DE102014221493A1

DE102014221493A1 - Kraftfahrzeugbatteriemodul

Info

Publication number: DE102014221493A1
Application number: DE102014221493.9A
Authority: DE
Inventors: Tuncay Idikurt; Daniel Scherer; Christoph Klaus
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2016-04-28
Also published as: US10763471B2; WO2016062523A1; CN106573548A; US20170222199A1; CN106573548B

Abstract

Ein Kraftfahrzeugbatteriemodul (10), insbesondere für ein Elektro- oder ein Hybridfahrzeug, ist beschrieben, mit wenigstens zwei seitlich nebeneinanderliegenden, ein Batteriepaket (20) bildenden Batteriezellen (12, 14) sowie zwei an entgegengesetzten Seiten des Batteriepakets (20) liegenden Druckplatten (16, 18) und wenigstens einem Abstandselement (22a, 22b, 22c), das eine erste Anlagefläche (30a, 30b, 30c) aufweist, über die das wenigstens eine Abstandselement (22a, 22b, 22c) an einer Seitenfläche (12a, 14a, 14b) einer angrenzenden Batteriezelle (12, 14) anliegt. Die Druckplatten (16, 18) sind derart angeordnet, dass die wenigstens zwei Batteriezellen (12, 14) zwischen den beiden Druckplatten (16, 18) angeordnet sind. Die Anlagefläche (30a, 30b, 30c) ist kleiner als die an das Abstandselement (22a, 22b, 22c) angrenzende Seitenfläche (12a, 14a, 14b) der angrenzenden Batteriezelle (12, 14), sodass ein Teil der Seitenfläche (12a, 14a, 14b) unabgestützt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugbatteriemodul, insbesondere für ein Elektro- oder ein Hybridfahrzeug.
Elektro- oder Hybridfahrzeuge kommen verstärkt auf den Markt, da die Menschen ein gesteigertes Ökologiebewusstsein haben. Diese Kraftfahrzeuge weisen als einzigen oder zusätzlichen Antrieb wenigstens ein Batteriemodul auf, das die elektrische Antriebsenergie bereitstellt. Typischerweise besteht ein Batteriemodul aus mehreren Batteriezellen, insbesondere prismatischen oder prismenförmigen Batteriezellen. Bei der Herstellung des Batteriemoduls werden die Batteriezellen typischerweise flächig miteinander verklebt und anschließend weggesteuert und kraftüberwacht über Druckplatten verpresst, sodass sie direkt aneinander anliegen und ein verpresstes Batteriepaket ausbilden. Anschließend werden die Druckplatten mit Zugankern verbunden, wodurch das verpresste Batteriepaket durch einen umlaufenden Rahmen verspannt ist und so in der definierten Form gehalten wird.
Es hat sich als nachteilig herausgestellt, dass bei den aus dem Stand der Technik bekannten Batteriemodulen keine Möglichkeit besteht, die während des Betriebs auftretenden Kräfte aufgrund der Zellatmung zu kompensieren. Des Weiteren können herstellungsbedingte Bauteiltoleranzen bei den aus dem Stand der Technik bekannten Batteriemodulen nicht kompensiert werden.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeugbatteriemodul bereitzustellen, das eine Kraft- bzw. Wegkompensation bereitstellt und dennoch eine Pressung der Batteriezellen ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kraftfahrzeugbatteriemodul, insbesondere für ein Elektro- oder ein Hybridfahrzeug gelöst, mit wenigstens zwei seitlich nebeneinanderliegenden, ein Batteriepaket bildenden Batteriezellen sowie zwei an entgegengesetzten Seiten des Batteriepakets liegenden Druckplatten, die derart angeordnet sind, dass die wenigstens zwei Batteriezellen zwischen den beiden Druckplatten angeordnet sind, und wenigstens einem Abstandselement, das eine erste Anlagefläche aufweist, über die das wenigstens eine Abstandselement an einer Seitenfläche einer angrenzenden Batteriezelle anliegt, wobei die Anlagefläche kleiner als die an das Abstandselement angrenzende Seitenfläche der angrenzenden Batteriezelle ist, sodass ein Teil der Seitenfläche unabgestützt ist.
Der Grundgedanke der Erfindung ist es, eine vollflächige Anlage und Pressung der Batteriezellen über die gesamte Seitenfläche zu vermeiden, um generell eine Weg- oder Kraftkompensation zu ermöglichen. Da das Abstandselement nicht vollflächig an der Seitenfläche der angrenzenden Batteriezelle anliegt, ist nur ein Teil der Seitenfläche über das Abstandselement abgestützt. Über diesen Teil wird die zur Pressung benötigte Kraft über die Druckplatten auf die einzelnen Batteriezellen übertragen, sodass das zusammengepresste Batteriepaket ausgebildet werden kann. Der nicht abgestützte Teil der Seitenfläche kann hingegen zum Ausgleich und zur Kompensation von Kräften und Toleranzen dienen. Hierdurch ist ein Abstandselement geschaffen, das die angrenzende Batteriezelle mechanisch beabstandet und gleichzeitig eine nichtmechanische Weg- bzw. Kraftkompensation für die angrenzende Batteriezelle aufweist.
Ein Aspekt der Erfindung sieht vor, dass sich das Abstandselement über die gesamte angrenzende Seitenfläche der angrenzenden Batteriezelle erstreckt. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Abstandselement der gesamten Seitenfläche der Batteriezelle zugeordnet ist, wodurch eine vollständige Beabstandung der angrenzenden Batteriezelle möglich ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die erste Anlagefläche an wenigstens einem Vorsprung an dem wenigstens einen Abstandselement ausgebildet. Hierdurch ist eine definierte Beabstandung der angrenzenden Batteriezelle möglich, da über die Dimension des Vorsprungs unter anderem die Anlagefläche definiert ist. Die Anlagefläche kann auch durch zwei oder mehr Vorsprünge ausgebildet sein, um eine homogenere Krafteinleitung bei der Pressung der Batteriezellen zu erreichen.
Insbesondere hat das Abstandselement einen Hauptkörper, wobei Vorsprünge an entgegengesetzten Rändern des Hauptkörpers vorhanden sind, und wobei die Ränder entgegengesetzten Stirnseiten der angrenzenden Batteriezelle zugeordnet sind. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Abstandselement die angrenzende Batteriezelle an deren stirnseitigen Rändern kontaktiert, sodass die Kraftübertragung beim Verpressen der Batteriezellen an den Kanten der angrenzenden Batteriezelle erfolgt. Die angrenzende Batteriezelle kann eine größtmögliche Kraft- bzw. Wegkompensation erfahren, da die Vorsprünge und somit die Anlagefläche randseitig ausgebildet ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass zwischen dem Abstandselement und der angrenzenden Batteriezelle ein Hohlraum ausgebildet ist. Der Hohlraum ist beispielsweise zwischen den beiden randseitigen Vorsprüngen, der angrenzenden Batteriezelle und dem Hauptkörper des Abstandselements vorhanden. Aufgrund des Hohlraums ist es möglich, dass sich die angrenzende Batteriezelle während des Betriebs des Kraftfahrzeugbatteriemoduls in den Hohlraum ausdehnen kann, wodurch eine Kompensation der ansteigenden Kräfte aufgrund der Alterung der Batteriezellen möglich ist. Der Hohlraum, in den sich die angrenzende Batteriezelle erstreckt, stellt eine nichtmechanische Kompensation dar, die nicht von einer Federkennlinie abhängig ist.
Ferner kann die erste Anlagefläche klebend ausgebildet sein, insbesondere mit einer klebenden Beschichtung versehen sein. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Abstandselement mit der angrenzenden Batteriezelle fest verbunden ist, sodass das Abstandselement nicht relativ zur angrenzenden Batteriezelle verrutschen kann.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine Abstandselement eine zweite Anlagefläche aufweist, die auf der zur ersten Anlagefläche entgegengesetzten Seite des Abstandselements vorgesehen ist und an einer zweiten, benachbarten Batteriezelle anliegt, sodass das wenigstens eine Abstandselement zwei Batteriezellen voneinander beabstandet. Die zweite Anlagefläche kann insbesondere wie die erste Anlagefläche ausgebildet sein, sodass sich zwischen der zweiten, benachbarten Batteriezelle ebenfalls ein Hohlraum ausbildet, in den sich die zweite benachbarte Batteriezelle erstrecken kann. Über das eine Abstandselement können somit zwei Batteriezellen eine Kraft- bzw. Wegkompensation erfahren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das wenigstens eine Abstandselement eine zweite Anlagefläche auf, die auf der zur ersten Anlagefläche entgegengesetzten Seite des Abstandselements vorgesehen ist und an einer Druckplatte anliegt, sodass das wenigstens eine Abstandselement eine endseitige Batteriezelle des Batteriepakets von einer Druckplatte beabstandet. Hierdurch ist eine Kraft- bzw. Wegkompensation der randseitigen Batteriezelle möglich. Generell wird hierdurch erreicht, dass eine Zellatmung bzw. eine Ausdehnung der Batteriezellen während des Betriebs möglich ist, da die randseitige Batteriezelle nicht vollflächig an der Druckplatte anliegt. Die benötigte Pressung wird dennoch erreicht, da die Druckplatte über das Abstandselement und insbesondere die Vorsprünge auf die endseitige Batteriezelle und somit das gesamte Batteriepaket wirkt.
Insbesondere hat das Abstandselement einen U- oder Doppel-T-förmigen Querschnitt. Je nach Verwendung des Abstandselements kann dieses als „Doppel-T”-förmiges Abstandselement ausgebildet sein, wodurch zwei benachbarte Batteriezellen eine Wegkompensation erfahren. Sofern das Abstandselement an einer Druckplatte angeordnet ist, kann das Abstandselement auch einen U-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei das Abstandselement mit den beiden freien Schenkeln, die die Vorsprünge repräsentieren, an der endseitigen oder außenliegenden Batteriezelle des Batteriepakets anliegt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das wenigstens eine Abstandselement aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet. Das Abstandselement stellt somit gleichzeitig eine elektrische Isolierung der Batteriezellen bereit, wodurch das Abstandselement eine Doppelfunktion aufweist, nämlich die Kraft- bzw. Wegkompensation und die elektrische Isolierung. Eine zusätzliche Isolierung zwischen den Batteriezellen kann somit entfallen, wodurch die Bauteilanzahl bei dem Kraftfahrzeugbatteriemodul reduziert ist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zwischen mehreren, insbesondere allen benachbarten Batteriezellen und/oder zwischen den außenliegenden Batteriezellen und den benachbarten Druckplatten zumindest ein Abstandselement vorgesehen ist. Hierdurch ist eine Kraft- bzw. Wegkompensation aller Batteriezellen ausgebildet, wodurch sichergestellt ist, dass die ansteigende Kraft über die Laufzeit des Batteriemoduls aufgrund der Ausdehnung der Batteriezellen ausreichend kompensiert werden kann.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der einzigen Figur, auf die Bezug genommen wird.
In den Figuren zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeugbatteriemodul gemäß einer ersten Ausführungsform in einer schematischen Querschnittsdarstellung,
2 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeugbatteriemodul gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer Seitenansicht,
3 eine perspektivische Ansicht auf eine Batteriezelle mit daran angeordnetem Abstandselement gemäß einer dritten Ausführungsform, und
4 eine perspektivische Ansicht auf eine Batteriezelle mit daran angeordnetem Abstandselement gemäß einer weiteren Ausführungsform.
In 1 ist ein Kraftfahrzeugbatteriemodul 10 gezeigt, das eine erste Batteriezelle 12 sowie eine zweite Batteriezelle 14 umfasst, die jeweils eine erste Seitenfläche 12a, 14a und eine zweite Seitenfläche 12b, 14b aufweisen. Die Batteriezellen 12, 14 sind jeweils über eine erste Druckplatte 16 und eine zweite Druckplatte 18 in einem gepressten Zustand gehalten werden, um ein Batteriepaket 20 auszubilden.
Das Kraftfahrzeugbatteriemodul 10 umfasst ferner Abstandselemente 22a, 22b, 22c, die ebenfalls dem Batteriepaket 20 zugeordnet sind, da sie zwischen den beiden Druckplatten 16, 18 angeordnet sind.
Ein erstes Abstandselement 22a ist zwischen der ersten Druckplatte 16 und der randseitigen ersten Batteriezelle 12 des Batteriepakets 20 angeordnet, insbesondere deren ersten Seitenfläche 12a. Ein zweites Abstandselement 22b ist zwischen den beiden Batteriezellen 12, 14 vorgesehen, wobei es an der zweiten Seitenfläche 12b der ersten Batteriezelle 12 und der ersten Seitenfläche 14a der zweiten Batteriezelle 14 anliegt. Ein drittes Abstandselement 22c ist zwischen der zweiten Druckplatte 18 und der endseitigen zweiten Batteriezelle 14 des Batteriepakets 20 angeordnet, insbesondere deren zweiten Seitenfläche 14b.
In der gezeigten Ausführungsform sind die beiden Abstandselemente 20a, 20b im Querschnitt Doppel-T-förmig ausgebildet, wohingegen das dritte Abstandselement 22c im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist.
Die Abstandselemente 22a, 22b, 22c weisen jeweils einen zentrischen, plattenförmigen Hauptkörper 24a, 24b, 24c auf, von dem an einer ersten Seite 26a, 26b, 26c des jeweiligen Abstandselements 22, die zur angrenzenden Batteriezelle 12, 14 gerichtet ist, jeweils zwei erste Vorsprünge 28a, 28b, 28c vorstehen.
Die ersten Vorsprünge 28a, 28b, 28c sind am jeweiligen Hauptkörper 24 randseitig angeordnet, sodass sie die angrenzenden Batteriezellen 12, 14 an Rändern kontaktieren, die entgegengesetzten Stirnseiten der angrenzenden Batteriezellen 12, 14 zugeordnet sind. Demnach erstrecken sich die Abstandselemente 22 über die gesamte Höhe bzw. Seitenfläche 12a, 12b, 14a, 14b der Batteriezellen 12, 14.
Die ersten Vorsprünge 28a, 28b, 28c bilden jeweils eine erste Anlagefläche 30a, 30b, 30c aus, über die das Abstandselement 22a, 22b, 22c an der jeweils angrenzenden Batteriezelle 12, 14 direkt anliegt. Die Vorsprünge 28a, 28b, 28c erstrecken sich nicht über die gesamte, jeweils zugeordnete Seitenfläche 12a, 14a, 14b der Batteriezellen 12, 14, weshalb die entsprechende Anlagefläche 30a, 30b, 30c kleiner als die jeweils angrenzende Seitenfläche 12a, 14a, 14b ist. Demnach sind die Seitenflächen 12a, 14a, 14b nur teilweise durch die Abstandselemente 22 abgestützt.
Zwischen dem Hauptkörper 24 und den beiden ersten Vorsprüngen 26a, 26b, 26c des jeweiligen Abstandselements 22a, 22b, 22c sowie der daran angrenzenden Batteriezelle 12, 14 ist jeweils ein erster Hohlraum 32a, 32b, 32c ausgebildet. In diese Hohlräume 32a, 32b, 32c kann sich die jeweils angrenzende Batteriezelle 12, 14 während des Betriebs des Kraftfahrzeugbatteriemoduls 10 erstrecken, wenn sich die entsprechende Batteriezelle 12, 14 aufgrund einer erhöhten Lebensdauer ausdehnt. Hierdurch ist eine Kraft- bzw. Wegkompensation während des Betriebs des Kraftfahrzeugbatteriemoduls 10 geschaffen. Die auf die Batteriezellen 12, 14 wirkenden Kräfte können dadurch reduziert werden, insbesondere die am Lebensdauerende des Kraftfahrzeugbatteriemoduls 10 auftretenden Kräfte.
Ferner weisen die Abstandselemente 22a, 22b, 22c jeweils eine zweite Anlagefläche 34a, 34b, 34c auf, wobei sich diese bei den verschiedenen Abstandselementen 22a, 22b, 22c unterscheidet.
Das erste und das zweite Abstandselement 22a, 22b sind, wie bereits erwähnt, baugleich, da beide im Querschnitt Doppel-T-förmig ausgebildet sind. Daher weisen die beiden Abstandselemente 22a, 22b zwei zweite Vorsprünge 36a, 36b auf, die an zu den ersten Vorsprüngen 28a, 28b bzw. zu den ersten Seiten 26a, 26b entgegengesetzten Seiten der Hauptkörper 24a, 24b angeformt sind.
Die zweiten Vorsprünge 36a, 36b definieren jeweils die zweiten Anlageflächen 34a, 34b dieser beiden Abstandselemente 22a, 22b.
Ebenfalls ist zwischen dem ersten und dem zweiten Abstandselement 22a, 22b, insbesondere den jeweiligen zweiten Vorsprüngen 36a, 36b, und der ersten Druckplatte 16 bzw. der ersten Batteriezelle 12 jeweils ein zweiter Hohlraum 38a, 38b ausgebildet.
Die beiden Abstandselemente 22a, 22b sind generell spiegelsymmetrisch ausgebildet, sodass die der ersten Seite 26a, 26b entgegengesetzte Seite entsprechend gleich ausgebildet ist.
Für das zweite Abstandselement 22b gilt beispielsweise, dass sich die zweite Batteriezelle 14 in den ersten Hohlraum 32b und die erste Batteriezelle 12 in den zweiten Hohlraum 38b während des Betriebs des Kraftfahrzeugbatteriemoduls 10 ausdehnen kann, wodurch eine Kraft- bzw. Wegkompensation der Batteriezellen 12, 14 bereitgestellt ist.
Das dritte Abstandselement 22c ist hingegen U-förmig ausgebildet, sodass dessen zweite Anlagefläche 32c direkt am Hauptkörper 24c ausgebildet ist, über die das Abstandselement 22c vollflächig an der zweiten Druckplatte 18 anliegt. Da sich die Druckplatte 18 während des Betriebs des Kraftfahrzeugbatteriemoduls 10 nicht ausdehnt, ist ein Hohlraum zwischen der Druckplatte 18 und dem angrenzenden Abstandselement 22c auch nicht nötig.
Die beiden Schenkel des U-förmigen dritten Abstandselements 22c stellen die ersten Vorsprünge 28c dar, über die das dritte Abstandselement 22c an der angrenzenden Batteriezelle 14 anliegt, insbesondere deren zweiten Seitenfläche 14B.
Die erste Anlagefläche 30a, 30b, 30c der Abstandselemente 22a, 22b, 22c kann jeweils insbesondere klebend ausgebildet sein, sodass sichergestellt ist, dass die Abstandselemente 22a, 22b, 22c ihre definierten Positionen beibehalten. Hierzu kann die erste Anlagefläche 30a, 30b, 30c mit einer klebenden Beschichtung versehen sein.
Die zweite Anlagefläche 34a, 34b der Abstandselemente 22a, 22b kann ebenfalls jeweils klebend ausgebildet sein, um zu garantieren, dass die Abstandselemente 22a, 22b beidseitig positionsgenau gehalten werden.
Insbesondere sind die Abstandselemente 22a, 22b, 22c aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet, sodass eine elektrische Isolierung der einzelnen Batteriezellen 12, 14 untereinander bereitgestellt ist und kein zusätzliches Bauteil benötigt wird. Die Abstandselemente 22a, 22b, 22c können dabei aus einem Kunststoff oder einem Schaumstoff hergestellt sein, sodass sie kostengünstig und leicht sind. Die ersten Vorsprünge 28a, 28b, 28c und optional die zweiten Vorsprünge 36a, 36b sind vorzugsweise einstückig mit dem Hauptkörper 24a, 24b, 24c ausgebildet, sodass die Abstandselemente 22a, 22b, 22c generell einstückig sind.
Wie aus der Figur hervorgeht, kann das Batteriepaket 20 während der Herstellung des Kraftfahrzeugbatteriemoduls 10 erzeugt werden, da die von den Druckplatten 16, 18 auf die Batteriezellen 12, 14 ausgeübte Kraft über die Abstandselemente 22a, 22b, 22c, insbesondere deren Vorsprünge 28a, 28b, 28c, 36a, 36b, auf die Batteriezellen 12, 14 übertragen werden kann. Demnach ist ein Zusammendrücken bzw. Pressen der Batteriezellen 12, 14 möglich.
Da die Abstandselemente 22a, 22b, 22c jedoch nicht vollflächig an den angrenzenden bzw. benachbarten Batteriezellen 12, 14 anliegen, kann eine Kraft- bzw. Wegkompensation während der Fertigung und des Betriebs erfolgen, da sich die Batteriezellen 12, 14 beispielsweise in die geschaffenen Hohlräume 32a, 32b, 32c, 38b ausdehnen können. Des Weiteren können hierdurch herstellungsbedingte Bauteiltoleranzen besser kompensiert werden.
Generell kann eine verschiedene Anzahl an Abstandselementen 22a, 22b, 22c vorgesehen sein, die im Querschnitt jeweils Doppel-T-förmig ausgebildet sein können. Ferner können auch nur zwei Abstandselemente 22 vorgesehen sein, die im Querschnitt beide „U”-förmig ausgebildet und jeweils zwischen einer Druckplatte 16, 18 und einer endseitigen Batteriezelle des Batteriepakets 20 angeordnet sind.
In 2 ist ein Kraftfahrzeugbatteriemodul 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer Seitenansicht gezeigt. Gleiche oder wirkungsgleiche Elemente werden mit den selben Bezugszeichen versehen.
In dieser Ausführungsform sind wieder zwischen zwei Batteriezellen 12, 14 sowie zwischen einer der Batteriezellen 12, 14 und einer zugeordneten Druckplatte 16, 18 jeweils ein Abstandselement 22a, 22b, 22c angeordnet.
Wie aus der Seitenansicht hervorgeht, liegen die Abstandselemente 22a bis 22c zumindest mit einem äußeren Rand flächig an den Batteriezellen 12, 14 und/oder den Druckplatten 16, 18 an.
In 3 ist ein Abstandselement beispielhaft gezeigt, das bei einem Kraftfahrzeugbatteriemdoul 10 gemäß der zweiten Ausführungsform verwendet werden kann. Bei dem gezeigten Abstandselement 22c handelt es sich um dasjenige, welches an der Druckplatte 18 anliegt.
Das Abstandselement 22c weist ebenfalls einen plattenförmigen Hauptkörper 24c auf, von dem zwei Vorsprünge 28c vorstehen, die länglich ausgebildet sind und sich über die gesamte längere Kante des Hauptkörpers 24c erstrecken. Die Vorsprünge 28c können in dieser Ausführungsform auch als randseitige Verdickungen der längeren Kanten des Hauptkörpers 24c aufgefasst werden.
Die beiden Vorsprünge 28c bilden eine erste Anlagefläche 30c aus, über die das Abstandselement 22c an einer angrenzenden oder benachbarten Batteriezelle anliegt, die hier nicht dargestellt ist.
Zwischen den beiden Vorsprüngen 28c des Abstandselements 22c und der hier nicht dargestellten Batteriezelle ergibt sich somit ein Hohlraum 32c, in den sich die Batteriezelle während des Betriebs ausdehnen kann.
Das Abstandselement 22c weist auf der zur ersten Anlagefläche 30c entgegengesetzten Seite eine zweite Anlagefläche 34c auf, die flächig am plattenförmigen Hauptkörper 24c ausgebildet sein kann. Über die zweite Anlagefläche 34c kann das Abstandselement an der Druckplatte 18 flächig anliegen, wie dies hier dargestellt ist.
Alternativ kann die zweite Anlagefläche 34c ebenfalls an zweiten Vorsprüngen vorgesehen sein, sodass das Abstandselement 22c spiegelsymmetrisch ausgebildet ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Abstandselement 22c zwischen zwei Batteriezellen angeordnet ist, sodass jeder Batteriezelle ein Hohlraum zugeordnet ist.
In 4 ist eine weitere Ausführungsform des Abstandselements 22c gezeigt, bei dem die erste Anlagefläche 30c an einem rahmenartig umlaufenden Vorsprung 28c am plattenförmigen Hauptkörper 24c vorgesehen ist.
Auch hierdurch ist wieder ein Hohlraum 32c ausgebildet, wenn das Abstandselement 22c über die erste Anlagefläche 30c an einer benachbarten, hier nicht dargestellten Batteriezelle anliegt, sodass sich diese in den Hohlraum 32c ausdehnen kann.
Das in 4 gezeigte Abstandselement 22c kann ebenfalls spiegelsymmetrisch sein, sodass eine zweite Anlagefläche 34c ebenfalls an einem rahmenartig umlaufenden Vorsprung vorgesehen ist. Alternativ kann die zweite Anlagefläche 34a vollflächig am plattenförmigen Hauptkörper 24a ausgebildet sein.
In den 3 und 4 ist lediglich beispielhaft das Abstandselement 22c gezeigt worden. Die anderen Abstandselemente 22a, 22b können ebenfalls derart ausgebildet sein.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugbatteriemodul 10 weist somit eine Kraft- bzw. Wegkompensation auf, die zum einen Fertigungstoleranzen während der Herstellung des Kraftfahrzeugbatteriemoduls kompensiert und zum anderen eine Weg- bzw. Kraftkompensation über die Laufzeit des Kraftfahrzeugbatteriemoduls 10 bereitstellt, da sich die angrenzenden Batteriezellen 12, 14 in die ausgebildeten Hohlräume 32a, 32b, 32c, 38b erstrecken können.
Des Weiteren kann ein aufwendiger Klebeprozess der einzelnen Batteriezellen 12, 14 miteinander entfallen, sodass kein verklebtes Zellpaket vorliegt, wie dies im Stand der Technik typischerweise der Fall ist. Hierdurch ist die Herstellung des Kraftfahrzeugbatteriemoduls 10 entsprechend einfacher und schneller.

Claims

Kraftfahrzeugbatteriemodul (10), insbesondere für ein Elektro- oder ein Hybridfahrzeug, mit wenigstens zwei seitlich nebeneinanderliegenden, ein Batteriepaket (20) bildenden Batteriezellen (12, 14) sowie zwei an entgegengesetzten Seiten des Batteriepakets (20) liegenden Druckplatten (16, 18), die derart angeordnet sind, dass die wenigstens zwei Batteriezellen (12, 14) zwischen den beiden Druckplatten (16, 18) angeordnet sind, und wenigstens einem Abstandselement (22a, 22b, 22c), das eine erste Anlagefläche (30a, 30b, 30c) aufweist, über die das wenigstens eine Abstandselement (22a, 22b, 22c) an einer Seitenfläche (12a, 14a, 14b) einer angrenzenden Batteriezelle (12, 14) anliegt, wobei die Anlagefläche (30a, 30b, 30c) kleiner als die an das Abstandselement (22a, 22b, 22c) angrenzende Seitenfläche (12a, 14a, 14b) der angrenzenden Batteriezelle (12, 14) ist, sodass ein Teil der Seitenfläche (12a, 14a, 14b) unabgestützt ist.
Kraftfahrzeugbatteriemodul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Abstandselement (22a, 22b, 22c) über die gesamte angrenzende Seitenfläche (12a, 14a, 14b) der angrenzenden Batteriezelle (12, 14) erstreckt.
Kraftfahrzeugbatteriemodul (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anlagefläche (30a, 30b, 30c) an wenigstens einem Vorsprung (28a, 28b, 28c) an dem wenigstens einen Abstandselement (22a, 22b, 22c) ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugbatteriemodul (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandselement (22a, 22b, 22c) einen Hauptkörper (24a, 24b, 24c) hat und Vorsprünge (28a, 28b, 28c, 36a, 36b) an entgegengesetzten Rändern des Hauptkörpers (24a, 24b, 24c) vorhanden sind, wobei die Ränder entgegengesetzten Stirnseiten der angrenzenden Batteriezelle (12, 14) zugeordnet sind.
Kraftfahrzeugbatteriemodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Abstandselement (22a, 22b, 22c) und der angrenzenden Batteriezelle (12, 14) ein Hohlraum (32a, 32b, 32c) ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugbatteriemodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anlagefläche (30a, 30b, 30c) klebend ausgebildet ist, insbesondere mit einer klebenden Beschichtung versehen ist.
Kraftfahrzeugbatteriemodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Abstandselement (22b) eine zweite Anlagefläche (34b) aufweist, die auf der zur ersten Anlagefläche (30b) entgegengesetzten Seite des Abstandselements (22b) vorgesehen ist und an einer zweiten, benachbarten Batteriezelle (12) anliegt, sodass das wenigstens eine Abstandselement (22b) zwei Batteriezellen (12, 14) voneinander beabstandet.
Kraftfahrzeugbatteriemodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Abstandselement (22a, 22c) eine zweite Anlagefläche (34a, 34c) aufweist, die auf der zur ersten Anlagefläche (30a, 30c) entgegengesetzten Seite des Abstandselements (22a, 22c) vorgesehen ist und an einer Druckplatte (16, 18) anliegt, sodass das wenigstens eine Abstandselement (22a, 22c) eine endseitige Batteriezelle (12, 14) des Batteriepakets (20) von einer Druckplatte (16, 18) beabstandet.
Kraftfahrzeugbatteriemodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandselement (22a, 22b, 22c) einen U- oder Doppel-T-förmigen Querschnitt hat.
Kraftfahrzeugbatteriemodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Abstandselement (22a, 22b, 22c) aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugbatteriemodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mehreren, insbesondere allen benachbarten Batteriezellen (12, 14) und/oder zwischen den außenliegenden Batteriezellen (12, 14) und den benachbarten Druckplatten (16, 18) zumindest ein Abstandselement (22a, 22b, 22c) vorgesehen ist.