DE102015224271A1 - Housing for battery systems - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einem Batteriesystem (BS), insbesondere einem Lithium-Ionen-Batteriesystem enthaltend mindestens einer Batterievorrichtung (BV) und mindestens ein erstes Gehäuseelement (G1) und mindestens ein zweites Gehäuseelement (G2), wobei das mindestens eine erste Gehäuseelement (G1) und das mindestens eine zweite Gehäuseelement (G2) zur Aufnahme der mindestens einen Batterievorrichtung (BV) geeignet sind und wobei das mindestens eine erste Gehäuseelement (G1) mindestens ein erstes Verbindungsmittel (V1) aufweist und das mindestens eine zweite Gehäuseelement (G2) mindestens ein zweites Verbindungsmittel (V2) aufweist, wobei das mindestens eine erste Verbindungsmittel (V1) und das mindestens eine zweite Verbindungsmittel (V2) geeignet sind, eine Steckverbindung untereinander einzugehen, wobei das mindestens eine erste Verbindungsmittel (V1) als Zapfen ausgebildet ist und das mindestens eine zweite Verbindungsmittel (V2) als Nut ausgebildet ist, derart, dass das mindestens eine erste Verbindungsmittel (V1) und das mindestens eine zweite Verbindungsmittel (V2) eine formschlüssige Verbindung untereinander eingehen können.The invention is based on a battery system (BS), in particular a lithium-ion battery system comprising at least one battery device (BV) and at least one first housing element (G1) and at least one second housing element (G2), wherein the at least one first housing element (G1 ) and the at least one second housing element (G2) are suitable for receiving the at least one battery device (BV) and wherein the at least one first housing element (G1) has at least one first connection means (V1) and the at least one second housing element (G2) at least one second connecting means (V2), wherein the at least one first connecting means (V1) and the at least one second connecting means (V2) are adapted to enter a plug connection with each other, wherein the at least one first connecting means (V1) is formed as a pin and the at least one second connecting means (V2) is formed as a groove, such that the min at least one first connecting means (V1) and the at least one second connecting means (V2) can form a positive connection with each other.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Batteriesystem sowie die Verwendung eines Batteriesystems gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche. The present invention relates to a battery system and the use of a battery system according to the preamble of the independent claims.
Stand der TechnikState of the art
Aus dem Stand der Technik sind Batteriesysteme bekannt, wobei die Batteriesysteme ein erstes Gehäuseelement und ein zweites Gehäuseelement aufweisen, wobei das erste und das zweite Gehäuseelement gemeinsam zur Aufnahme einer Batterievorrichtung geeignet sind. Ferner sind aus dem Stand der Technik Vorrichtungen bekannt, die ein mechanisches Zusammenstecken der beiden Gehäuseelemente ermöglichen. Beispielsweise wird in der
Ferner wird in der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht aus von einem Batteriesystem, insbesondere einem Lithium-Ionen-Batteriesystem, wobei das Batteriesystem mindestens eine Batterievorrichtung und mindestens ein erstes Gehäuseelement und mindestens ein zweites Gehäuseelement aufweist. Dabei sind das mindestens eine erste Gehäuseelement und das mindestens eine zweite Gehäuseelement zur Aufnahme der mindestens einen Batterievorrichtung geeignet. Dabei weist das mindestens eine erste Gehäuseelement mindestens ein erstes Verbindungsmittel auf und das mindestens eine zweite Gehäuseelement weist mindestens ein zweites Verbindungsmittel auf. Dabei sind das mindestens eine erste Verbindungsmittel und das mindestens eine zweite Verbindungsmittel geeignet, eine Steckverbindung untereinander einzugehen. The invention is based on a battery system, in particular a lithium-ion battery system, wherein the battery system has at least one battery device and at least one first housing element and at least one second housing element. In this case, the at least one first housing element and the at least one second housing element are suitable for receiving the at least one battery device. In this case, the at least one first housing element has at least one first connection means and the at least one second housing element has at least one second connection means. In this case, the at least one first connection means and the at least one second connection means are suitable for entering into a plug connection with one another.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass das mindestens eine erste Verbindungsmittel als Zapfen ausgebildet ist und das mindestens eine zweite Verbindungsmittel als Nut ausgebildet ist, derart, dass das mindestens eine erste Verbindungsmittel und das mindestens zweite Verbindungsmittel eine formschlüssige Verbindung untereinander eingehen können.The essence of the invention is that the at least one first connecting means is designed as a pin and the at least one second connecting means is formed as a groove, such that the at least one first connecting means and the at least second connecting means can form a positive connection with each other.
Durch den erfindungsgemäßen Umstand, dass das mindestens eine erste Verbindungsmittel als Zapfen ausgebildet ist und das mindestens eine zweite Verbindungsmittel als Nut ausgebildet ist, derart, dass das mindestens eine erste Verbindungsmittel und das mindestens eine zweite Verbindungsmittel eine formschlüssige Verbindung untereinander eingehen können, wird ein aufwandsarmes Zusammenstecken des mindestens einen ersten Gehäuseelementes mit dem mindestens einen zweiten Gehäuseelements ermöglicht. Ferner wird durch den Umstand, dass mittels Zapfen und Nut eine formschlüssige Verbindung geschaffen wird, eine mechanische Verbindung zwischen dem mindestens einen ersten Gehäuseelement und dem mindestens einen zweiten Gehäuseelement sichergestellt, die eine hohe mechanische Stabilität aufweist und gegenüber mechanischen Belastungen, wie sie beispielsweise bei einem Unfall auftreten können, robust ist. Darüber hinaus können sowohl das mindestens eine erste Verbindungsmittel als auch das mindestens eine zweite Verbindungsmittel als Bestandteil des mindestens einen ersten Gehäuseelements beziehungsweise des mindestens einen zweiten Gehäuseelements ausgebildet sein. Dadurch werden weitere Vorrichtungen zum Verbinden des mindestens einen ersten Gehäuseelements mit dem mindestens einen zweiten Gehäuseelement überflüssig. Dadurch wird ein geringeres Gewicht des Batteriesystems sichergestellt. Ferner wird durch den Umstand, dass das mindestens eine erste Verbindungsmittel als Zapfen ausgebildet ist und das mindestens eine zweite Verbindungsmittel als Nut ausgebildet ist, derart, dass das mindestens eine erste Verbindungsmittel und das mindestens eine zweite Verbindungsmittel eine formschlüssige Verbindung untereinander eingehen können, eine hinsichtlich ihrer Wirksamkeit leicht und aufwandsgering zu überprüfende Verbindung ermöglicht. Schließlich kann der Umstand, dass das mindestens eine erste Verbindungsmittel als Zapfen ausgebildet ist und das mindestens eine zweite Verbindungsmittel als Nut ausgebildet ist, derart, dass das mindestens eine erste Verbindungsmittel und das mindestens eine zweite Verbindungsmittel eine formschlüssige Verbindung untereinander eingehen können, auch für den Fall realisiert sein, das das mindestens eine erste Gehäuseelement und das mindestens eine zweite Gehäuseelement aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sind.Due to the fact that the at least one first connecting means is formed as a pin and the at least one second connecting means is formed as a groove, such that the at least one first connecting means and the at least one second connecting means can form a positive connection with each other, is a low-effort Mating the at least one first housing element with the at least one second housing element allows. Furthermore, the fact that a positive connection is created by means of pins and groove ensures a mechanical connection between the at least one first housing element and the at least one second housing element, which has a high mechanical stability and mechanical loads, as for example in a Accident can occur is robust. In addition, both the at least one first connecting means and the at least one second connecting means may be formed as part of the at least one first housing element or of the at least one second housing element. As a result, further devices for connecting the at least one first housing element to the at least one second housing element become superfluous. This ensures a lower weight of the battery system. Furthermore, by virtue of the fact that the at least one first connection means is designed as a pin and the at least one second connection means is formed as a groove, such that the at least one first connection means and the at least one second connection means can form a positive connection with one another their effectiveness easily and low-cost to be tested compound allows. Finally, the fact that the at least one first connecting means is formed as a pin and the at least one second connecting means is formed as a groove, such that the at least one first connecting means and the at least one second connecting means can form a positive connection with each other, even for the Case can be realized that the at least one first housing element and the at least one second housing element are formed from different materials.
Bei einem Batteriesystem handelt es sich vorzugsweise um einen wiederaufladbaren, elektrochemischen Energiespeicher. Das Batteriesystem enthält neben der mindestens einen Batterievorrichtung gegebenenfalls Vorrichtungen zur Steuerung der Batterievorrichtung, sowie vorzugsweise Kontaktvorrichtungen. Die Kontaktvorrichtungen sind insbesondere zur Übertragung elektrischer Energie von dem Batteriesystem zu einem Verbraucher geeignet. Bei den Kontaktvorrichtungen kann es sich um sogenannte Terminals handeln. Auch die Batterievorrichtungen weisen Terminals zur elektrischen Kontaktierung, insbesondere zur elektrischen Kontaktierung untereinander, auf. Bei dem Verbraucher kann es sich insbesondere um ein Kraftfahrzeug handeln.A battery system is preferably a rechargeable, electrochemical energy store. The battery system contains, in addition to the at least one battery device optionally devices for controlling the battery device, and preferably contact devices. The contact devices are particularly suitable for transmitting electrical energy from the battery system to a consumer. The contact devices may be act as terminals. The battery devices also have terminals for electrical contacting, in particular for electrical contact with one another. The consumer may in particular be a motor vehicle.
Erfindungsgemäß ist zudem die Verwendung eines Batteriesystems in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.According to the invention, moreover, the use of a battery system in a vehicle, in particular in a motor vehicle.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung gehen das mindestens eine erste Verbindungsmittel und das mindestens eine zweite Verbindungsmittel eine formschlüssige Verbindung derart untereinander ein, dass zwischen einer Grenzfläche des mindestens einen ersten Gehäuseelements und einer Grenzfläche des mindestens einen zweiten Gehäuseelements ein definierter Abstand ausgebildet ist. Durch den definierten Abstand kann beispielsweise ein Toleranzausgleich, bei gegebenenfalls ungleichmäßiger Ausbildung des mindestens einen ersten Verbindungsmittels und des mindestens einen zweiten Verbindungsmittels, zwischen den Verbindungsmitteln realisiert werden.According to an advantageous embodiment of the invention, the at least one first connection means and the at least one second connection means form a positive connection with one another such that a defined distance is formed between an interface of the at least one first housing element and an interface of the at least one second housing element. By the defined distance, for example, tolerance compensation, with possibly uneven formation of the at least one first connecting means and the at least one second connecting means, between the connecting means can be realized.
Bei der Grenzfläche handelt es sich um eine solche Fläche des mindestens einen ersten Gehäuseelements oder des mindestens einen zweiten Gehäuseelements, auf der das mindestens eine erste Verbindungsmittel und das mindestens eine zweite Verbindungsmittel angeordnet sein kann. Die Grenzflächen können durch die formschlüssige Verbindung des mindestens einen ersten Verbindungsmittels mit dem mindestens einen zweiten Verbindungsmittel aneinander gedrückt werden.The interface is such a surface of the at least one first housing element or of the at least one second housing element on which the at least one first connecting means and the at least one second connecting device can be arranged. The boundary surfaces can be pressed against one another by the positive connection of the at least one first connection means with the at least one second connection means.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung sind das mindestens eine erste Verbindungsmittel und/oder das mindestens eine zweite Verbindungsmittel aus einem elastischen Material ausgebildet. Insbesondere handelt es sich bei dem elastischen Material um einen thermoplastischen Kunststoff oder um ein 2-Komponenten-Material, wobei im Fall des 2-Komponenten-Materials eine Komponente ein Elastomer ist. Bei dem Elastomer handelt es sich beispielsweise um ein Polyamid-Thermoplastisches Elastomer, um ein Copolyester-Thermoplastisches Elastomer, um ein Olefin-Thermoplastisches Elastomer, um ein Styrol-Thermoplastisches Elastomer, um ein Urethan-Thermoplastisches Elastomer und/oder um ein Thermoplastisches Elastomer mit vernetztem Kautschuk.According to a further advantageous embodiment of the invention, the at least one first connection means and / or the at least one second connection means are formed from an elastic material. In particular, the elastic material is a thermoplastic or a 2-component material, with one component being an elastomer in the case of the 2-component material. The elastomer is, for example, a polyamide thermoplastic elastomer, a copolyester thermoplastic elastomer, an olefin thermoplastic elastomer, a styrenic thermoplastic elastomer, a urethane thermoplastic elastomer, and / or a thermoplastic elastomer with a crosslinked elastomer Rubber.
Durch den erfindungsgemäßen Umstand, dass das mindestens eine erste Verbindungsmittel und/oder das mindestens eine zweite Verbindungsmittel aus einem elastischen Material ausgebildet sind, wird ein Zusammenstecken des mindestens einen Verbindungsmittels mit dem mindestens einen zweiten Verbindungsmittel erleichtert und somit auch das Eingehen einer formschlüssigen Verbindung des mindestens einen Verbindungsmittels mit dem mindestens einen zweiten Verbindungsmittel untereinander erleichtert.Due to the fact that the at least one first connection means and / or the at least one second connection means are formed of an elastic material, a mating of the at least one connecting means with the at least one second connecting means is facilitated and thus also a positive connection of at least facilitates a connection means with the at least one second connection means with each other.
Gemäß einer nächsten vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung handelt es sich bei dem mindestens einen zweiten Verbindungsmittel um eine Aussparung mit Hinterschnitt. Durch den erfindungsgemäßen Umstand, dass es sich bei dem mindestens einen zweiten Verbindungsmittel um eine Aussparung mit Hinterschnitt handelt, wird die Wahrscheinlichkeit eines unerwünschten Lösens der Steckverbindung des mindestens einen ersten Verbindungsmittels von dem mindestens einen zweiten Verbindungsmittel verringert. Ferner wird die Unempfindlichkeit der formschlüssigen Verbindung zwischen dem mindestens einen ersten Verbindungsmittel mit dem mindestens einen zweiten Verbindungsmittel gegenüber mechanischen Belastungen erhöht.According to a next advantageous embodiment of the invention, the at least one second connecting means is a recess with an undercut. Due to the fact that the at least one second connecting means is a recess with an undercut according to the invention, the probability of an undesired release of the plug connection of the at least one first connecting means from the at least one second connecting means is reduced. Furthermore, the insensitivity of the positive connection between the at least one first connection means with the at least one second connection means is increased with respect to mechanical loads.
Gemäß einer nächsten, vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung weist das mindestens eine erste Verbindungsmittel einen kompressiblen Bereich auf. Durch den erfindungsgemäßen Umstand, dass das mindestens eine erste Verbindungsmittel einen kompressiblen Bereich aufweist, wird ein Lösen der formschlüssigen Verbindung zwischen dem mindestens einen ersten Verbindungsmittel mit dem mindestens einen zweiten Verbindungsmittel erleichtert. Darüber hinaus wird ein wiederholtes Eingehen und Lösen der formschlüssigen Verbindung zwischen dem mindestens einen ersten Verbindungsmittel und dem mindestens einen zweiten Verbindungsmittel untereinander beziehungsweise voneinander ermöglicht. According to a next, preferred embodiment of the invention, the at least one first connecting means on a compressible region. By virtue of the fact that the at least one first connection means has a compressible region, release of the positive connection between the at least one first connection means and the at least one second connection means is facilitated. In addition, repeated engagement and disengagement of the form-fitting connection between the at least one first connection means and the at least one second connection means with each other or from each other is made possible.
Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der Erfindung weist der kompressible Bereich des mindestens einen ersten Verbindungsmittels eine Feder, insbesondere einer Schraubenfeder auf. Dabei ist die Feder zur Verformung unter Druckeinwirkung und, bei Wegfall der Druckeinwirkung, zur elastischen Rückkehr in den Ursprungszustand geeignet. Durch den erfindungsgemäßen Umstand, wonach der kompressible Bereich eine Feder, insbesondere eine Schraubenfeder, aufweist, wird ein kontrolliertes Zusammendrücken des mindestens einen ersten Verbindungsmittels ermöglicht. Die Wahrscheinlichkeit eines ungewollten Zusammendrückens des mindestens einen ersten Verbindungsmittels wird verringert. Hintergrund des kontrollierten Zusammendrückens ist, dass eine Feder verwendet werden kann, die erst ab Überschreiten einer bestimmten Kraft zusammengedrückt wird. According to a next preferred embodiment of the invention, the compressible region of the at least one first connecting means comprises a spring, in particular a helical spring. The spring is for deformation under pressure and, in the absence of pressure, suitable for elastic return to the original state. The circumstance according to the invention, according to which the compressible region has a spring, in particular a helical spring, enables a controlled compression of the at least one first connection means. The probability of an unwanted compression of the at least one first connection means is reduced. Background of the controlled compression is that a spring can be used, which is compressed only when a certain force is exceeded.
Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der Erfindung weist das mindestens eine zweite Verbindungsmittel eine Vorrichtung auf, wobei die Vorrichtung derart eingerichtet ist, dass mittels der Vorrichtung ein Druck auf den kompressiblen Bereich des mindestens einen ersten Verbindungsmittels ausgeübt werden kann. Durch den erfindungsgemäßen Umstand, dass das mindestens eine zweite Verbindungsmittel eine Vorrichtung aufweist, wobei die Vorrichtung derart eingerichtet ist, dass mittels der Vorrichtung ein Druck auf den kompressiblen Bereich des mindestens einen ersten Verbindungsmittels ausgeübt werden kann, wird ein aufwandsgeringes Zusammendrücken des mindestens einen ersten Verbindungsmittels ermöglicht.According to a next preferred embodiment of the invention, the at least one second connecting means to a device, wherein the device is arranged such that by means of the device, a pressure on the compressible region of the at least one first connecting means can be exercised. The circumstance according to the invention that the at least one second connecting means has a device, wherein the device is configured such that a pressure can be exerted on the compressible region of the at least one first connecting means by means of the device, is a low-compression of the at least one first connecting means allows.
Gemäß einer nächsten vorzugweisen Ausgestaltungsform der Erfindung ist am mindestens einen ersten Verbindungsmittel und oder am mindestens einen zweiten Verbindungsmittel ein Abdichtmaterial angeordnet. Bei dem Abdichtmaterial handelt es sich beispielsweise um Gummi und/oder um Polytetrafluorethylen und/oder um Nitrilkautschuk und/oder um Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk und/oder um einen Klebedichtstoff, beispielsweise einen Klebedichtstoff auf Silikonbasis, einen Klebedichtstoff auf Acrylbasis und/oder einen Klebedichtstoff auf Butylbasis. According to a next preferred embodiment of the invention, a sealing material is arranged on at least one first connecting means and or on at least one second connecting means. The sealing material is, for example, rubber and / or polytetrafluoroethylene and / or nitrile rubber and / or ethylene-propylene-diene rubber and / or an adhesive sealant, for example a silicone-based adhesive sealant, an acrylic-based adhesive sealant and / or a butyl based adhesive sealant.
Durch den erfindungsgemäßen Umstand, dass am mindestens einen ersten Verbindungsmittel und/oder am mindestens einen zweiten Verbindungsmittel ein Abdichtmaterial angeordnet ist, wird ein unerwünschtes Eindringen von Substanzen in das Innere des Batteriesystems hinein und ein unerwünschtes Heraustreten von Substanzen aus dem Inneren des Batteriesystems heraus weitestgehend verhindert.By virtue of the fact that a sealing material is arranged on the at least one first connecting means and / or on the at least one second connecting means, undesired penetration of substances into the interior of the battery system and undesired escape of substances from the interior of the battery system are prevented as far as possible ,
Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der Erfindung sind eine Anzahl von ersten Verbindungsmitteln und eine Anzahl von zweiten Verbindungsmitteln parallel oder orthogonal zu einer Längsachse der Grenzfläche des ersten Gehäuseelements und der Grenzfläche des zweiten Gehäuseelements angeordnet sind.According to a next preferred embodiment of the invention, a number of first connecting means and a number of second connecting means are arranged parallel or orthogonal to a longitudinal axis of the interface of the first housing member and the interface of the second housing member.
Kurze Beschreibung der Figuren Brief description of the figures
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben können, auf die die Erfindung aber in ihrem Umfang nicht beschränkt ist, erläutert. Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt.The invention will be explained in the following with reference to exemplary embodiments, from which further inventive features may result, but to which the invention is not limited in its scope. The embodiments are shown in the figures.
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CN106972123A (en) | 2017-07-21 |
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