DE102015217076A1 - Gehäuse für eine Mehrzahl von elektrischen Energiespeichereinheiten - Google Patents

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Abstract

Gehäuse (10) für eine Mehrzahl von elektrischen Energiespeichereinheiten, umfassend eine flüssigkeitsundurchlässige Gehäusewanne (105), eine flüssigkeitsundurchlässige Gehäuseabdeckung (103) und ein umlaufendes, gegen Flüssigkeit abdichtendes Dichtelement (104) zwischen Gehäusewanne (105) und Gehäuseabdeckung (103), wobei die Gehäuseabdeckung (103) einen vertieften Bereich (118) aufweist und in dem vertieften Bereich (118) mindestens eine Durchführung (111), insbesondere für Kabel und elektrische Anschlüsse (108), vorhanden ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Gehäuse für eine Mehrzahl von elektrischen Energiespeichereinheiten sowie dessen Verwendung gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
  • Stand der Technik
  • In Hybrid- und Elektrofahrzeugen werden meist Systeme mit einer großen Anzahl an elektrischen Energiespeichern eingesetzt. Um geforderte Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, beispielsweise um die elektrischen Energiespeichereinheiten vor bestimmten mechanischen Einflüssen zu schützen, wie sie unter anderem bei Unfällen auftreten können, werden diese elektrischen Energiespeichereinheiten meist mit aufwendigen Gehäusen und Konstruktionen versehen. Weiterhin ist ein Schutz gegen Flüssigkeit und unabsichtliches Berühren sowie die kontrollierte Abführung von möglicherweise austretenden Gasen erforderlich.
  • Die Druckschrift EP 2214225 A1 offenbart ein Energieversorgungssystem für ein Fahrzeug mit entsprechendem Gehäuse und Einbauvorrichtungen.
  • Die Druckschrift EP 2767428 A1 zeigt eine weitere Möglichkeit der Gehäusegestaltung mit Fokus auf Vibrationsreduktion.
  • Die Druckschrift DE 10 2006 050 750 A1 schlägt einen Einbau des elektrischen Energiespeichersystems innerhalb des Reserverads vor.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorteile der Erfindung
  • Erfindungsgemäß werden ein Gehäuse für eine Mehrzahl von elektrischen Energiespeichereinheiten sowie dessen Verwendung gemäß dem Kennzeichen der unabhängigen Patentansprüche bereitgestellt.
  • Dabei umfasst das Gehäuse eine flüssigkeitsundurchlässige Gehäusewanne, eine flüssigkeitsundurchlässige Gehäuseabdeckung und ein umlaufendes, gegen Flüssigkeit abdichtendes Dichtelement zwischen Gehäusewanne und Gehäuseabdeckung, wobei die Gehäuseabdeckung vorteilhafterweise einen vertieften Bereich aufweist und in dem vertieften Bereich mindestens eine Durchführung vorhanden ist. Dadurch können beispielsweise Kabel und Anschlüsse in dem vertieften Bereich angebracht werden und einfach mittels der Durchführung durch die Gehäuseabdeckung geführt werden. Somit können überstehende Kabel und Anschlüsse vermieden werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bevorzugt weist die mindestens eine Durchführung im vertieften Bereich ein gegen Flüssigkeit abdichtendes Dichtelement auf, womit vorteilhafterweise das Eindringen von Flüssigkeit durch die mindestens eine Durchführung verhindert wird.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts kann vorgesehen sein, dass eine zweite Durchführung mit einem Mittel zur Abführung einer Flüssigkeit im vertieften Bereich vorgesehen ist und sich in einer Seitenfläche der Gehäusewanne eine dritte Durchführung befindet, die, bezogen auf eine Bodenfläche der Gehäusewanne, unterhalb der zweiten Durchführung im vertieften Bereich liegt. Dadurch kann in vorteilhafter Weise Flüssigkeit, welche sich eventuell in der Vertiefung sammeln kann, abgeführt werden, beispielsweise durch die Gehäusewanne hindurch in einen Außenbereich. Als Mittel zur Abführung von Flüssigkeit kann beispielsweise eine Rohrleitung oder ein Schlauch eingesetzt werden.
  • Vorteilhafterweise ist eine Einflussöffnung der zweiten Durchführung im vertieften Bereich, welche ein Mittel zur Abführung einer Flüssigkeit aufweist, an einem tiefsten Punkt des vertieften Bereichs positioniert. Dadurch ist eine zuverlässige Abführung von möglicherweise auftretender Flüssigkeit gegeben und eine Stauung von Flüssigkeit kann vermieden werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform befindet sich mindestens eine vierte Durchführung in der Bodenfläche der Gehäusewanne. Dadurch kann beispielsweise kondensierte Flüssigkeit nach außen abgeführt werden und eine Ansammlung von Flüssigkeit innerhalb des Gehäuses verhindert werden.
  • Zweckmäßiger Weise ist die mindestens eine vierte Durchführung in der Bodenfläche der Gehäusewanne so eingerichtet, dass die mindestens eine vierte Durchführung einen Flüssigkeitsaustausch nur in einer Richtung ermöglicht. Dadurch ist gewährleistet, dass nur Flüssigkeit nach außen abgeführt wird und keine Flüssigkeit von außen nach innen eindringen kann. Somit kann eine Stauung von Flüssigkeit innerhalb des Gehäuses verhindert werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt kann vorgesehen sein, dass eine Einflussöffnung der mindestens einen vierten Durchführung in der Bodenfläche der Gehäusewanne an einem tiefsten Punkt der Bodenfläche der Gehäusewanne positioniert ist. Dadurch wird ein zuverlässiges Abführen von Flüssigkeit erreicht und die Wirkung der Schwerkraft vorteilhaft genutzt.
  • Zweckmäßigerweise kann die Gehäuseabdeckung um eine Trägerstruktur, beispielsweise einen Querträger, ergänzt sein. Dadurch wird der Gehäuseaufbau versteift, wodurch sich ein besseres mechanisches Verhalten, insbesondere bei Unfällen, ergeben kann und sich günstigere Installationsoptionen für die Energiespeichereinheiten eröffnen können.
  • Unter einer elektrischen Energiespeichereinheit kann insbesondere eine elektrochemische Batteriezelle und/oder ein Batteriemodul aus zwei oder mehr elektrochemischen Batteriezellen und/oder ein Batteriepack aus zwei oder mehr Batteriemodulen verstanden werden. Zum Beispiel kann der elektrische Energiespeicher eine Lithium-Batteriezelle, ein Lithium-Batteriemodul oder ein Lithium-Batteriepack sein. Insbesondere kann die elektrische Energiespeichereinheit beispielsweise eine Lithium-Ionen-Batteriezelle, ein Lithium-Ionen-Batteriemodul oder ein Lithium-Ionen-Batteriepack, sein.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Gehäuses gemäß einer ersten Ausführungsform,
  • 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen Gehäuses gemäß einer zweiten Ausführungsform,
  • 3 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Gehäuses gemäß einer dritten Ausführungsform,
  • 4 eine schematische Schnittdarstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Gehäuses gemäß einer vierten Ausführungsform und
  • 5 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Gehäuses gemäß einer fünften Ausführungsform.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Figuren gleiche Vorrichtungskomponenten.
  • Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich alle Lagebezeichnungen auf die horizontale Lage einer Bodenfläche der Gehäusewanne, wie sie in den Figuren gezeigt ist.
  • 1 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses 10. Das Gehäuse umfasst dabei eine Gehäuseabdeckung 103, eine Gehäusewanne 105 und eine umlaufende, gegen Flüssigkeit abdichtende Dichtung 104. Die Dichtung 104 kann beispielsweise ein Dichtungsprofil aufweisen, wie es von Türdichtungen im PKW-Bereich bekannt ist, und das sich dort bewährt hat. Weiterhin ist ein vertiefter Bereich 118 der Gehäuseabdeckung 103 dargestellt. In diesem vertieften Bereich 118 befindet sich eine Durchführung 111, welche weiterhin eine gegen Flüssigkeit abdichtende, umlaufende Dichtung 109 aufweist, die einen durchgeführten Anschluss 108, beispielsweise für stromführende Kabel, gegen eindringende Flüssigkeit abdichtet. Um zu verhindern, dass sich Flüssigkeit in dem vertieften Bereich 118 sammelt, ist dort beispielsweise eine zweite Durchführung 112 realisiert. Die zweite Durchführung 112 ist mit einem Schlauch 106 ausgestattet, so dass Flüssigkeit von dem vertieften Bereich 118 mittels einer dritten Durchführung 113 in einen Außenbereich abgeleitet werden kann. Dazu wird der Schlauch 106 durch die dritte Durchführung 113 geführt. Die zweite Durchführung 112 und die dritte Durchführung 113 stehen somit in flüssigkeitsleitender Verbindung miteinander. Gegebenenfalls können noch weitere zweite und/oder dritte Durchführungen vorgesehen sein, die in flüssigkeitsleitender Verbindung miteinander stehen, beispielsweise mittels eines oder mehrerer Schläuche. Eine innerhalb des Gehäuses angebrachte Batterie 101 und eine Zusatzkomponente 110, beispielsweise ein Steuergerät, sind beispielsweise hängend an einem Querträger 102 eingebaut und werden bevorzugt mittels Schrauben an dem Querträger 102 befestigt, wobei die Schrauben durch die Gehäuseabdeckung 103 geführt werden. Kondensierte Flüssigkeit und/oder innerhalb des Gehäuses 10 entstehende Gase werden durch ein in einer Bodenfläche der Gehäusewanne 105 in einer vierten Durchführung 114 eingebautes unidirektionales Ventil 107 vom Inneren des Gehäuses in den Außenbereich abgeführt. Eine Einflussöffnung 116 der vierten Durchführung 114 ist hier als leichte Vertiefung der Bodenfläche der Gehäusewanne 105 ausgeführt. Alternativ können auch mehrere Durchführungen in der Bodenfläche der Gehäusewanne 105 vorgesehen sein, die jeweils mit einem unidirektionalen Ventil 107 versehen sind. Es ist weiterhin möglich, zur Installation der Komponenten verwendete Schrauben, insbesondere die zur Installation des Gehäusedeckels 103 und der Batterie 101 sowie der Zusatzkomponente 110 verwendeten Schrauben, mit einer Lackschicht, beispielsweise aus Schraubensicherungslack, zu versehen, um ein unbefugtes Öffnen des Gehäuses zu erkennen.
  • In 2 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen Gehäuses 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform dargestellt, wobei insbesondere ein vertiefter Bereich 118 der Gehäuseabdeckung 103 zu sehen ist. Im dem vertieften Bereich 118 der Gehäuseabdeckung 103 sind zwei Durchführungen 111 realisiert, die jeweils eine umlaufende Dichtung 109 aufweisen. Erforderlichenfalls können noch weitere Durchführungen vorgesehen sein, beispielsweise für einen Kühlmittelanschluss. Bei dieser zweiten Ausführungsform ist die Einflussöffnung 115 der zweiten Durchführung 112 in einem tiefsten Punkt des vertieften Bereichs 118 angebracht, was eine Flüssigkeitsabfuhr begünstigt.
  • 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Gehäuses 10 gemäß einer dritten Ausführungsform. Dabei ist die Batterie 101 und die Zusatzkomponente 110 in einer Bodenfläche der Gehäusewanne 105 mittels Schrauben 120 befestigt. Die Einflussöffnung 116 der vierten Durchführung 114 ist an einem tiefsten Punkt einer Bodenfläche der Gehäusewanne 105 angebracht, was eine Ansammlung von Flüssigkeit innerhalb der Gehäusewanne verhindert.
  • In der Gehäusewanne 105 und in der Gehäuseabdeckung 103 im vertieften Bereich 118 können mehrere lokale Vertiefungen vorgesehen sein. Im Sinne der Anmeldung kann es vorteilhaft sein, in all diesen lokalen Vertiefungen entsprechende Durchführungen, gegebenenfalls mit entsprechenden Einflussöffnungen, zu positionieren. Dies ist in 4 schematisch für die Gehäusewanne 105 gezeigt. Es sind zwei vierte Durchführungen 114 vorgesehen, wobei deren Einflussöffnungen 116 jeweils an einem tiefsten lokalen Punkt der Bodenfläche der Gehäusewanne 105 positioniert sind.
  • 5 zeigt schematisch, wie eine Ersatzradmulde 119 innerhalb eines Kofferraums eines Fahrzeugs als Teil eines erfindungsgemäßen Gehäuses 10 verwendet werden kann. Dabei bildet die flüssigkeitsundurchlässige Gehäusewanne 105 die Ersatzradmulde 119. Die Ersatzradmulde 119 ist mit einer flüssigkeitsundurchlässigen Gehäuseabdeckung 103 abgedeckt, die einen vertieften Bereich 118 aufweist. Zweckmäßigerweise wird dabei der vertiefte Bereich 118 der Gehäuseabdeckung 103 mit einer Klappe 117 versehen, um eine plane Bodenfläche innerhalb des Kofferraums zu gewährleisten. Alternativ kann auf die Gehäuseabdeckung 103 beispielsweise eine bereits vorhandene Ersatzradmuldenabdeckung gelegt werden, um eine plane Bodenfläche zu schaffen. Weiterhin ist es möglich, eine bereits vorhandene Ersatzradmuldenabdeckung so zu bearbeiten, dass diese einen entsprechenden vertieften Bereich 118 und entsprechende Durchführungen 111 mit entsprechenden Dichtelementen 109 aufweist. Somit kann die bearbeitete Ersatzradmuldenabdeckung als Gehäuseabdeckung 103 verwendet werden.
  • 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
    • EP 2214225 A1 [0003]
    • EP 2767428 A1 [0004]
    • DE 102006050750 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Gehäuse (10) für eine Mehrzahl von elektrischen Energiespeichereinheiten, umfassend eine flüssigkeitsundurchlässige Gehäusewanne (105), eine flüssigkeitsundurchlässige Gehäuseabdeckung (103) und ein umlaufendes, gegen Flüssigkeit abdichtendes Dichtelement (104) zwischen Gehäusewanne (105) und Gehäuseabdeckung (103), dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseabdeckung (103) einen vertieften Bereich (118) aufweist und dass in dem vertieften Bereich (118) mindestens eine Durchführung (111), insbesondere für Kabel und elektrische Anschlüsse (108), vorhanden ist.
  2. Gehäuse (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Durchführung (111) im vertieften Bereich (118) ein gegen Flüssigkeit abdichtendes Dichtelement (109) aufweist.
  3. Gehäuse (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Durchführung (112) mit einem Mittel zur Abführung einer Flüssigkeit (106) im vertieften Bereich (118) vorgesehen ist und sich in einer Seitenfläche der Gehäusewanne (105) eine dritte Durchführung (113) befindet, welche, bezogen auf eine Bodenfläche der Gehäusewanne (105), unterhalb der zweiten Durchführung (111) im vertieften Bereich (118) liegt.
  4. Gehäuse (10) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einflussöffnung (115) der zweiten Durchführung (112) im vertieften Bereich (118), welche ein Mittel zur Abführung einer Flüssigkeit aufweist, an einem tiefsten Punkt des vertieften Bereichs (118) positioniert ist.
  5. Gehäuse (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens eine vierte Durchführung (114) in der Bodenfläche der Gehäusewanne (105) befindet.
  6. Gehäuse (10) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine vierte Durchführung (114) in der Bodenfläche der Gehäusewanne (105) so eingerichtet ist, dass die mindestens eine vierte Durchführung (114) einen Flüssigkeitsaustausch nur in einer Richtung ermöglicht.
  7. Gehäuse (10) gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einflussöffnung (116) der mindestens einen vierten Durchführung (114) in der Bodenfläche der Gehäusewanne (105) an einem tiefsten Punkt der Bodenfläche der Gehäusewanne (105) positioniert ist.
  8. Gehäuse (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssigkeitsundurchlässige Gehäuseabdeckung (103) um eine Trägerstruktur (102) ergänzt ist.
  9. Batterie, dadurch gekennzeichnet, dass sich selbige in einem Gehäuse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 befindet.
  10. Verwendung eines Gehäuses (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder einer Batterie nach Anspruch 9 in batteriebetriebenen Fahrzeugen oder Energiespeichersystemen.
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