DE102016104165A1 - Modul für eine Traktionsbatterie und entsprechende Traktionsbatterie - Google Patents

Modul für eine Traktionsbatterie und entsprechende Traktionsbatterie Download PDF

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Gianluca Belogi
Rolf Weyrauch
Oliver Steiner
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Abstract

Die Erfindung stellt ein Modul (10) für eine Traktionsbatterie mit den folgenden Merkmalen bereit: das Modul (10) umfasst Batteriezellen (12) zum Speichern elektrischer Energie; und das Modul (10) umfasst längs zwischen den Batteriezellen (12) eingebaute längliche Zwischenstücke (14) zum Zusammenhalten des Modules (10). Die Erfindung stellt ferner eine entsprechende Traktionsbatterie bereit.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Modul für eine Traktionsbatterie. Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus eine entsprechende Traktionsbatterie.
  • Stand der Technik
  • Die Traktionsbatterie eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs enthält typischerweise mehrere Module mit mehreren Batteriezellen. Die Module können neben- und übereinander angeordnet sein, wobei die übereinander liegenden Modul-Lagen durch Böden/Deckel/Zwischenböden voneinander getrennt sein mögen.
  • In CN 202 523 783 U wird eine zylindrische Batteriestruktur beschrieben, wobei ein Zellpaket innerhalb eines Moduls von einer Steckplatine gehalten wird. Die Steckplatine umfasst dabei mehrere Steckmöglichkeiten, sodass sie für verschiedene Modulstrukturen verwendet werden kann.
  • In CN 204 029 879 U wird eine Autobatterie mit einer für Hochdruck ausgelegten Hülle beschrieben. Die Hülle besteht dabei aus Ober- und Unterabdeckung, welche mit Bindegliedern verbunden werden, wofür Rillen in den beiden Abdeckungen vorhanden sind.
  • In EP 2 093 819 81 wird ein Zellmodul beschrieben, in dem eine im Zellmodul enthaltene Zellgruppe an beiden Seiten von Sammelschienenplatten umschlossen wird. An den Sammelschienenplatten sind Sammelschienen befestigt, welche die einzelnen Zellen der Zellgruppe in Reihe verbinden. Das Zellmodul wird von Endplatten abgedeckt, wobei zwischen jeweiliger Endplatte und Sammelschienenplatte ein Gasreservoir-Raum ausgebildet ist.
  • In EP 2 445 758 B1 wird eine Vorrichtung zur Spannungsversorgung eines Kraftfahrzeugs beschrieben, wobei diese einen Kühlerblock umfasst, in welchem Speicherzellenmodule angeordnet sind. Zwischen den einzelnen Speicherzellenmodulen sind Kraftaufnahmevorrichtungen angeordnet, die eine auf die Vorrichtung wirkende Kraft im Crashfall um die Speicherzellenmodule herum leiten.
  • In DE 10 2013 207 534 A1 wird ein Batteriegehäuse zur Aufnahme einer Batterie beschrieben, welches vier Seitenteile und zwei Deckplatten umfasst. Dabei sollen die vier Seitenteile innere Aussparungen zum Einbringen einer Funktionsplatte enthalten und so miteinander verbindbar sein, dass sie die gesamte Batterie ohne montierte Deckplatte tragen.
  • In US 2015 0072 217 A1 wird ein Batteriemodul beschrieben, in dem mehrere zylindrische Zellen an ihren Enden in zwei Deckplatten befestigt sind. Die Deckplatten enthalten Öffnungen zur Aufnahme der Zellen und können verschraubt sein, wozu Gewinde an gegenüberliegenden Stellen der beiden Deckplatten angebracht werden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung stellt ein Modul für eine Traktionsbatterie sowie eine entsprechende Traktionsbatterie gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.
  • Ein Vorzug dieser Lösung liegt im verbesserten Zusammenhalt des Modules.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. So können die Zwischenstücke jeweils einen Stab zum Vorgeben einer Bauhöhe des Modules umfassen. Sie stellen über ihre Gesamtlänge somit die Höhe des verbauten und dann verspannten Moduls ein.
  • Die Zwischenstücke umfassen in einer bevorzugten Ausgestaltung jeweils zwei stirnseitig an den jeweiligen Stab angeformte Köpfe zum Einstellen eines Abstandes des Modules zu einem angrenzenden Boden, Deckel oder Zwischenboden der Traktionsbatterie. Sie erlauben auf diese Weise auch die Einstellung des Abstands zu Boden/Deckel/Zwischenboden über ihre Kopfhöhe.
  • In einer Variante bestehen die Zwischenstücke aus einem glasfaserverstärkten Epoxidharz wie FR4/G10. Die so beschaffenen Zwischenstücke halten großen Kräften und hohen Temperaturen stand, sind dabei jedoch auf keinen Fall elektrisch leitfähig.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
  • 1 zeigt die perspektivische Ansicht zweier erfindungsgemäßer Module.
  • 2 zeigt ein erfindungswesentliches Zwischenstück des Moduls.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 illustriert zwei nebeneinander angeordnete Module 10 einer Traktionsbatterie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Weitere, aus Gründen der Vereinfachung zeichnerisch nicht wiedergegebene Module der Traktionsbatterie sind über den Modulen 10 angeordnet.
  • Die Module 10 umfassen Batteriezellen 12 zum Speichern elektrischer Energie. Stirnseitig auf den Batteriezellen 12 aufliegende Zellhalteplatten 11 dienen zum Befestigen der Batteriezellen 12, welche durch auf den Zellhalteplatten 11 verschweißte Verbinderbleche 13 untereinander verbunden werden.
  • Zum Überwachen der Batteriezellen 12 umfassen die Module 10 Zellcontroller 16, die durch an den Modulen 10 angebrachte Halter 15 beidseitig an den Modulen 10 gehalten werden.
  • Als erfindungswesentlich gleichwohl erweisen sich längs zwischen den Batteriezellen 12 eingebaute längliche Zwischenstücke 14 (connectors) zum Zusammenhalten der Module 10. Die Zwischenstücke 14 sind nichtleitend aus dem durch NEMA LI 1-1998 unter der Bezeichnung FR4/G10 normierten glasfaserverstärkten Epoxidharz gefertigt.
  • Zum Einsatz können indes auch andere flammenhemmende (flame retardant, FR) Verbundwerkstoffe kommen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • 2 beleuchtet den Aufbau eines derartigen Zwischenstückes 14 im Detail. Das Zwischenstück 14 umfasst demnach erkennbar einen Stab 17 zum Vorgeben einer Bauhöhe des Modules 10 sowie zwei stirnseitig an den Stab 17 angeformte Köpfe 18 zum Einstellen eines Abstandes des Modules 10 zum angrenzenden Boden, Deckel oder Zwischenboden der Traktionsbatterie.
  • 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
    • CN 202523783 U [0003]
    • CN 204029879 U [0004]
    • EP 209381981 [0005]
    • EP 2445758 B1 [0006]
    • DE 102013207534 A1 [0007]
    • US 20150072217 A1 [0008]

Claims (10)

  1. Modul (10) für eine Traktionsbatterie, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – das Modul (10) umfasst Batteriezellen (12) zum Speichern elektrischer Energie und – das Modul (10) umfasst längs zwischen den Batteriezellen (12) eingebaute längliche Zwischenstücke (14) zum Zusammenhalten des Modules (10).
  2. Modul (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: – das Modul (10) umfasst stirnseitig auf den Batteriezellen (12) aufliegende Zellhalteplatten (11) zum Befestigen der Batteriezellen (12).
  3. Modul (10) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: – das Modul (10) umfasst auf den Zellhalteplatten (11) verschweißte Verbinderbleche (13) zum Verbinden der Batteriezellen (12).
  4. Modul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – das Modul (10) umfasst Zellcontroller (16) zum Überwachen der Batteriezellen (12) und – das Modul (10) umfasst beidseitig an den Modulen (10) angebrachte Halter (15) zum Halten der Zellcontroller (16).
  5. Modul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: – die Zwischenstücke (14) umfassen jeweils einen Stab (17) zum Vorgeben einer Bauhöhe des Modules (10).
  6. Modul (10) nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: – die Zwischenstücke (14) umfassen jeweils zwei stirnseitig an den jeweiligen Stab (17) angeformte Köpfe (18) zum Einstellen eines Abstandes des Modules (10) zu einem angrenzenden Boden, Deckel oder Zwischenboden der Traktionsbatterie.
  7. Modul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: – die Zwischenstücke (14) sind nichtleitend.
  8. Modul (10) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: – die Zwischenstücke (14) bestehen aus einem vorzugsweise glasfaserverstärkten Epoxidharz.
  9. Modul (10) nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: – das Epoxidharz ist flammenhemmend, insbesondere FR4/G10.
  10. Traktionsbatterie, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – die Traktionsbatterie umfasst neben- und übereinander angeordnete Module (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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