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Die Erfindung betrifft eine Hochvolt-Batterie mit einer direkten Herausführung von Strom und/oder Steuerleitungen aus einem Batteriegehäuse.
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Aus der
EP 2 551 978 A1 ist bereits eine Hochvolt-Batterie mit zumindest einem Zellblock, welcher zumindest eine Strom- und/oder Steuerungsleitung aufweist, und mit zumindest einem Batteriegehäuse, welches zumindest einen Durchbruch aufweist, durch welchen die zumindest eine Strom- und/oder Steuerungsleitung geführt ist, bekannt.
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Ferner sind bereits Batterien, insbesondere Hochvolt-Batterien, beispielsweise für Fahrzeuganwendungen, wie insbesondere Hybrid-, Plugin- oder Elektrofahrzeuge, oder Stationäranwendungen, wie insbesondere Stromversorger oder -speicher, bekannt, die aus vielen in Reihe und/oder parallel geschalteten Batteriezellen bestehen. Innerhalb einer Batterie sind die Batteriezellen in der Regel in Zellblöcken zusammengefasst, die jeweils eine bestimmte Anzahl von Batteriezellen inkl. der Einrichtungen zu deren mechanischer Fixierung, zur Kontaktierung und ggf. zur Temperierung, wie insbesondere einer Kühlung und/oder Heizung, enthalten. Der Zellblock ist bzw. die Zellblöcke sind wiederum in einem hermetisch geschlossenen Batteriegehäuse untergebracht, welches zusätzlich die nötigen Einrichtungen zur elektrischen Steuerung und Absicherung der Batterie, wie insbesondere eines Batteriemanagementsystems, Schütze zur Zu- und Abschaltung des Stroms, Sicherungen, Strommesser oder dergleichen, sowie die Anschlüsse nach außen, wie insbesondere eine HV-Stromzu- und ableitung und/oder ein Anschluss für die Batteriesteuerung, enthält. Die Durchführung der Strom- und Steuerungsleitungen durch das Batteriegehäuse erzeugt einen hohen Aufwand, da diese jeweils eine zweiteilige von innen und außen eingesetzte und gedichtete Gehäusewanddurchführung und aus Montagegründen eine Trennstelle zum Zellblock bzw. zur Batterieelektronik besitzen.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhaft sichere und leicht zu montierende Hochvolt-Batterie bereitzustellen. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer Hochvolt-Batterie, insbesondere von einer Kraftfahrzeugbatterie, mit zumindest einem Zellblock, welcher zumindest eine Strom- und/oder Steuerungsleitung aufweist, und mit zumindest einem Batteriegehäuse, welches zumindest einen Durchbruch aufweist, durch welchen die zumindest eine Strom- und/oder Steuerungsleitung geführt ist.
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Es wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Strom- und/oder Steuerungsleitung zumindest in einem Bereich des Durchbruchs eine Isolation aufweist, welche durch ein Umspritzen mit Kunststoff hergestellt ist und außerhalb des Batteriegehäuses eine Steckbuchse für einen Kabelstecker ausbildet. Vorzugsweise ist die Isolation zudem zumindest teilweise an einen Grundkörper und/oder einer Batteriezelle des Zellblocks angespritzt. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhaft sichere Isolation bereitgestellt werden. Es kann insbesondere eine vorteilhaft sichere Hochvolt-Batterie bereitgestellt werden. Ferner kann insbesondere erreicht werden, dass die zumindest eine Strom- und/oder Steuerungsleitung des Zellblocks direkt durch das Batteriegehäuse hindurchgeführt werden kann. Hierdurch kann wieder eine vorteilhaft schnelle und einfache Montage erreicht werden. Des Weiteren kann durch die Steckbuchse zudem eine schnelle und einfache Montage erreicht werden. Es kann ein komplexer, manueller Anschluss der zumindest einen Strom- und/oder Steuerungsleitung vermieden werden. Es kann insbesondere ein vorteilhaft einfacher Aufbau erreicht werden, bei welchem die Strom- und Steuerungsleitungen ohne Trennstelle durch Durchbrüche im Batteriegehäuse direkt nach außen geführt werden können. Ferner können dadurch die Kosten gering gehalten werden. Es wird vorteilhaft wenig Bauraum benötigt. Unter einer Strom- und/oder Steuerungsleitung eines Zellblocks soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine vorzugsweise elektrische Zu- und/oder Ableitung des Zellblocks verstanden werden. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Hochvoltleitung und/oder eine vorzugsweise mehradrige Steuerleitung, vorzugsweise als CAN ausgeführt, verstanden werden. Unter einem Batteriegehäuse soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Gehäuse einer Hochvolt-Batterie verstanden werden, welches zu einer Aufnahme und einem Schutz zumindest eines Zellblocks der Hochvolt-Batterie vorgesehen ist. Das Batteriegehäuse kann zudem die nötigen Einrichtungen zur elektrischen Steuerung und/oder Absicherung der Batterie, wie beispielsweise ein BMS (Batteriemanagementsystem), Schütze zur Zu- und Abschaltung des Stromes, Sicherungen und/oder Strommesser, aufnehmen. Das Batteriegehäuse ist vorzugsweise aus einem stabilen Material, wie beispielsweise einem Metallguss, einem Blech und/oder faserverstärktem Kunststoff, gefertigt. Besonders bevorzugt ist das Batteriegehäuse beispielsweise mittels eines Stoffschlusses und/oder mittels Verschraubung und/oder Vernietung verschlossen. Bevorzugt ist das Batteriegehäuse zumindest vor einem Verschließen mehrteilig ausgeführt. Es sind verschiedene, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen des Batteriegehäuses denkbar, wie beispielsweise als Wanne mit einem Deckel, als zwei Wannen und/oder als ein Rohr mit zwei Deckeln. Ferner soll in diesem Zusammenhang unter einem Durchbruch insbesondere eine Ausnehmung, vorzugsweise eine Öffnung, in dem Batteriegehäuse verstanden werden. Vorzugsweise ist der Durchbruch von einer Bohrung in dem Batteriegehäuse gebildet. Unter einer Isolation soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element, vorzugsweise eine Umhüllung für die Strom- und/oder Steuerungsleitung, zu einer elektrischen Isolation der Strom- und/oder Steuerungsleitung verstanden werden. Vorzugsweise besteht die Isolation zumindest im Wesentlichen aus einem Nichtleiter, also einem Stoff, dessen elektrische Leitfähigkeit weniger als 10–8 S·m–1 beträgt. Besonders bevorzugt besteht die Isolation aus einem Kunststoff. Des Weiteren soll in diesem Zusammenhang unter „Umspritzen” insbesondere verstanden werden, dass die zumindest eine Strom- und/oder Steuerungsleitung in einem Spritzgussverfahren direkt mit Kunststoff umspritzt wird, wobei der Kunststoff insbesondere direkt die Isolation ausbildet. Darunter, dass die Isolation eine Steckbuchse für einen Kabelstecker ausbildet, soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Isolation außerhalb des Batteriegehäuses derart ausgeformt ist, dass sie ein Gegenstück des Kabelsteckers ausbildet. Vorzugsweise ist die Isolation außerhalb des Batteriegehäuses derart ausgeformt, um eine formschlüssige Verbindung mit einem definierten Kabelstecker zu ermöglichen. Bevorzugt umgibt die umspritzte Isolation die Strom- und/oder Steuerungsleitung dicht.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Hochvolt-Batterie zumindest eine Dichtung aufweist, welche in einem Bereich des zumindest einen Durchbruchs des Batteriegehäuses angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Dichtung von einem Dichtungsring, insbesondere aus einem Elastomer, gebildet. Bevorzugt ist die Dichtung dazu vorgesehen, sich in einem Bereich des Durchbruchs des Batteriegehäuse, insbesondere um den Durchbruch, an das Batteriegehäuse anzulegen. Vorzugsweise legt sich die Dichtung zudem an die Isolation an. Dadurch kann insbesondere zuverlässig eine Dichtheit des Batteriegehäuses gewährleistet werden. Ferner kann dadurch eine vorteilhaft einfache und schnelle Montage erreicht werden.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind acht Ausführungsbeispiele dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Hochvolt-Batterie, welche ein Zellblock und ein Batteriegehäuse aufweist, in einer schematischen Explosionsdarstellung,
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2 die erfindungsgemäße Hochvolt-Batterie mit dem Zellblock und dem Batteriegehäuse während einer Montage in einer schematischen Schnittdarstellung,
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3 einen Teilausschnitt der erfindungsgemäßen Hochvolt-Batterie mit dem Zellblock, welcher eine Strom- oder Steuerungsleitung aufweist, und dem Batteriegehäuse, welches einen Durchbruch aufweist, in einer schematischen Schnittdarstellung,
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4 eine alternative Hochvolt-Batterie mit einem Zellblock, welcher eine Batterieelektronik mit mehreren Strom- oder Steuerungsleitungen aufweist, und mit einem Batteriegehäuse in einer schematischen Schnittdarstellung,
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5 eine weitere alternative Hochvolt-Batterie mit einem Zellblock und einem Batteriegehäuse während einer Montage in einer schematischen Schnittdarstellung,
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6 die weitere alternative Hochvolt-Batterie mit dem Zellblock und dem Batteriegehäuse nach einer Montage in einer schematischen Schnittdarstellung,
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7 einen Teilausschnitt einer weiteren alternativen Hochvolt-Batterie mit einem Zellblock, welcher eine Strom- oder Steuerungsleitung aufweist, und einem Batteriegehäuse, welches einen Durchbruch aufweist, in einer schematischen Schnittdarstellung,
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8 einen Teilausschnitt einer weiteren alternativen Hochvolt-Batterie mit einem Zellblock, welcher eine Strom- oder Steuerungsleitung aufweist, und einem Batteriegehäuse, welches einen Durchbruch aufweist, in einer schematischen Schnittdarstellung,
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9 einen Teilausschnitt einer weiteren alternativen Hochvolt-Batterie mit einem Zellblock, welcher eine Strom- oder Steuerungsleitung aufweist, und einem Batteriegehäuse, welches einen Durchbruch aufweist, in einer schematischen Schnittdarstellung,
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10 einen Teilausschnitt einer weiteren alternativen Hochvolt-Batterie mit einem Zellblock, welcher eine Strom- oder Steuerungsleitung aufweist, und einem Batteriegehäuse, welches einen Durchbruch aufweist, in einer schematischen Schnittdarstellung und
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11 einen Teilausschnitt einer weiteren alternativen Hochvolt-Batterie mit einem Zellblock, welcher eine Strom- oder Steuerungsleitung aufweist, und einem Batteriegehäuse, welches einen Durchbruch aufweist, in einer schematischen Schnittdarstellung.
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Die 1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 24a. Das Kraftfahrzeug 24a umfasst einen Antriebsstrang mit einem Elektromotor 25a und einem Verbrennungsmotor 26a, die beide zum Antrieb von Antriebsrädern 27a vorgesehen sind. Ferner weist das Kraftfahrzeug 24a eine Hochvolt-Batterie 10a auf. Die Hochvolt-Batterie 10a ist als Kraftfahrzeugbatterie ausgebildet. Die Hochvolt-Batterie 10a ist als Hochvolt-Kraftfahrzeugbatterie, wie beispielsweise für Hybrid-, Plugin- oder Elektrofahrzeuge, ausgeführt. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausbildung und/oder Anwendung denkbar, wie beispielsweise für eine Stationäranwendung, beispielsweise zur Stromversorgung und/oder -speicherung. Die Hochvolt-Batterie 10a umfasst einen Zellblock 11a. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass die Hochvolt-Batterie 10a mehrere Zellblöcke 11a umfasst. Der Zellblock 11a umfasst eine Mehrzahl von Batteriezellen 28a. Die Batteriezellen 28a sind zur Speicherung und Abgabe einer elektrischen Leistung vorgesehen. Die Batteriezellen 28a des Zellblocks 11a sind gestapelt angeordnet. Der Zellblock 11a weist eine Stapelrichtung auf, entlang der die Batteriezellen 28a hintereinander angeordnet sind. Die Batteriezellen 28a sind beispielhaft jeweils von Hardcase-Zellen gebildet. Der Zellblock 11a weist beispielhaft sechs Batteriezellen 28a auf. Ferner weist der Zellblock 11a zwei Stromkollektoren 29a auf, die entlang der Stapelrichtung beidseits der Batteriezellen 28a angeordnet sind. Die zwei Stromkollektoren 29a sind von Stromkollektorplatten aus Kunststoff gebildet, in welche Stromschienen eingespritzt sind, die die Stromeinleitung und -entnahme aus dem Block ermöglichen. Die Batteriezellen 28a sind mit den Stromkollektoren 29a verbunden. Die Batteriezellen 28a sind zwischen den Stromkollektoren 29a elektrisch in Reihe verschaltet.
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Des Weiteren weist der Zellblock 11a mehrere Strom- oder Steuerungsleitungen 12a, 13a auf. Der Zellblock 11a weist zwei Strom- oder Steuerleitungen 12a, 13a auf. Die Strom- oder Steuerleitungen 12a, 13a sind jeweils von einer Stromleitung gebildet. Die Strom- oder Steuerleitungen 12a, 13a sind jeweils von einer HV-Leitung gebildet. Eine erste Strom- oder Steuerleitung 12a ragt aus dem ersten Stromkollektor 29a des Zellblocks 11a und dient als HV-Kontakt. Eine zweite Strom- oder Steuerleitung 13a ragt aus dem zweiten Stromkollektor 29a des Zellblocks 11a und dient als HV-Kontakt. Die Strom- oder Steuerleitungen 12a, 13a sind von dem Zellblock 11a direkt nach außen geführt.
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Ferner weist die Hochvolt-Batterie 10a ein Batteriegehäuse 15a auf. Das Batteriegehäuse 15a ist zu einer Aufnahme und einem Schutz des Zellblocks 11a der Hochvolt-Batterie 10a vorgesehen. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass das Batteriegehäuse 15a zudem zu einer Aufnahme von nötigen Einrichtungen zur elektrischen Steuerung und/oder Absicherung der Batterie, wie beispielsweise ein BMS (Batteriemanagementsystem), Schütze zur Zu- und Abschaltung des Stromes, Sicherungen und/oder Strommesser vorgesehen ist. Das Batteriegehäuse 15a weist einen Grundkörper 30a auf. Der Grundkörper 30a besteht aus einem stabilen Material, wie beispielsweise einem Metallguss, einem Blech und/oder faserverstärktem Kunststoff. Das Batteriegehäuse 15a ist von einem Metallgehäuse gebildet. Der Grundkörper 30a ist während eines Betriebs abgedichtet ausgeführt. Der Grundkörper 30a weist einen Aufnahmebereich zu einer Aufnahme des Zellblocks 11a auf. Der Aufnahmebereich ist während eines Betriebs abgedichtet ausgeführt. Der Grundkörper 30a ist wannenförmig ausgebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausbildung des Grundkörpers 30a denkbar, wie beispielsweise als ein Rohr. Ferner weist das Batteriegehäuse 15a einen Deckel 31a auf. Der Deckel 31a ist von einem ebenen Deckel gebildet. Der Deckel 31a besteht aus Metall. Der Deckel 31a verschließt den Grundkörper 30a während eines Betriebs stoffschlüssig.
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Das Batteriegehäuse 15a weist zwei Durchbrüche 16a, 17a auf, durch welche die Strom- oder Steuerungsleitungen 12a, 13a geführt sind. Die Strom- oder Steuerungsleitungen 12a, 13a sind durch die Durchbrüche 16a, 17a zu einer externen Kontaktierung des Zellblocks 11a aus dem Batteriegehäuse 15a geführt. Die Strom- oder Steuerleitungen 12a, 13a sind dadurch jeweils einzeln durch das Batteriegehäuse 15a geführt. Die Durchbrüche 16a, 17a sind von Ausnehmungen gebildet. Die Durchbrüche 16a, 17a sind von Bohrungen gebildet. Ferner sind die Durchbrüche 16a, 17a in dem Deckel 31a angeordnet. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Anordnung der Durchbrüche 16a, 17a denkbar. Durch die Anordnung in dem Deckel 31a kann eine vorteilhaft einfache Montage erreicht werden. Bei einer Montage wird der Zellblock 11a in den Grundkörper 30a des Batteriegehäuses 15a eingesetzt. Anschließend wird der Deckel 31a aufgesetzt, wobei die Strom- oder Steuerungsleitungen 12a, 13a durch die Durchbrüche 16a, 17a geführt werden. Darauffolgend wird der Deckel 31a beispielsweise mittels Verschweißen mit dem Grundkörper 30a verbunden (2).
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Die Strom- oder Steuerungsleitungen 12a, 13a weisen in einem Bereich der Durchbrüche 16a, 17a eine Isolation 18a, 19a auf. Die Strom- oder Steuerungsleitungen 12a, 13a weisen jeweils in einem Bereich des Durchbruchs 16a, 17a, durch welchen sie geführt sind, die Isolation 18a, 19a auf. Die Isolationen 18a, 19a sind jeweils zwischen der jeweiligen Strom- oder Steuerungsleitung 12a, 13a und dem jeweiligen Durchbruch 16a, 17a angeordnet. Die Isolationen 18a, 19a füllen jeweils eine Lücke zwischen der jeweiligen Strom- oder Steuerungsleitung 12a, 13a und dem jeweiligen Durchbruch 16a, 17a aus. Ferner sind die Isolationen 18a, 19a jeweils durch ein Umspritzen mit Kunststoff hergestellt. Die Strom- oder Steuerungsleitungen 12a, 13a sind zur elektrischen Isolation im Bereich der Durchbrüche 16a, 17a mit den von Umspritzungen aus Kunststoff gebildeten Isolationen 18a, 19a versehen, welche die jeweilige Strom- oder Steuerungsleitung 12a, 13a dicht, vorzugsweise stoffschlüssig, umgibt. Des Weiteren bilden die Isolationen 18a, 19a jeweils außerhalb des Batteriegehäuses 15a eine Steckbuchse für einen Kabelstecker 20a, 21a aus. Mittels den als Steckbuchse ausgebildeten Isolationen 18a, 19a können die Strom- oder Steuerungsleitung 12a, 13a über eine Steckverbindung mit den Kabelsteckern 20a, 21a verbunden werden. Die Kabelstecker 20a, 21a dienen zu einem Anschluss der Hochvolt-Batterie 10a in dem Kraftfahrzeug 24a (3).
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Ferner weist die Hochvolt-Batterie 10a zwei Dichtungen 22a, 23a auf. Die Dichtungen 22a, 23a, sind jeweils in einem Bereich eines der Durchbrüche 16a, 17a des Batteriegehäuses 15a angeordnet. Die Dichtungen 22a, 23a sind jeweils zwischen dem Deckel 31a des Batteriegehäuses 15a und einem der Isolationen 18a, 19a angeordnet. Die Dichtungen 22a, 23a sind jeweils von einem Dichtungsring gebildet. Die nötige Abdichtung um die Durchführungsstellen herum erfolgt demnach durch die kraftschlüssige Verpressung der Dichtungen 22a, 23a in axialer und/oder radialer Richtung, wodurch die Hochvolt-Batterie 10a wieder problemlos zerlegt werden kann. Die für die Funktion der Dichtungen 22a, 23a nötige Sollkraft kann durch Verpressung auf Kraft, unter Nutzung eines nicht weiter sichtbaren Anschlags, wie beispielsweise eines vorstehenden Bunds, einer Nut bestimmter Tiefe, in welche die Dichtungen 22a, 23a jeweils eingelegt sind, einem Einlegestück oder dergleichen, und/oder durch Verpressung auf Weg, eingestellt werden. Die für die Dichtungen 22a, 23a nötige Verpressung wird beim Verschluss des Batteriegehäuses 15a aufgebracht. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, die Durchführungsstellen stoffschlüssig, wie beispielsweise mittels Klebung und/oder Verguss, zu dichten.
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In den 4 bis 11 sind sieben weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 3, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der 1 bis 3 durch die Buchstaben b bis h in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele der 4 bis 11 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 3, verwiesen werden.
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4 zeigt eine Hochvolt-Batterie 10b. Die Hochvolt-Batterie 10b umfasst einen Zellblock 11b. Der Zellblock 11b umfasst eine Mehrzahl von Batteriezellen 28b. Die Batteriezellen 28b sind zur Speicherung und Abgabe einer elektrischen Leistung vorgesehen. Ferner weist der Zellblock 11b zwei Stromkollektoren 29b auf, die entlang der Stapelrichtung beidseits der Batteriezellen 28b angeordnet sind. Die zwei Stromkollektoren 29b sind von Stromkollektorplatten aus Kunststoff gebildet, in welche Stromschienen eingespritzt sind, die die Stromeinleitung und -entnahme aus dem Block ermöglichen. Die Batteriezellen 28b sind mit den Stromkollektoren 29b verbunden. Die Batteriezellen 28b sind zwischen den Stromkollektoren 29b elektrisch in Reihe verschaltet. Ferner weist der Zellblock 11b eine Batterieelektronik 32b auf. Die Batterieelektronik 32b ist von einem Batteriemanagementsystem gebildet. Die Batterieelektronik 32b ist zu einer Steuerung und Regelung des Zellblocks 11b vorgesehen. Die Batterieelektronik 32b ist zu einer Steuerung und Regelung einer Energieentnahme sowie einer Aufladung des Zellblocks 11b vorgesehen. Die Batterieelektronik 32b ist mit den Stromkollektoren 29b verbunden.
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Des Weiteren weist der Zellblock 11b mehrere Strom- oder Steuerungsleitungen 12b, 13b, 14b auf. Der Zellblock 11b weist drei Strom- oder Steuerleitungen 12b, 13b auf. Eine erste und zweite Strom- oder Steuerleitung 12b, 13b sind jeweils von einer Stromleitung gebildet. Die zwei Strom- oder Steuerleitungen 12b, 13b sind jeweils von einer HV-Leitung gebildet. Die dritte Strom- oder Steuerleitung 14b ist von einer Steuerleitung gebildet. Die dritte Strom- oder Steuerleitung 14b ist von einer mehradrigen Steuerleitung gebildet, welche beispielsweise als CAN ausgeführt ist. Die zwei Strom- oder Steuerleitungen 12b, 13b, 14b ragen jeweils aus der Batterieelektronik 32b. Die zwei Strom- oder Steuerleitungen 12b, 13b bilden jeweils eine Leitung der Batterieelektronik 32b. Die Strom- oder Steuerleitungen 12b, 13b sind von dem Zellblock 11b direkt nach außen geführt und dienen zu einer externen Kontaktierung des Zellblocks 11b.
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Ferner weist die Hochvolt-Batterie 10b ein Batteriegehäuse 15b auf. Das Batteriegehäuse 15b weist einen Durchbruch 16b auf, durch welche die Strom- oder Steuerungsleitungen 12b, 13b, 14b geführt sind. Der Durchbruch 16b ist in einem Deckel 31b des Batteriegehäuses 15b angeordnet.
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Die Strom- oder Steuerungsleitungen 12b, 13b, 14b weisen in einem Bereich der Durchbrüche 16b, 17b eine gemeinsame Isolation 18b auf. Die Strom- oder Steuerungsleitungen 12b, 13b, 14b weisen in einem Bereich des Durchbruchs 16b, durch welchen sie geführt sind, die Isolation 18b auf. Die Isolation 18b ist zwischen den Strom- oder Steuerungsleitungen 12b, 13b, 14b und dem Durchbruch 16b angeordnet. Die Isolation 18b füllt einen Zwischenraum zwischen den Strom- oder Steuerungsleitungen 12b, 13b, 14b und dem Durchbruch 16b aus. Ferner ist die Isolation 18b durch ein Umspritzen mit Kunststoff hergestellt. Die Strom- oder Steuerungsleitungen 12b, 13b, 14b sind zur elektrischen Isolation im Bereich des Durchbruchs 16b mit der von einer Umspritzung aus Kunststoff gebildeten Isolation 18b versehen, welche die Strom- oder Steuerungsleitungen 12b, 13b, 14b dicht, vorzugsweise stoffschlüssig, umgibt. Des Weiteren bildet die Isolation 18b außerhalb des Batteriegehäuses 15b eine Steckbuchse für einen Kabelstecker aus. Mittels den als Steckbuchse ausgebildeten Isolationen 18b, 19b können die Strom- oder Steuerungsleitungen 12b, 13b, 14b über eine Steckverbindung mit dem Kabelstecker verbunden werden. Die Kabelstecker dienen zu einem Anschluss der Hochvolt-Batterie 10b in dem Kraftfahrzeug.
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5 zeigt eine Hochvolt-Batterie 10c. Die Hochvolt-Batterie 10c umfasst einen Zellblock 11c. Der Zellblock 11c umfasst eine Mehrzahl von Batteriezellen 28c. Die Batteriezellen 28c sind zur Speicherung und Abgabe einer elektrischen Leistung vorgesehen. Ferner weist der Zellblock 11c zwei Stromkollektoren 29c auf, die entlang der Stapelrichtung beidseits der Batteriezellen 28c angeordnet sind. Die zwei Stromkollektoren 29c sind von Stromkollektorplatten aus Kunststoff gebildet, in welche Stromschienen eingespritzt sind, die die Stromeinleitung und -entnahme aus dem Block ermöglichen. Die Batteriezellen 28c sind mit den Stromkollektoren 29c verbunden. Die Batteriezellen 28c sind zwischen den Stromkollektoren 29c elektrisch in Reihe verschaltet.
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Des Weiteren weist der Zellblock 11c mehrere Strom- oder Steuerungsleitung 12c, 13c auf. Der Zellblock 11c weist zwei Strom- oder Steuerleitungen 12c, 13c auf. Die Strom- oder Steuerleitungen 12c, 13c sind jeweils von einer Stromleitung gebildet. Die Strom- oder Steuerleitungen 12c, 13c sind jeweils von einer HV-Leitung gebildet. Eine erste Strom- oder Steuerleitung 12c ragt aus dem ersten Stromkollektor 29c des Zellblocks 11c und dient als HV-Kontakt. Eine zweite Strom- oder Steuerleitung 13c ragt aus dem zweiten Stromkollektor 29c des Zellblocks 11c und dient als HV-Kontakt. Die Strom- oder Steuerleitungen 12c, 13c sind von dem Zellblock 11c direkt nach außen geführt.
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Ferner weist die Hochvolt-Batterie 10c ein Batteriegehäuse 15c auf. Das Batteriegehäuse 15c weist zwei Durchbrüche 16c, 17c auf, durch welche die Strom- oder Steuerungsleitungen 12c, 13c geführt sind. Die Strom- oder Steuerungsleitungen 12c, 13c sind durch die Durchbrüche 16c, 17c zu einer externen Kontaktierung des Zellblocks 11c aus dem Batteriegehäuse 15c geführt.
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Die Strom- oder Steuerungsleitungen 12c, 13c weisen in einem Bereich der Durchbrüche 16c, 17c eine Isolation 18c, 19c auf. Die Strom- oder Steuerungsleitungen 12c, 13c weisen jeweils in einem Bereich des Durchbruchs 16c, 17c, durch welchen sie geführt sind, die Isolation 18c, 19c auf. Ferner sind die Isolationen 18c, 19c jeweils durch ein Umspritzen mit Kunststoff hergestellt. Des Weiteren bilden die Isolationen 18c, 19c jeweils außerhalb des Batteriegehäuses 15c eine Steckbuchse für einen Kabelstecker aus. Mittels den als Steckbuchse ausgebildeten Isolationen 18c, 19c können die Strom- oder Steuerungsleitung 12c, 13c über eine Steckverbindung mit den Kabelsteckern verbunden werden.
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Ferner weist die Hochvolt-Batterie 10c zwei Dichtungen 22c, 23c auf. Die Dichtungen 22c, 23c, sind jeweils in einem Bereich eines der Durchbrüche 16c, 17c des Batteriegehäuse 15c angeordnet. Die Dichtungen 22c, 23c sind jeweils zwischen einem Deckel 31c des Batteriegehäuses 15c und einem der Isolationen 18c, 19c angeordnet. Die Dichtungen 22c, 23c sind jeweils von einem Dichtungsring gebildet. Die nötige Abdichtung um die Durchführungsstellen herum erfolgt demnach durch die kraftschlüssige Verpressung der Dichtungen 22c, 23c in axialer und/oder radialer Richtung, wodurch die Hochvolt-Batterie 10c wieder problemlos zerlegt werden kann. Für eine Verpressung wird der Zellblock 11c bei einer Montage vor einem Einsetzen in einen Grundkörper 30c des Batteriegehäuses 15c über Halterungen 33c mit dem Deckel 31c verbunden und verspannt (5). Der Zellblock 11c wird dabei derart an das Gehäuseteil geschraubt, welches mit den Durchbrüchen 16c, 17c versehen ist, dass die für die Dichtungen 22c, 23c nötige Verpressung aufgebracht wird. Anschließend wird der Zellblock 11c mit dem Deckel 31c in den Grundkörper 30c eingesetzt (6).
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7 zeigt einen Teilausschnitt einer weiteren alternativen Hochvolt-Batterie 10d mit einem Zellblock 11d, welcher eine Strom- oder Steuerungsleitung 12d aufweist, und einem Batteriegehäuse 15d, welches einen Durchbruch 16d aufweist. Die Strom- oder Steuerungsleitung 12d weist in einem Bereich des Durchbruchs 16d eine Isolation 18d auf. Die Isolation 18d ist durch ein Umspritzen mit Kunststoff hergestellt. Ferner weist die Hochvolt-Batterie 10d eine Dichtung 22d auf. Die Dichtung 22d ist in einem Bereich des Durchbruchs 16d des Batteriegehäuses 15d angeordnet. Die Dichtung 22d ist zwischen einem Deckel 31d des Batteriegehäuses 15d und der Isolation 18d angeordnet. Die Dichtung 22d ist von einem Dichtungsring gebildet. Die Dichtung 22d ist axial verpresst.
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8 zeigt einen Teilausschnitt einer weiteren alternativen Hochvolt-Batterie 10e mit einem Zellblock 11e, welcher eine Strom- oder Steuerungsleitung 12e aufweist, und einem Batteriegehäuse 15e, welches einen Durchbruch 16e aufweist. Die Strom- oder Steuerungsleitung 12e weist in einem Bereich des Durchbruchs 16e eine Isolation 18e auf. Die Isolation 18e ist durch ein Umspritzen mit Kunststoff hergestellt. Ferner weist die Hochvolt-Batterie 10e eine Dichtung 22e auf. Die Dichtung 22e ist in einem Bereich des Durchbruchs 16e des Batteriegehäuses 15e angeordnet. Die Dichtung 22e ist zwischen einem Deckel 31e des Batteriegehäuses 15e und der Isolation 18e angeordnet. Die Dichtung 22e ist von einem Dichtungsring gebildet. Die Dichtung 22d ist axial verpresst. Die Dichtung 22e ist in einer umlaufenden Nut der Isolation 18e angeordnet. Die für die Funktion der Dichtung 22e nötige Sollkraft kann durch Verpressung auf Kraft, unter Nutzung der Nut bestimmter Tiefe, eingestellt werden.
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9 zeigt einen Teilausschnitt einer weiteren alternativen Hochvolt-Batterie 10f mit einem Zellblock 11f, welcher eine Strom- oder Steuerungsleitung 12f aufweist, und einem Batteriegehäuse 15f, welches einen Durchbruch 16f aufweist. Die Strom- oder Steuerungsleitung 12f weist in einem Bereich des Durchbruchs 16f eine Isolation 18f auf. Die Isolation 18f ist durch ein Umspritzen mit Kunststoff hergestellt. Ferner weist die Hochvolt-Batterie 10f eine Dichtung 22f auf. Die Dichtung 22f ist in einem Bereich des Durchbruchs 16f des Batteriegehäuses 15f angeordnet. Die Dichtung 22f ist zwischen einem Deckel 31f des Batteriegehäuses 15f und der Isolation 18f angeordnet. Die Dichtung 22f ist von einem Dichtungsring gebildet. Die Dichtung 22f ist radial verpresst.
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10 zeigt einen Teilausschnitt einer weiteren alternativen Hochvolt-Batterie 10g mit einem Zellblock 11g, welcher eine Strom- oder Steuerungsleitung 12g aufweist, und einem Batteriegehäuse 15g, welches einen Durchbruch 16g aufweist. Die Strom- oder Steuerungsleitung 12g weist in einem Bereich des Durchbruchs 16g eine Isolation 18g auf. Die Isolation 18g ist durch ein Umspritzen mit Kunststoff hergestellt. Ferner weist die Hochvolt-Batterie 10g eine Dichtung 22g auf. Die Dichtung 22g ist in einem Bereich des Durchbruchs 16g des Batteriegehäuses 15g angeordnet. Die Dichtung 22g ist zwischen einem Deckel 31g des Batteriegehäuses 15g und der Isolation 18g angeordnet. Die Dichtung 22g ist von einem umlaufenden Klebepad gebildet. Die Dichtung 22g ist axial verklebt.
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11 zeigt einen Teilausschnitt einer weiteren alternativen Hochvolt-Batterie 10h mit einem Zellblock 11h, welcher eine Strom- oder Steuerungsleitung 12h aufweist, und einem Batteriegehäuse 15h, welches einen Durchbruch 16h aufweist. Die Strom- oder Steuerungsleitung 12h weist in einem Bereich des Durchbruchs 16h eine Isolation 18h auf. Die Isolation 18h ist durch ein Umspritzen mit Kunststoff hergestellt. Ferner weist die Hochvolt-Batterie 10h eine Dichtung 22h auf. Die Dichtung 22h ist in einem Bereich des Durchbruchs 16h des Batteriegehäuses 15h angeordnet. Die Dichtung 22h ist zwischen einem Deckel 31h des Batteriegehäuses 15h und der Isolation 18h angeordnet. Die Dichtung 22h ist von einem Dichtungsring gebildet. Die Dichtung 22h ist von einem Verguss aus einem Vergussmaterial gebildet. Die Dichtung 22h wird durch Ausguss eines radialen Spalts zwischen dem Durchbruch 16h und der Strom- oder Steuerungsleitung 12h hergestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Hochvolt-Batterie
- 11
- Zellblock
- 12
- Strom- oder Steuerungsleitung
- 13
- Strom- oder Steuerungsleitung
- 14
- Strom- oder Steuerungsleitung
- 15
- Batteriegehäuse
- 16
- Durchbruch
- 17
- Durchbruch
- 18
- Isolation
- 19
- Isolation
- 20
- Kabelstecker
- 21
- Kabelstecker
- 22
- Dichtung
- 23
- Dichtung
- 24
- Kraftfahrzeug
- 25
- Elektromotor
- 26
- Verbrennungsmotor
- 27
- Antriebsrad
- 28
- Batteriezelle
- 29
- Stromkollektor
- 30
- Grundkörper
- 31
- Deckel
- 32
- Batterieelektronik
- 33
- Halterung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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