DE102016104173A1

DE102016104173A1 - Batteriemodul, entsprechende Traktionsbatterie sowie Vorrichtung und Verfahren zum Montieren einer solchen

Info

Publication number: DE102016104173A1
Application number: DE102016104173.4A
Authority: DE
Inventors: Dominik Grass; Gianluca Belogi; Michael Fuerstner
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2017-09-14

Abstract

Die Erfindung stellt ein Modul (10) für eine Traktionsbatterie eines elektrischen betriebenen Fahrzeugs mit den folgenden Merkmalen bereit: das Modul (10) enthält mehrere Batteriezellen, eine obere Zellhalterplatte (11) und eine untere Zellhalterplatte; die Batteriezellen sind zwischen der oberen Zellhalterplatte (11) und der unteren Zellhalterplatte angeordnet; die obere Zellhalterplatte (11) und die untere Zellhalterplatte schließen das Modul (10) beidseitig ab und die obere Zellhalterplatte (11) weist vier Haltegeometrien (13) auf. Die Erfindung stellt ferner eine entsprechende Traktionsbatterie, eine entsprechende Vorrichtung zum Montieren einer Traktionsbatterie sowie ein entsprechendes Verfahren bereit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Modul für eine Traktionsbatterie eines elektrischen betriebenen Fahrzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Traktionsbatterie eine entsprechende Vorrichtung zum Montieren einer Traktionsbatterie sowie ein entsprechendes Verfahren.
Stand der Technik
Bekannt sind unterschiedlichste Traktionsbatterien HV-Batterien für elektrisch betriebene Fahrzeuge. Eine gattungsmäßige Traktionsbatterie mag mehrere Module umfassen, welche jeweils mehrere Batteriezellen enthalten. Mehrere Module können nebeneinander liegend zu einer Modulebene angeordnet sein. In einer derartigen Traktionsbatterie mögen die Modulebenen übereinander, jedoch getrennt durch Zwischenböden, angeordnet und von einem Gehäuse umschlossen sein.
In US 2011 0269 008 A1 wird ein Batteriemodul mit zwei Zellreihen und einem Wärmetauscher zwischen den beiden Zellreihen beschrieben. Der Wärmetauscher besitzt dabei eine gewundene Form und steht so in thermischem Kontakt zu beiden Zellreihen.
In US 2013 0330 584 A1 wird eine Vorrichtung zur Spannungsmessung von Batteriezellen beschrieben. Die Vorrichtung umfasst einen Block, Anschlüsse und eine Verbindungsleitung und wird an die Vorder- oder Hinterseite eines Batteriemoduls montiert.
Die Druckschriften US 2014 0212 722 A1 , US 2013 0149 571 A1 und US 2013 0149 577 A1 beschreiben weiter entfernten Stand der Technik.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung stellt ein Modul für eine Traktionsbatterie eines elektrischen betriebenen Fahrzeugs, eine entsprechende Traktionsbatterie, eine entsprechende Vorrichtung zum Montieren einer Traktionsbatterie sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.
Ein Vorzug dieser Lösung liegt darin, dass eine Modulebene somit von oben befestigt und so mithilfe einer entsprechenden Montagevorrichtung in das Gehäuse der Traktionsbatterie hinabgesenkt werden, sich bei der Montage jedoch nicht durch das Eigengewicht verformen kann, da die Aufhängungspunkte über die Modulebene verteilt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. So kann das Modul seitliche Rippen aufweisen. Die Haltegeometrien sind in diesem Fall mittels der Rippen in die obere Zellhalterplatte eingebaut. Die Haltegeometrien sind somit bauraumneutral in das Modul eingebracht.
Vorzugsweise umfasst das Modul dabei Zellhalterstege. Diese Zellhalterstege verlaufen zwischen den Zellhalterplatten und erstrecken sich gemeinsam mit den Rippen über die gesamte Höhe des Modules. Bei einer Verpressung in Z-Richtung bilden die Rippen mit den Zellhalterstegen somit das Blockmaß in Z-Richtung.
In einer besonderen Ausführungsform liegt diese Montagevorrichtung als sog. Hakenspinne vor, welche aus einzelnen Haken, die mit einer Schnur über ein zentrales Halterohr miteinander verbunden sind, besteht. Die Modulebene kann somit angehoben und im Batteriegehäuse eingefahren werden. Auch bei der Demontage der Modulebene aus dem Batteriegehäuse besteht die Möglichkeit, die Haken von oben an den Haltegeometrien einzuhaken.
Schließlich empfiehlt es sich, vor dem Anheben die einzelnen Schnurlängen einzustellen. Somit lässt sich auch eine Gleichverteilung der Krafteinleitungen in die Modulebene einstellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
1 zeigt die perspektivische Ansicht eines Batteriemodules gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 zeigt die perspektivische Ansicht mehrerer solcher Module, die nebeneinander liegend in einer Modulebene angeordnet sind.
3 zeigt den ersten Schritt der Montage einer Traktionsbatterie gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
4 zeigt den zweiten Schritt der Montage.
Ausführungsformen der Erfindung
1 illustriert den Aufbau eines Modules 10 der erfindungsgemäßen Traktionsbatterie eines elektrischen betriebenen Fahrzeugs. Das Modul 10 enthält mehrere Batteriezellen, eine obere Zellhalterplatte 11 und eine untere Zellhalterplatte. In dem Modul 10 sind die enthaltenen Batteriezellen zwischen der oberen Zellhalterplatte 11 und der unteren Zellhalterplatte angeordnet, welche den oberen und den unteren Abschluss des Modules 10 bilden.
Die obere Zellhalterplatte 11 lässt dabei vier erfindungswesentliche Haltegeometrien 13 erkennen. Hierzu werden die in dem Modul 10 notwendigen seitlichen Rippen verwendet. Das Modul 10 umfasst zudem Zellhalterstege 12. Diese Zellhalterstege 12 verlaufen zwischen den Zellhalterplatten, wobei sich die Zellhalterstege 12 und die Rippen insgesamt über die Höhe (bezogen auf die als abbildungsgemäß als Z markierte Richtung) des Modules 10 erstrecken.
In der Ansicht gemäß 2 sind sieben Module nebeneinander liegend in mindestens einer Modulebene 20 angeordnet.
Die 3 und 4 verdeutlichen in ihrer Zusammenschau den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Montieren einer Traktionsbatterie 30. Verwendung findet dabei spezielle Montagevorrichtung 17. Diese auch als „Hakenspinne“ bezeichnete Vorrichtung 17 umfasst einzelne Haken 14, eine Schnur 15 und ein zentrales Halterohr 16, wobei die Haken 14 mit der Schnur 15 über das Halterohr 16 verbunden sind.
3 veranschaulicht den ersten Schritt dieses Verfahrens, bei welchem die – zunächst noch auf einem festen Untergrund ruhende – Modulebene 20 über die Haltegeometrien abbildungsgemäß von oben an der Montagevorrichtung 17 befestigt wird. Hierzu werden die Haken 14 an den vorliegend in Gestalt von Ösen ausgeführten Haltegeometrien eingehakt.
Nachdem die Schnur 15 längenmäßig eingestellt wurde, wird schließlich in einem zweiten Schritt die befestigte Modulebene 20 mithilfe der Montagevorrichtung 17 angehoben und – wie in 4 dargestellt – in ein Batteriegehäuse 18 hinabgesenkt. Abbildungsgemäß verdeckt unter der Modulebene 20 und von dieser durch einen Zwischenboden der Traktionsbatterie 30 getrennt ist eine zweite Modulebene 20 angeordnet, sodass nach dem Abschluss des Verfahrens beide Modulebenen von dem Batteriegehäuse 18 umschlossen sind.
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

US 20110269008 A1 [0003]
US 20130330584 A1 [0004]
US 20140212722 A1 [0005]
US 20130149571 A1 [0005]
US 20130149577 A1 [0005]

Claims

Modul (10) für eine Traktionsbatterie (30) eines elektrischen betriebenen Fahrzeugs, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – das Modul (10) enthält mehrere Batteriezellen, eine obere Zellhalterplatte (11) und eine untere Zellhalterplatte, – die Batteriezellen sind zwischen der oberen Zellhalterplatte (11) und der unteren Zellhalterplatte angeordnet, – die obere Zellhalterplatte (11) und die untere Zellhalterplatte schließen das Modul (10) beidseitig ab und – die obere Zellhalterplatte (11) weist vier Haltegeometrien (13) auf.
Modul (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – das Modul (10) weist seitliche Rippen auf und – die Haltegeometrien (13) sind mittels der Rippen in die obere Zellhalterplatte (11) eingebaut.
Modul (10) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – das Modul (10) umfasst Zellhalterstege (12), – die Zellhalterstege (12) verlaufen zwischen den Zellhalterplatten und – die Zellhalterstege (12) und die Rippen erstrecken sich insgesamt über eine Höhe (Z) des Modules (10).
Modul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: – die Haltegeometrien (13) sind Ösen.
Traktionsbatterie (30) für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – die Traktionsbatterie (30) umfasst ein Batteriegehäuse (18) und mehrere Module nach einem der Ansprüche 1 bis 4, – die Module sind nebeneinander liegend in mindestens einer Modulebene (20) angeordnet und – die Modulebene (20) ist von dem Batteriegehäuse (18) umschlossen.
Traktionsbatterie (30) nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – die Traktionsbatterie (30) umfasst Zwischenböden, – mehrere Modulebenen sind übereinander angeordnet und – die Modulebenen sind durch die Zwischenböden getrennt.
Vorrichtung (17) zum Montieren einer Traktionsbatterie (30) insbesondere nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – die Vorrichtung (17) umfasst einzelne Haken (14), eine Schnur (15) und ein zentrales Halterohr (16) und – die Haken (14) sind mit der Schnur (15) über das Halterohr (16) verbunden.
Verfahren zum Montieren einer Traktionsbatterie (30) nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – die Modulebene (20) wird über die Haltegeometrien (13) von oben an einer Montagevorrichtung (17) befestigt, – die befestigte Modulebene (20) wird mithilfe der Montagevorrichtung (17) angehoben und in das Batteriegehäuse (18) hinabgesenkt.
Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – die Montagevorrichtung (17) ist eine Vorrichtung (17) nach Anspruch 7 und – die Modulebene (20) wird befestigt, indem die Haken (14) an den Haltegeometrien (13) eingehakt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: – vor dem Anheben wird die Schnur (15) längenmäßig eingestellt.