Application number: DE102014113023.5A
Authority: DE
Inventors: Eduard Ewert; Thomas Fritz; Ralf Keller
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2014-09-10
Filing date: 2014-09-10
Publication date: 2016-03-10
Also published as: US20160072108A1; KR20160030448A; KR101798717B1; CN105406011A

Abstract

Die Erfindung stellt eine Traktionsbatterie für ein Elektrokraftfahrzeug mit den folgenden Merkmalen bereit: Die Traktionsbatterie (10) umfasst mehrere Batteriemodule (12, 14) zum Speichern elektrischer Energie und mindestens einen elektrisch leitfähigen Modulverbinder (16) zum elektrischen Verbinden der Batteriemodule (12, 14); mindestens zwei der Batteriemodule (12, 14) weisen jeweils eine Einkerbung (32, 34) auf; und der Modulverbinder (16) ist innerhalb der Einkerbungen (32, 34) geführt. Die Erfindung stellt ferner ein entsprechendes Elektrokraftfahrzeug bereit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Traktionsbatterie für ein Elektrokraftfahrzeug. Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus ein entsprechendes Elektrokraftfahrzeug.
Elektrokraftfahrzeuge und Hybridfahrzeuge können von einem Elektromotor angetrieben werden und speichern die zu ihrer Fortbewegung nötige elektrische Energie in einer sogenannten Traktionsbatterie, die in der Regel eine Vielzahl einzelner Batteriemodule umfassen. Zur elektrischen Verbindung der Batteriemodule werden dabei Modulverbinder etwa in der Form von Stromschienen eingesetzt, die üblicherweise außerhalb der Gehäuse der einzelnen Batteriemodule geführt sind.
DE 10 2011 013 490 A1 offenbart ein solches Fahrzeug mit zumindest einer Batterie, die eine Mehrzahl von Einzelbatterien und/oder Zellverbünden aufweist. Bei diesem bekannten Fahrzeug ist zumindest eine den Strom der Einzelzellen und/oder der Zellverbünde zusammenführende Stromschiene derart an der Batterie angeordnet, dass sie sich im Wesentlichen parallel zu einer Ausrichtung des Fahrzeuges, insbesondere parallel zur Längs-, Quer oder Hochachse des Fahrzeuges erstreckt und jeweils in einem vorgegebenen Mindestabstand zu mindestens zwei einander gegenüberliegenden Umfangsflächen der Batterie angeordnet ist.
Die Erfindung stellt eine Traktionsbatterie für ein Elektrokraftfahrzeug sowie ein entsprechendes Elektrokraftfahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.
Ein Vorzug dieser Lösung liegt in der optimierten Gestaltung der Modulverbindung für den Fall, dass durch einen Crash Deformationen innerhalb des Batteriegehäuses auftreten. Die Polverbinder der einzelnen Batteriemodule sind im Hinblick auf dieses Szenario erfindungsgemäß derart modifiziert, dass sie nicht exponiert im Deformationsbereich, sondern gleichsam im „Schatten“ der Batteriemodule liegen. Deformationen können daher auch bei einem Crash kaum zu Berührungen zwischen dem zumeist metallischen und somit elektrisch leitfähigen Gehäuse der Traktionsbatterie und den Modulverbindern führen. Eine durch den in diesem Fall resultierenden Kurzschluss bedingte Gefährdung der Fahrzeuginsassen und potenzieller Unfallhelfer kann auf diesem Wege weitgehend vermieden werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. So kann die erfindungsgemäße Einkerbung der Batteriemodule äußerlich in deren Gehäuse verlaufen. Da die konstruktiven Anpassungen sich in diesem Fall auf das Gehäuse beschränken, können die eigentlichen Batteriezellen der Module in einer solchen Ausführungsform unverändert bleiben.
Vorzugsweise sind die vorgeschlagenen Einkerbungen in benachbarten Batteriemodulen ausgeführt und einander so zugewandt, dass sie eine zusammenhängende Aussparung der Gehäuse der benachbarten Batteriemodule bilden. Dieser Ansatz erlaubt eine kostengünstige Massenfertigung entsprechender Traktionsbatterien, da jedem Gehäuse im Wesentlichen die gleiche Form verliehen werden kann.
Dabei empfiehlt es sich, die Einkerbungen der benachbarten Batteriemodule entlang einander entsprechender Ränder ihrer flächigen Gehäuseteile auszuführen. Einerseits kommt diese Gestaltung der üblichen Eckposition der elektrischen Pole eines Batteriemodules entgegen; andererseits ermöglicht sie eine im Vergleich zu mittig ausgeführten Durchbrechungen hohe Stabilität und praktische Herstellung der betreffenden Gehäuseteile.
Als sinnvoll erweist sich ferner eine quaderförmige Ausgestaltung der Traktionsbatterie. Für eine bei typischer Einbaulage der Traktionsbatterie zu erwartenden Wirkrichtung der Aufprallenergie ist so gewährleistet, dass der hinter den äußeren Abmessungen der Batterie zurückstehende Modulverbinder vorteilhaft gegen eine Berührung mit dem Gehäuse geschützt bleibt.
Eine nichtleitende Ummantelung des Modulverbinders schließlich kann das verbleibende Restrisiko eines Kurzschlusses auf ein Mindestmaß beschränken. Als Werkstoff bietet sich hier insbesondere Kunststoff an, dessen technische Eigenschaften wie Formbarkeit, Härte, Elastizität, Bruchfestigkeit, Temperatur- und Wärmeform- sowie chemische Beständigkeit sich durch die Wahl von Ausgangsmaterial, Herstellungsverfahren und Beimischung von Additiven in weiten Grenzen variieren lassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Die einzige Figur zeigt die perspektivische Ansicht einer Traktionsbatterie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Die Figur illustriert den strukturellen Aufbau der Traktionsbatterie 10 eines Elektrokraftfahrzeuges gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie die Abbildung erkennen lässt, umfasst die im Wesentlichen quaderförmig gestaltete Traktionsbatterie 10 mehrere Batteriemodule zum Speichern elektrischer Energie, von denen aus Gründen der Vereinfachung lediglich zwei benachbarte Batteriemodule 12, 14 zeichnerisch wiedergegeben sind. Jedes dieser beiden Batteriemodule 12, 14 wird von einem metallischen Gehäuse 22, 24 geschützt, dessen weitgehend flächiges Oberteil die abbildungsgemäße Oberseite des jeweiligen Batteriemodules 12, 14 bedeckt.
Entlang der dem Betrachter der Figur zugewandten Ränder ihrer Oberteile weisen die Gehäuse 22, 24 der Batteriemodule 12, 14 einander zugewandte Einkerbungen 32, 34 auf, die gemeinsam eine zusammenhängende Aussparung 32, 34 in den Gehäusen 22, 24 bilden. Innerhalb dieser Aussparung 32, 34 ist ein leitfähiger Modulverbinder 16 in Gestalt einer Stromschiene geführt, welcher den negativen Pol des abbildungsgemäß linken Batteriemodules 12 mit dem positiven Pol des abbildungsgemäß rechten Batteriemodules 14 verbindet.
Als zusätzlicher Schutz gegen einen möglichen Kurzschluss zwischen dem Modulverbinder 16 und einem der Gehäuse 22, 24 kann der Modulverbinder 16 mit Kunststoff ummantelt sein, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102011013490 A1 [0003]

Claims

Traktionsbatterie (10) für ein Elektrokraftfahrzeug, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – die Traktionsbatterie (10) umfasst mehrere Batteriemodule (12, 14) zum Speichern elektrischer Energie, – die Traktionsbatterie (10) umfasst mindestens einen elektrisch leitfähigen Modulverbinder (16) zum elektrischen Verbinden der Batteriemodule (12, 14), – mindestens zwei der Batteriemodule (12, 14) weisen jeweils eine Einkerbung (32, 34) auf und – der Modulverbinder (16) ist innerhalb der Einkerbungen (32, 34) geführt.
Traktionsbatterie (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – jedes Batteriemodul (12, 14) weist ein Gehäuse (22, 24) zum Schützen des Batteriemodules (12, 14) auf und – die Einkerbung (32, 34) eines Batteriemodules (12, 14) verläuft in dessen Gehäuse (22, 24).
Traktionsbatterie (10) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – mindestens zwei der die Einkerbungen (32, 34) aufweisenden Batteriemodule (12, 14) sind benachbart und – die Einkerbungen (32, 34) der benachbarten Batteriemodule (12, 14) sind einander so zugewandt, dass sie eine zusammenhängende Aussparung (32, 34) der Gehäuse (22, 24) der benachbarten Batteriemodule (12, 14) bilden.
Traktionsbatterie (10) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – die Gehäuse (22, 24) der benachbarten Batteriemodule (12, 14) umfassen jeweils mindestens ein flächiges Gehäuseteil und – die Einkerbungen (32, 34) der benachbarten Batteriemodule (12, 14) verlaufen entlang einander entsprechender Ränder ihrer Gehäuseteile.
Traktionsbatterie (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktionsbatterie (10) quaderförmig ist.
Traktionsbatterie (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulverbinder (16) eine elektrisch isolierende Ummantelung aufweist.
Traktionsbatterie (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung aus einem Kunststoff besteht.
Elektrokraftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine Traktionsbatterie (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.