DE102017204531A1

DE102017204531A1 - Anordnung zur Fixierung einer Batteriezelle und/oder eines Zellpakets sowie Batteriegehäuse mit zumindest einer derartigen Anordnung

Info

Publication number: DE102017204531A1
Application number: DE102017204531.0A
Authority: DE
Inventors: Peter Giere
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2018-09-20
Also published as: CN108630850B; CN108630850A

Abstract

Vorgeschlagen wird u.a. eine Anordnung zur Fixierung zumindest einer Batteriezelle (4) und/oder zumindest eines Zellpaketes (1) aus zwei oder mehr Batteriezellen (4) an einer dieselbe/n aufnehmenden Grundplatte (5), wobei der Grundplatte (5) wenigstens ein Fixierungsmittel aufweist. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Fixierungsmittel durch ein separates Klemmprofil (6) gebildet ist, welches durch zumindest abschnittsweise flexible Ausbildung desselben unter Vorspannung zum einen an der zumindest einer Batteriezelle (4) und/oder dem zumindest einen Zellpaket (1) und zum anderen unmittelbar oder mittelbar über ein Zwischenelement (7) an einem an der Grundplatte (5) festgelegten oder durch die Grundplatte (5) einstückig ausgebildeten Strukturteil (8) flächig abgestützt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Fixierung zumindest einer Batteriezelle und/oder zumindest eines Zellpakets an einer dieselbe/n aufnehmenden Grundplatte nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 der Erfindung. Gemäß Anspruch 10 der Erfindung betrifft diese ferner ein Batteriegehäuse mit zumindest einer derartigen Anordnung.
Die DE 10 2011 077 330 A1 beschreibt eine Batterie, welche wenigstens ein mehrere nebeneinander angeordnete Batteriezellen umfassendes Batteriemodul aufweist. Das Batteriemodul ist auf einer Grundplatte der Batterie oder einer Grundplatte einer Untereinheit der Batterie angeordnet. Wenigstens eine der Batteriezellen weist ein Batteriezellengehäuse mit einer Ausformung auf, welche mit einem einen Hinterschnitt aufweisenden und an der Grundplatte durch Schweißen, Nieten oder Schrauben befestigten Halteelement korrespondiert und mittels desselben auf der Grundplatte fixiert ist, indem das Batteriezellengehäuse mittels besagter Ausformung in den Hinterschnitt des Halteelements eingeschoben wird. In der Praxis wurde gefunden, dass derartige, sozusagen starre Fixierungspunkte Toleranzen unterliegen, welche entweder zu Verspannungen oder unerwünschten Spaltmaßen führen können. Hieraus kann eine überbestimmte Spannsituation provoziert sein, was zu hohen Kosten an Ausgleichsmaterialien bzgl. beispielsweise einer Kühlungsanbindung und/oder zu unerwünschten Bauteilbelastungen führen kann. Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Hinblick auf den Stand der Technik alternative Anordnung zur Fixierung zumindest einer Batteriezelle und/oder zumindest eines Zellpakets an einer dieselbe/n aufnehmenden Grundplatte zu schaffen, welche die vorstehend beschriebenen Nachteile vermeidet und dennoch schnell und kostengünstig realisierbar ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Batteriegehäuse mit zumindest einer derartigen Anordnung zur Fixierung zur Verfügung zu stellen.
Ausgehend von einer Anordnung zur Fixierung zumindest einer Batteriezelle und/oder zumindest eines Zellpaketes aus zwei oder mehr Batteriezellen an einer dieselbe/n aufnehmenden Grundplatte, wobei der Grundplatte wenigstens ein Fixierungsmittel zugeordnet ist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass das wenigstens eine Fixierungsmittel durch ein separates Klemmprofil gebildet ist, welches durch zumindest abschnittsweise flexible Ausbildung desselben unter Vorspannung zum einen an der zumindest einer Batteriezelle und/oder dem zumindest einen Zellpaket und zum anderen unmittelbar oder mittelbar über ein Zwischenelement an einem an der Grundplatte festgelegten oder durch die Grundplatte einstückig ausgebildeten Strukturteil flächig abgestützt ist.
Durch die zumindest abschnittsweise flexible Ausbildung des Klemmprofils ist eine einfache und kostengünstige sowie etwaige Toleranzen ausgleichende Möglichkeit der Fixierung zumindest einer Batteriezelle und/oder zumindest eines Zellpaketes an einer dieselbe/n tragenden Grundplatte geschaffen. Überbestimmte Spannsituationen, wie sie nach dem Stand der Technik auftreten können, sind durch die Maßnahme wirkungsvoll vermieden.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
Eine mechanisch besonders einfache und funktionssichere Ausführungsform der Erfindung erzielt man bevorzugt dadurch, dass das Klemmprofil durch ein zumindest zweischenkliges Winkelprofi gebildet ist. Das Klemmprofil kann beispielsweise durch ein Strangpressprofil aus Metall, wie Aluminium, durch ein Pultrusionsprofil aus einem Kunststoff, durch ein einfaches Blechbiegeteil oder dgl. mehr gebildet sein. Beispielsweise durch eine Materialausdünnung des Winkelprofils im gemeinsamen Anschlussbereich der beiden Schenkel ist die gewünschte flexible respektive federelastische Ausbildung des Klemmprofils erzielbar. In Abhängigkeit eines gewählten Arrangements des Klemmprofils innerhalb des erfindungsgemäßen Fügeverbundes sind erster und zweiter Schenkel bevorzugt in einem spitzen Winkel „α₁“ (0°< α₁<90°) oder in einem stumpfen Winkel „α₂“ (90°< α₂<180°) zueinander angeordnet. Um eine zuverlässige und dauerhafte Fixierung des Klemmprofils am Strukturteil zu gewährleisten, ist bevorzugt dem Klemmprofil wenigstens ein Klemmstück zugeordnet, welches den ersten Schenkel des Klemmprofils am Strukturteil oder am Zwischenelement fixiert. Das wenigstens eine Klemmstück kann dabei fest mit dem Strukturteil verbunden sein. Bevorzugt jedoch ist dieses lösbar mit dem Strukturteil verbunden, um beispielsweise im Wartungsfall einen komfortablen Austausch einer Batteriezelle und/oder eines Zellmoduls zu ermöglichen. Das Klemmstück kann ferner ein-, zwei- oder mehrteilig ausgebildet sein. Die zwei oder mehrteilige Ausbildung des Klemmstücks ermöglicht erweiterte Klemmtechniken, indem beispielsweise ein Teil des Klemmstücks als ein vorstehend erwähntes Zwischenelement fungiert. Bevorzugt weist das Strukturteil einen dreieckförmigen, rechteckigen oder quadratischen Querschnitt auf, woraus ein hoher Verformungswiderstand desselben resultiert. Vorteilhaft kann ein derartiger Querschnitt, sofern nicht bereits vorhanden, durch eine an das Klemmprofil angepasste Oberflächenkontur, beispielsweise eine im Querschnitt gesehen V-förmige oder spitz zulaufende Oberflächenkontur ergänzt sein. Wie die Erfindung weiter vorsieht, kann die Grundplatte Bestandteil eines Batteriegehäuses, beispielsweise einstückiger Bestandteil einer Unterschale eines Batteriegehäuses sein. Wie die Erfindung noch vorsieht, ist das Strukturteil bevorzugt durch einen das Batteriegehäuse verstärkenden Quer- oder Längsträger desselben gebildet bzw. das Strukturteil bildet eine derartigen Quer- oder Längsträger aus.
Die Erfindung betrifft auch ein Batteriegehäuse mit zumindest einer Anordnung der vorbeschriebenen Art.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es zeigen:

1 eine perspektivische Aufsicht einer mit Zellpaketen bestückten Unterschale eines Batteriegehäuses, wobei die besagten Zellpakete mittels erfindungswesentlicher Fixierungsmittel in der Unterschale fixiert sind,
2 ein vergrößert dargestellter Ausschnitt der mit Zellpaketen bestückten Unterschale nach 1 mit Fixierungsmitteln gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung,
3 eine perspektivische Einzeldarstellung des Fixierungsmittels nach 2 in einer Teilmontagesituation,
4 das Fixierungsmittel nach 2 und 3 in einer Endmontagesituation, bewirkt mittels eines Klemmstücks, welches in zwei unterschiedlichen Ausführungsformen dargestellt ist,
5 und 6 je eine Stirnseitenansicht des Fixierungsmittels in der Endmontagesituation desselben nach 4 und im Zusammenbau bzw. Zusammenwirken mit einem zu fixierenden Zellpaket,
7 ein vergrößert dargestellter Ausschnitt der mit Zellpaketen bestückten Unterschale nach 1 mit einem Fixierungsmittel in einer Teilmontagesituation gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung,
8 das Fixierungsmittel nach 7 in einer Endmontagesituation, bewirkt mittels eines Klemmstücks,
9 eine Stirnseitenansicht des Fixierungsmittels nach 7 und 8 in der Endmontagesituation desselben und im Zusammenbau bzw. Zusammenwirken mit zwei zu fixierenden Zellpaketen,
10 eine Stirnansicht eines Fixierungsmittels in einer Endmontagesituation desselben und im Zusammenbau bzw. Zusammenwirken mit zwei zu fixierenden Zellpaketen gemäß einer dritten vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung,
11 eine Stirnansicht eines Fixierungsmittels in einer Endmontagesituation desselben und im Zusammenbau bzw. Zusammenwirken mit zwei zu fixierenden Zellpaketen gemäß einer vierten vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung,
12 ein Einzeldarstellung eines Fixierungsmittels in einer Endmontagesituation, bewirkt mittels eines Klemmstücks, gemäß einer fünften vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung, und
13 eine Stirnansicht des Fixierungsmittels nach 12 in besagter Endmontagesituation desselben und im Zusammenbau bzw. Zusammenwirken mit einem zu fixierenden Zellpaket.

1 zeigt zunächst eine mit Zellpaketen 1, welche auch als Zellmodule bezeichnet werden, bestückte Unterschale 2 eines Batteriegehäuses 3 einer Batterie. Besagte Batterie kann beispielsweise eine als Traktionsbatterie für ein Elektrofahrzeug einsetzbare Hochvolt-Batterie ausbilden. Der Unterschale 2 ist im Allgemeinen ein das Batteriegehäuse 3 verschließender Gehäusedeckel oder eine Oberschale zugeordnet (nicht zeichnerisch dargestellt). Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Unterschale 2 mit acht Zellpaketen 1 bestückt, welche jeweils zweiundvierzig Batteriezellen 4 umfasst. Vorliegend sind vier Reihen a zwei Zellpakte 1 vorgesehen. Die Batteriezellen 4 weisen eine quaderförmige Gestalt auf, woraus ein quaderförmiges Zellpaket 1 mit hoher volumetrischer Energiedichte resultiert.
Die Zellpakete 1 sind von einer Grundplatte 5 aufgenommen bzw. auf dieselbe aufgesetzt, welche einstückig durch die Unterschale 2 gebildet ist. Demgegenüber kann auch vorgesehen sein und ist demgemäß durch die Erfindung mit erfasst, dass die Grundplatte 5 als ein separates Bauteil ausgebildet ist und beispielsweise nach dem Bestücken mit Zellpaketen 1 in das Batteriegehäuse 3 eingesetzt wird (nicht zeichnerisch dargestellt).
Den von der Grundplatte 5 aufgenommenen Zellpaketen 1 sind Fixierungsmittel zur Fixierung der Zellpakete 1 auf der Grundplatte 5 zugeordnet. Die Fixierungsmittel sind jeweils durch ein langgestrecktes Klemmprofil 6 gebildet, welches zumindest abschnittsweise flexibel ausgebildet ist und unter Vorspannung zum einen am betreffenden Zellpaket 1 und zum anderen unmittelbar oder mittelbar über ein unten näher beschriebenes Zwischenelement 7 an einem benachbart zum Zellpaket 1 angeordneten Strukturteil 8 der Unterschale 2 des Batteriegehäuses 3 oder der Grundplatte 5 flächig abgestützt ist.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Strukturteil 8 als separates Anbauteil ausgebildet und mit der von der Unterschale 2 gebildeten Grundplatte 5 fest verbunden. Die Fügeverbindung kann dabei kraft-, form- und/oder stoffschlüssiger Art sein. Demgegenüber kann das Strukturteil 8 auch einstückig mit der Grundplatte 5 bzw. mit der Unterschale 2 ausgebildet sein insbesondere dann, wenn die Grundplatte 5 bzw. die Unterschale 2 aus einem Kunststoff oder einem faserverstärkten Kunststoff nach einem Kunststoff-Spritzgießverfahren hergestellt sind (nicht zeichnerisch dargestellt).
Gemäß den 1 und 2 ist benachbart zu in einer Reihe angeordneten zwei Zellpaketen 1 bzw. zwischen Zellpaketen 1 zweier benachbarter Reihen je ein langgestrecktes Strukturteil 8 vorgesehen. Aufgrund dieser Ausbildung der Strukturteile 8 fungieren diese zusätzlich als Quer- oder Längsträger, je nachdem, wie das Batteriegehäuse 3 beispielsweise in einem Fahrzeug angeordnet ist. Sie erhöhen vorteilhaft die Steifigkeit der Unterschale 2 bzw. des Batteriegehäuses 3. Insbesondere auch im Falle eines Crashereignisses können sich die Strukturteile 8 als vorteilhaft erweisen, indem sie Crashenergie absorbieren und/oder in benachbarte, die Batterie tragende Teile beispielsweise des Fahrzeugs übertragen. Die Strukturteile 8 können stirnseitig an gegenüberliegenden Seitenwänden 9 der Unterschale 2 angeschlossen sein, wodurch die Steifigkeit und der Crashwiderstand der Unterschale 2 bzw. des Batteriegehäuses 3 noch weiter erhöht ist (nicht zeichnerisch dargestellt).
Wie den 3 bis 13 zu entnehmen ist, ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein jedes Strukturteil 8 durch ein langgestrecktes, geschlossenes Profil (Hohlprofile) gebildet. Die in den 3 bis 6 gezeigten geschlossenen Profile weisen einen dreieckförmigen Querschnitt auf, wogegen die in den 7 bis 13 gezeigten Profile einen Querschnitt aufweisen, der zumindest an ein Rechteck angelehnt ist. Gemäß den 7 bis 11 ist besagter Rechteckquerschnitt durch eine V-förmige oder eine spitz zulaufende Oberflächenkontur einer Deckfläche des Profils ergänzt. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die besagten langgestreckten, geschlossenen Profile, sondern erfasst auch zwei oder mehr sozusagen Profilabschnitte, die gegebenenfalls mit Abstand über die Längserstreckung der betreffenden Reihen Zellpakete 1 verteilt angeordnet sind. Des Weiteren beschränkt sich die Erfindung nicht auf geschlossene Profile, sondern erfasst auch offene Profile oder stabförmige Profile, die einen Vollquerschnitt aufweisen (nicht zeichnerisch dargestellt).
Was das jeweilige Klemmprofil 6 anbelangt, ist dieses durch ein zumindest zweischenkliges Winkelprofil gebildet. Das Klemmprofil 6 kann beispielsweise durch ein Strangpressprofil aus Metall, wie Aluminium, durch ein Pultrusionsprofil aus einem Kunststoff, durch ein einfaches Blechbiegeteil oder dgl. mehr gebildet sein. Beispielsweise durch eine Materialausdünnung des Winkelprofils im gemeinsamen Anschlussbereich eines ersten und eines zweiten Schenkels 10, 11 ist die flexible respektive federelastische Ausbildung des Klemmprofils 6 erzielbar. Demgegenüber kann die besagte flexible Ausbildung des Klemmprofils 6 auch allein durch die Materialeigenschaften desselben bewirkt sein. Aufgrund der einfachen und kostengünstigen Herstellbarkeit ist das Klemmprofil 6 ist dieses vorzugsweise als Blechbiegeteil aus Aluminium- oder Stahlblech ausgebildet. Nachfolgend wird die Erfindung anhand konkreter Ausführungsvarianten derselben beschrieben.
Ausführungsvariante 1 (Fig. 2-6):
Die 2 bis 6 zeigen eine erste Ausführungsvariante der Erfindung mit einem Strukturteil 8, welches durch ein langgestrecktes, geschlossenes Profil mit einem Querschnitt nach Art eines gleichschenkligen Dreiecks gebildet ist. Ein- oder beidseitig des Strukturteils 8 ist ein langgestrecktes Klemmprofil 6 angeordnet. Das betreffende Klemmprofil 6 ist zumindest zweischenklig ausgebildet, wobei ein erster Schenkel 10 an einer benachbarten schräg angeordneten Kontaktfläche 12 des im Querschnitt dreieckförmigen Strukturteils 8 und ein zweiter Schenkel 11 an einer benachbarten, vertikal angeordneten Kontaktfläche 13 zumindest eines Zellpakets 1 oder einer Batteriezelle 4 der betreffenden Reihe Zellpakete 1 unter Vorspannung flächig abgestützt sind. Im Wesentlichen ist das Klemmprofil 6 derart ausgebildet, dass deren Schenkel 10, 11 dem Verlauf der zugeordneten Kontaktflächen 12, 13 weitestgehend folgen und sich zumindest abschnittsweise an dieselben unter Vorspannung flächig anschmiegen. Gemäß dieser Ausführungsvariante sind die beiden Schenkel 10, 11 des Klemmprofils 5 in einem spitzen Winkel „α_ϊ“ zueinander angeordnet. Vorliegend beträgt der besagte spitze Winkel „α_ϊ“ etwa 18°. In Abhängigkeit der zu erwartenden, auf den Fügeverbund einwirkenden Kräfte kann dieser spitze Winkel „α_ϊ“ jedoch in weiten Grenzen variieren.
2 zeigt bezogen auf das Zeichnungsblatt jeweils rechts des Strukturteils 8 ein Klemmprofil 6, welches exakt zwei Schenkel 10, 11 aufweist, wobei wie vorstehend beschrieben der erste Schenkel 10 am Strukturteil 8 und der zweite Schenkel 11 am zumindest einen Zellpaket 1 flächig abgestützt ist. Geht man von einer beispielsweise in einem Fahrzeug eingebauten Batterie aus, ist das betreffende Zellpaket 1, je nach Anordnung der Batterie im Fahrzeug in Fahrzeugquer- oder in Fahrzeuglängsrichtung (Y- oder X-Richtung) fixiert.
Demgegenüber zeigen die 2 bis 6 links des Strukturteils 8 ein Klemmprofil 6, dessen zellpaketseitiger, zweiter Schenkel 11 um einen dritten, vom zweiten Schenkel 11 abgestellten Schenkel 14 ergänzt ist derart, dass dieser zumindest teilweise über das zumindest eine Zellpaket 1 reicht und sich bevorzugt auf diesem flächig abstützt. Ein derart fixiertes Zellpaket 1 ist sowohl in Fahrzeugquer- oder Fahrzeuglängsrichtung (Y- oder X-Richtung) als auch in Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung) fixiert.
Die 2 und 3 zeigen das Klemmprofil 6 in einer Teilmontagesituation. Die 4 bis 6 zeigen demgegenüber das Klemmprofil 6 in einer Endmontagesituation, welche sich dadurch auszeichnet, dass der erste Schenkel 10 des Klemmprofils 6 mittels wenigstens eines Klemmstücks 15, 15' am Strukturteil 8 festgelegt respektive fixiert ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Klemmstück 15, 15' durch ein langgestrecktes Profilelement aus Kunststoff oder Metall gebildet, welches eine langgestreckte Nut 16 aufweist, die über das Spitzenende des dreieckförmigen Strukturteils 8 samt des freien Endes des anliegenden ersten Schenkels 10 des Klemmprofils 6 aufgeschoben ist. Das Klemmstück 15 bildet somit zwei gegenüberliegend angeordnete, den ersten Schenkel 10 samt Spitzenende des im Querschnitt dreieckförmigen Strukturteils 8 zumindest formschlüssig, vorzugsweise form- und reibschlüssig aufnehmende Seitenarme 17 aus und fixiert so das Klemmprofil 6 in seiner bestimmungsgemäßen Position. Das Klemmstück 15 unterscheidet sich zum Klemmstück 15' lediglich durch deren Außenkontur. So verfügt das Klemmstück 15 im Querschnitt über eine eckige Kontur mit ebener Deckfläche, wogegen das Klemmstück 15' eine gerundete Kontur mit gerundeter Deckfläche aufweist.
Das Klemmstück 15, 15' selbst ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel auf zumindest einem Zentrierdorn 18 des Strukturteils 8 aufgesteckt und mit demselben bevorzugt lösbar verbunden. Hierzu verfügt das Klemmstück 15, 15' über eine nicht zeichnerisch dargestellte Aufnahmebohrung für den Zentrierdorn 18. Das Klemmstück 15, 15' ist beispielsweise durch Verschraubung mit dem Zentrierdorn 18 verbunden, indem eine nicht zeichnerisch dargestellte Schraubenmutter auf einen mit einem Gewinde ausgebildeten und besagte Aufnahmebohrung durchsetzenden Zentrierdorn 18 aufgeschraubt ist. Hierneben ist auch eine klemmende Fügeverbindung denkbar und demgemäß durch die Erfindung ebenfalls mit erfasst. Ferner ist auch eine unlösbare Fügeverbindung durch beispielsweise Kleben, Schweißen oder dgl. durch die Erfindung mit erfasst.
Das langgestreckte Klemmstück 15, 15' ist im Hinblick auf seine Längserstreckung weitestgehend biegefest ausgebildet. Werden dagegen zwei oder mehr Zentrierdorne 8 favorisiert, kann es sich auch als zweckmäßig erweisen und ist demgemäß durch die Erfindung mit erfasst, zwei oder mehr einzelne Klemmstücke 15, 15' vorzusehen, die gegebenenfalls mittels flexibler Verbindungsabschnitte einstückig untereinander verbunden sind, welches die Montage derselben erleichtert (nicht zeichnerisch dargestellt).
Ausführungsvariante 2 (Fig. 7 bis 9):
Die 7 bis 9 zeigen eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung, wobei funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den vorherigen Zeichnungsfiguren bezeichnet sind, so dass zu deren Erläuterung auch auf die vorstehende Beschreibung der ersten Ausführungsvariante der Erfindung verwiesen wird.
Die zweite Ausführungsvariante der Erfindung unterscheidet sich zur ersten Ausführungsvariante zunächst dadurch, dass sich der Querschnitt des langgestreckten Strukturteils 8 an der Grundgestalt eines Rechtecks orientiert, wobei deren oben liegende Wandungsfläche respektive Deckfläche eine Oberflächenkontur aufweist, die im Querschnitt gesehen V-förmig ausgebildet ist und demgemäß ebenfalls zwei schräg angeordnete Kontaktflächen 12 zur Anlage der ersten Schenkel 10 der Klemmprofile 6 zur Verfügung stellt. Dieser V-Form ist zumindest ein formkomplementär ausgebildetes Klemmstück 15 mit dreieckförmigem Querschnitt und ebener Deckfläche zugeordnet (vgl. insbes. 8 und 9).
Wie insbesondere der 9 zu entnehmen ist, weist das links des Strukturteils 8 angeordnete Klemmprofil 6 exakt zwei Schenkel 10, 11 auf, welche in einem spitzen Winkel „α_ϊ“ zueinander angeordnet sind, wobei im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante der Erfindung der erste Schenkel 10 statt schräg nach oben nunmehr schräg nach unten zum Klemmstück 15 hin verläuft. Hier beträgt der spitze Winkel „α_ϊ“ etwa 40°. Das rechts des Strukturteils 8 angeordnete Klemmprofil 6 weist in Anlehnung an die erste Ausführungsvariante 1 neben dem ersten und dem zweiten Schenkel 10, 11 einen dritten, vom zweiten Schenkel 11 abgestellten Schenkel 14 auf, welcher zumindest teilweise über das zumindest eine Zellpaket 1 reicht und sich bevorzugt auf diesem flächig abstützt. Im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante der Erfindung verläuft der erste Schenkel 10 statt schräg nach oben nunmehr schräg nach unten zum Klemmstück 15 hin, wodurch ein zwischen den Schenkeln 10, 11 gebildeter stumpfer Winkel „α₂“ von etwa 135° zu verzeichnen ist. Auch der stumpfe Winkel „α₂“ kann in Abhängigkeit der zu erwartenden, auf den Fügeverbund einwirkenden Kräfte in weiten Grenzen variieren.
Ausführungsvariante 3 (Fig. 10):
Die 10 zeigt eine dritte Ausführungsvariante der Erfindung, wobei funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den vorherigen Zeichnungsfiguren bezeichnet sind, so dass zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der vorstehenden Ausführungsvarianten der Erfindung verwiesen wird.
Die dritte Ausführungsvariante der Erfindung unterscheidet sich zur zweiten Ausführungsvariante gemäß den 7 bis 9 lediglich dadurch, dass hier ein Klemmstück 15 mit gerundetem, vorliegend kreisrundem Querschnitt Verwendung findet. Es ist somit ein linienförmiger Kontakt zwischen dem Klemmstück 15 und den ersten Schenkeln 10 der Klemmprofile 6 bewirkt.
Ausführungsvariante 4 (Fig. 11):
Die 11 zeigt eine vierte Ausführungsvariante der Erfindung, wobei funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den vorherigen Zeichnungsfiguren bezeichnet sind, so dass zu deren Erläuterung auch auf die vorstehende Beschreibung der ersten Ausführungsvariante der Erfindung verwiesen wird.
Die vierte Ausführungsvariante der Erfindung unterscheidet sich zur zweiten und dritten Ausführungsvariante dadurch, dass sich der Querschnitt des langgestreckten Strukturteils 8 zwar ebenfalls an der Grundgestalt eines Rechtecks orientiert, jedoch deren oben liegende Wandungsfläche respektive Deckfläche eine Oberflächenkontur aufweist, die im Querschnitt gesehen spitz zulaufend ausgebildet ist und demgemäß ebenfalls zwei schräg angeordnete Kontaktflächen 12 zur flächigen Anlage der ersten Schenkel 10 der Klemmprofile 6 zur Verfügung stellt. Diesem spitz zulaufenden Querschnitt ist zumindest ein formkomplementär ausgebildetes Klemmstück 15 zugeordnet, welches dem Klemmstück 15 nach 4 bzw. 5 der ersten Ausführungsvariante der Erfindung entspricht.
Ausführungsvariante 5 (Fig. 12 und 13):
Die 12 und 13 zeigen eine fünfte Ausführungsvariante der Erfindung, wobei funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den vorherigen Zeichnungsfiguren bezeichnet sind, so dass zu deren Erläuterung auch auf die vorstehende Beschreibung der ersten Ausführungsvariante der Erfindung verwiesen wird.
Diese Ausführungsvariante orientiert sich an der zweiten Ausführungsvariante nach den 7 bis 9, wobei im Unterschied zu dieser zweiten Ausführungsvariante zum einen das Strukturteil 8 exakt ein Kastenprofil mit vorliegend rechteckigem Querschnitt ausbildet und zum anderen die schräg angeordneten Kontaktflächen 12 für die ersten Schenkel 10 der Klemmprofile 6 nicht durch das Strukturteil 8, sondern durch das bereits oben erwähnte Zwischenelement 7 zur Verfügung gestellt werden. Im Querschnitt gesehen sind die Kontaktflächen 12 zueinander V-förmig angeordnet. Das Zwischenelement 7 ist ein Teil eines zweiteilig ausgebildeten Klemmstücks 15 und wird ebenfalls auf zumindest einen Zentrierdorn 18 aufgesteckt.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsvarianten der Erfindung stellen auf ein Klemmprofil 6 ab, welches als langgestrecktes Klemmprofil 6 bevorzugt sämtliche Zellpakete 1 einer Reihe und/oder sämtliche Batteriezellen 4 eines Zellpakets 1 oder aller Zellpakete 1 einer Reihe erfasst respektive sich an diesen flächig abstützt. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf diese bevorzugten Ausführungsvarianten, sondern erfasst auch nicht zeichnerisch dargestellte Ausführungsvarianten, welche Klemmprofile 6 aufweisen, die äußerst kurz ausgebildet sind und sich lediglich an einer einzigen Batteriezelle 4 oder im Verhältnis zur Anzahl der Batteriezellen 4 eines Zellpakets 1 nur an wenigen Batteriezellen 4 des Zellpakets 1 flächig abstützen. Dies kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn eine Mehrzahl Batteriezellen 4 bereits mittels zusätzlicher Verbindungselemente untereinander fest verbunden sind und so ein Zellpaket 1 ausbilden.
Bezugszeichenliste

1: Zellpaket
2: Unterschale
3: Batteriegehäuse
4: Batteriezelle
5: Grundplatte
6: Klemmprofil
7: Zwischenelement
8: Strukturteil
9: Seitenwände (Unterschale 2)
10: erster Schenkel (Klemmprofil 6)
11: zweiter Schenkel (Klemmprofil 6)
12: Kontaktfläche (Strukturteil 8)
13: Kontaktfläche (Zellpaket 1 / Batteriezelle 4)
14: dritter Schenkel (Klemmprofil 6)
15: Klemmstück
15': Klemmstück
16: Nut
17: Seitenarme (Klemmstück 15, 15')
18: Zentrierdorn
„α_ϊ“: spitzer Winkel
„α₂“: stumpfer Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011077330 A1 [0002]

Claims

Anordnung zur Fixierung zumindest einer Batteriezelle (4) und/oder zumindest eines Zellpaketes (1) aus zwei oder mehr Batteriezellen (4) an einer dieselbe/n aufnehmenden Grundplatte (5), wobei der Grundplatte (5) wenigstens ein Fixierungsmittel zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Fixierungsmittel durch ein separates Klemmprofil (6) gebildet ist, welches durch zumindest abschnittsweise flexible Ausbildung desselben unter Vorspannung zum einen an der zumindest einer Batteriezelle (4) und/oder dem zumindest einen Zellpaket (1) und zum anderen unmittelbar oder mittelbar über ein Zwischenelement (7) an einem an der Grundplatte (5) festgelegten oder durch die Grundplatte (5) einstückig ausgebildeten Strukturteil (8) flächig abgestützt ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmprofil (6) durch ein zumindest zweischenkliges Winkelprofi gebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass erster und zweiter Schenkel (10, 11) in einem spitzen Winkel „α_ϊ“ oder in einem stumpfen Winkel „a₂“ zueinander angeordnet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Klemmprofil (6) wenigstens ein Klemmstück (15, 15') zugeordnet ist, welches den ersten Schenkel (10) des Klemmprofils (6) am Strukturteil (8) oder am Zwischenelement (7) fixiert.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Klemmstück (15, 15') fest oder lösbar mit dem Strukturteil (8) verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmstück (15, 15') ein-, zwei- oder mehrteilig ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturteil (8) einen dreieckförmigen, rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (5) Bestandteil eines Batteriegehäuses (3) ist.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturteil (8) durch einen das Batteriegehäuse (3) verstärkenden Quer- oder Längsträger desselben gebildet ist.
Batteriegehäuse (3) mit zumindest einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.