DE102017211367B4 - Battery for an electric drive of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Batterie (B) für einen elektrischen Antrieb eines Kraftwagens, mit einer Mehrzahl von Batteriemodulen (1), welche in einer zugeordneten Lage (2, 3, 4, 5) angeordnet und in wenigstens einem zugeordneten Batteriegehäuse (8) aufgenommen sind, und mit einer Kühleinrichtung (6) zum Kühlen der Batterie (B), wobei das Batteriegehäuse (8) aus einem Kunststoff hergestellt ist und wenigstens eine Aufnahmeöffnung (43) aufweist, innerhalb welcher ein Kühlelement (41) der Kühleinrichtung (6) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Batteriemodulen (1) vorgesehen ist, welche in jeweiligen Lagen (2, 3, 4, 5) übereinander angeordnet sind, wobei jede der übereinander angeordneten Lagen (2, 3, 4, 5) der Batteriemodule (1) in einem jeweils zugeordneten, separaten Batteriegehäuse (8) aufgenommen ist, welche in einem Stapel (13) übereinander angeordnet und untereinander verbunden sind, und wobei der Stapel (13) von Batteriegehäusen (8) sowie zumindest die Kühleinrichtung (6) in einem Schutzgehäuse (14) der Batterie (B) aufgenommen sind. Battery (B) for an electric drive of a motor vehicle, with a plurality of battery modules (1), which are arranged in an assigned position (2, 3, 4, 5) and accommodated in at least one assigned battery housing (8), and with a Cooling device (6) for cooling the battery (B), the battery housing (8) being made of a plastic and having at least one receiving opening (43) within which a cooling element (41) of the cooling device (6) is inserted, characterized in that in that a plurality of battery modules (1) are provided, which are arranged one above the other in respective layers (2, 3, 4, 5), each of the layers (2, 3, 4, 5) of the battery modules (1) arranged one above the other in one each assigned, separate battery housing (8), which are arranged one above the other in a stack (13) and connected to one another, and wherein the stack (13) of battery housings (8) and at least the cooling device (6) are in a protective housing (14) the battery (B).
Description
Die Erfindung betrifft eine Batterie für einen elektrischen Antrieb eines Kraftwagens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Batteriegehäuse für eine derartige Batterie sowie einen Kraftwagen mit einer solchen Batterie.The invention relates to a battery for an electric drive of a motor vehicle according to the preamble of
Die allermeisten Batterien für elektrische Antriebe von Kraftwagen werden heutzutage im Unterflurbereich der Fahrgastzelle eingebaut. Beispiele für derartige Einbauweisen sind der
Aus der
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Aus der
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Die
Schließlich zeigt die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Batterie beziehungsweise ein Batteriegehäuse für sowie einen Kraftwagen mit einer derartigen Batterie zu schaffen, welche eine besonders einfache, zuverlässige und kostengünstige Integration jeweiliger Kühlelemente der Kühleinrichtung in das zugehörige Batteriegehäuse ermöglichen und überdies bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung einen besonders guten Schutz der Batterie ermöglichen.The object of the present invention is therefore to create a battery or a battery housing for and a motor vehicle with such a battery, which enables a particularly simple, reliable and cost-effective integration of the respective cooling elements of the cooling device into the associated battery housing and, moreover, in the event of an accident-related application of force enable good protection of the battery.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Batterie beziehungsweise ein Batteriegehäuse sowie einen Kraftwagen mit einer derartigen Batterie gemäß den Patentansprüchen 1, 7 und 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit günstigen Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved according to the invention by a battery or a battery housing and a motor vehicle with such a battery according to
Die vorliegende Batterie ermöglicht eine besonders einfache, zuverlässige und kostengünstige Integration jeweiliger Kühlelemente der Kühleinrichtung in das zugehörige Batteriegehäuse, da das Batteriegehäuse aus einem Kunststoff hergestellt ist und wenigstens eine Aufnahmeöffnung aufweist, innerhalb welcher ein Kühlelement der Kühleinrichtung befestigt ist. Die Gestaltung des jeweiligen Batteriegehäuses aus Kunststoff ermöglich dabei nicht nur eine kostengünstige und einfache Herstellung, sondern darüber hinaus können an das Batteriegehäuse auch in einfacher Weise entsprechende Funktionselemente zur Versteifung, zum Verbund mit anderen Bauteilen, zur Befestigung weiterer Teile der Kühleinrichtung oder dergleichen angeformt werden. Da mehrere Batteriegehäuse übereinander in einem Stapel angeordnet sind, können zumindest ein Teil der Batteriegehäuse oder deren Einzelteile - zumindest im Wesentlichen - formidentisch ausgebildet sein. Unter formidentisch ist dabei insbesondere zu verstehen, dass die Batteriegehäuse beziehungsweise deren jeweilige Bauteile in derselben Form, beispielsweise Spritzgussform, hergestellt werden können. Hierdurch können die Kosten der Batterie aufgrund der Gleichteile erheblich gesenkt werden.The present battery enables a particularly simple, reliable and cost-effective integration of respective cooling elements of the cooling device into the associated battery housing, since the battery housing is made of a plastic and has at least one receiving opening, within which a cooling element of the cooling device is fastened. The design of the respective battery housing made of plastic not only enables cost-effective and simple production, but in addition, corresponding functional elements can also be easily attached to the battery housing for stiffening, for connection with other components, for fastening other parts the cooling device or the like. Since several battery housings are arranged one above the other in a stack, at least some of the battery housings or their individual parts can - at least essentially - be designed to be identical in shape. The term identical in shape means in particular that the battery housings or their respective components can be manufactured in the same shape, for example an injection mold. This allows the cost of the battery to be significantly reduced due to the use of identical parts.
Um dabei die Kühleinrichtung besonders einfach und vorteilhaft zu integrieren, ist die Aufnahmeöffnung in dem Batteriegehäuse beziehungsweise dem entsprechenden Bauteil (insbesondere dessen Bodenelement) vorgesehen. Dies ermöglicht einerseits eine besonders leichte Integration des Kühlelements in das Batteriegehäuse und andererseits eine besonders wirksame Kühlung der jeweiligen Batteriemodule. Das Vorsehen von Aufnahmeöffnungen, in welche nach der Herstellung des Batteriegehäuses beziehungsweise des entsprechenden Teils davon das Kühlelement eingesetzt wird, hat dabei den großen Vorteil, dass beim Abkühlen des Batteriegehäuses auftretender Verzug oder Schwindungen nicht auf das jeweilige Kühlelement übertragen und somit dauerhaft im Bauteil verbleiben. Vielmehr wird dies durch das nachträgliche Einsetzen des Kühlelements vermieden.In order to integrate the cooling device particularly easily and advantageously, the receiving opening is provided in the battery housing or the corresponding component (in particular its base element). On the one hand, this enables particularly easy integration of the cooling element into the battery housing and, on the other hand, particularly effective cooling of the respective battery modules. The provision of receiving openings into which the cooling element is inserted after the battery housing or the corresponding part thereof has been manufactured has the great advantage that any distortion or shrinkage that occurs when the battery housing cools is not transferred to the respective cooling element and thus remains permanently in the component. Rather, this is avoided by subsequently inserting the cooling element.
Die Batterie kann sowohl bei einem rein elektrisch angetriebenen Kraftwagen als auch bei einem Hybridfahrzeug zum Einsatz kommen. Dabei können gegebenenfalls auch mehrere Batterien zum Antrieb innerhalb des Kraftwagens verbaut sein.The battery can be used both in a purely electrically powered vehicle and in a hybrid vehicle. If necessary, several batteries can also be installed within the motor vehicle for propulsion.
Die Batteriemodule, welche jeweils eine Mehrzahl von miteinander verschalteten Batteriezellen umfassen, sind in wenigstens zwei oder mehr Lagen in Fahrzeughochrichtung übereinander angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht zunächst eine bauraumsparende Ausgestaltung der Batterie, sodass diese insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, im Vorderwagenbereich beziehungsweise im Bereich der Vorbaustruktur/Knautschzone des Kraftwagens eingebaut werden kann.The battery modules, which each comprise a plurality of battery cells connected to one another, are arranged one above the other in at least two or more layers in the vertical direction of the vehicle. This arrangement initially enables a space-saving design of the battery, so that it can be installed in particular, but not exclusively, in the front of the vehicle area or in the area of the front structure/crumple zone of the motor vehicle.
Dabei ist es vorgesehen, dass jede der übereinander angeordneten Lagen der Batteriemodule in einem jeweils zugeordneten, separaten Batteriegehäuse aufgenommen ist, welche in einem Stapel übereinander angeordnet und untereinander bzw. miteinander verbunden sind. Somit ist jede Lage der Batteriemodule in einem getrennt herstellbaren Batteriegehäuse aufgenommen. Dies bietet nämlich den erheblichen Vorteil, dass ein derartiges Batteriegehäuse äußert kostengünstig hergestellt werden kann, da es somit wesentlich kleiner ausgestaltet ist. Zumindest eine Anzahl dieser Batteriegehäuse kann dabei vorzugsweise zumindest im Wesentlichen als Gleichteil ausgebildet werden, was die Herstellung deutlich vereinfacht. Die jeweils eingesetzte Anzahl an Batteriegehäusen, welche der Anzahl der Lagen der Batteriemodule entspricht, kann dann in einem Stapel übereinander angeordnet werden, wobei beispielsweise die jeweils benachbarten Batteriegehäuse über entsprechende Verbindungselemente miteinander verbunden werden. Jedes der Batteriegehäuse weist dann wenigstens eine oder mehrere Aufnahmeöffnungen auf, in welche die jeweiligen Kühlelemente eingesetzt werden.It is provided that each of the layers of the battery modules arranged one above the other is accommodated in a respectively assigned, separate battery housing, which are arranged one above the other in a stack and are connected to one another or to one another. This means that each layer of the battery modules is accommodated in a battery housing that can be manufactured separately. This offers the significant advantage that such a battery housing can be produced extremely cost-effectively, since it is therefore designed to be significantly smaller. At least a number of these battery housings can preferably be designed at least essentially as identical parts, which significantly simplifies production. The number of battery housings used, which corresponds to the number of layers of the battery modules, can then be arranged one above the other in a stack, for example the adjacent battery housings being connected to one another via appropriate connecting elements. Each of the battery housings then has at least one or more receiving openings into which the respective cooling elements are inserted.
Der besondere Vorteile dieser einfache Bauweise der jeweiligen Batteriegehäuse ergibt sich nicht nur in der einfachen Herstellung, sondern auch in der entsprechend einfachen Möglichkeit, eine entsprechende Dichtigkeit und in Folge der größeren Variabilität bei der Anordnung der Batteriegehäuse übereinander auch hinsichtlich des Unfallverhaltens zu erreichen.The particular advantages of this simple design of the respective battery housings result not only in the simple production, but also in the correspondingly simple possibility of achieving a corresponding tightness and, as a result of the greater variability in the arrangement of the battery housings one above the other, also in terms of accident behavior.
Der Stapel von Batteriegehäusen ist erfindungsgemäß von einem Schutzgehäuse der Batterie umgeben. Somit ist eine funktionale Trennung zwischen Batteriegehäuse und Schutzgehäuse vorgesehen, wobei das Batteriegehäuse beziehungsweise ein Stapel von Batteriegehäusen in erster Linie zur vorzugsweise dichten Aufnahme der Batteriemodule ausgebildet ist und das Schutzgehäuse zum Umhausen des wenigstens einen Batteriegehäuses, um dieses insbesondere bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung der Batterie vor übermäßigen Beschädigungen zu schützen.According to the invention, the stack of battery housings is surrounded by a protective housing for the battery. A functional separation between the battery housing and the protective housing is therefore provided, with the battery housing or a stack of battery housings being designed primarily to accommodate the battery modules, preferably in a tight manner, and the protective housing to enclose the at least one battery housing, in particular in the event of an accident-related application of force to the battery to protect against excessive damage.
Dieses Schutzgehäuse muss - da es vorzugsweise keine Dichtfunktion hat - nicht entsprechend geschlossen ausgeführt sein, sondern kann auch teilweise geöffnet sein. Da eine derartige Dichtfunktion vorzugsweise nicht erforderlich ist, kann das Schutzgehäuse entsprechend einfach gestaltet werden und insbesondere hinsichtlich der Stabilität und Steifigkeit der Batterie, insbesondere im Hinblick auf deren Unfallverhalten, optimiert sein. Hierzu kann das Schutzgehäuse zumindest partiell durch entsprechende Seitenwände oder dergleichen Elemente gebildet sein, welche ein entsprechendes Absorptionsvermögen für Unfallenergie aufweisen. In einer alternativen Ausgestaltungsform wäre es jedoch theoretisch auch denkbar, ein derartiges Schutzgehäuse dicht auszubilden.This protective housing - since it preferably has no sealing function - does not have to be designed to be closed, but can also be partially opened. Since such a sealing function is preferably not required, the protective housing can be designed in a correspondingly simple manner and can be optimized in particular with regard to the stability and rigidity of the battery, in particular with regard to its accident behavior. For this purpose, the protective housing can be formed at least partially by corresponding side walls or similar elements which have a corresponding absorption capacity for accident energy. In an alternative embodiment, however, it would theoretically also be conceivable to make such a protective housing sealed.
Um in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine besonders wirksame Kühlung der Batteriemodule zu schaffen, ist pro Batteriemodul eine jeweilige Aufnahmeöffnung in dem Batteriegehäuse vorgesehen. Diese jeweilige Aufnahmeöffnung ist vorzugsweise als Durchgangsöffnung ausgebildet, um einen besonders wirksamen konduktiven Wärmeübergang zu ermöglichen.In order to create particularly effective cooling of the battery modules in a further embodiment of the invention, a respective receiving opening is provided in the battery housing for each battery module. This respective receiving opening is preferably designed as a through opening in order to enable particularly effective conductive heat transfer.
Eine besonders einfache Montage des jeweiligen Kühlelements an dem Batteriegehäuse ergibt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung, wenn das jeweilige Kühlelement mittels einer mechanischen Verbindung, insbesondere einer Rastverbindung, in die Aufnahmeöffnung des jeweiligen Batteriegehäuses eingesetzt ist. Somit kann nach dem Herstellen des Batteriegehäuses und dem Abkühlen des Kunststoffs in einfacher Weise das jeweilige Kühlelement an zugehörigen Batteriegehäuse fixiert werden.A particularly simple assembly of the respective cooling element on the battery housing results in a further embodiment of the invention if the respective cooling element is inserted into the receiving opening of the respective battery housing by means of a mechanical connection, in particular a latching connection. Thus, after producing the battery housing and cooling the plastic, the respective cooling element can be fixed to the associated battery housing in a simple manner.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das jeweilige Kühlelement über eine Klebverbindung an dem jeweiligen Batteriegehäuse angeordnet ist. die Klebverbindung wird dabei in vorteilhafter Ausgestaltung zusätzlich zu der mechanischen Verbindung vorgesehen, um Beispielsweise das Batteriegehäuse in diesem Bereich abzudichten. Hierbei könnte anstelle eines Klebers auch ein anderes Dichtungsmittel zum Einsatz kommen. Prinzipiell wäre es denkbar, das Kühlelement auch lediglich über die Klebverbindung in die zugehörige Aufnahmeöffnung einzusetzen. A further advantageous embodiment of the invention provides that the respective cooling element is arranged on the respective battery housing via an adhesive connection. In an advantageous embodiment, the adhesive connection is provided in addition to the mechanical connection, for example to seal the battery housing in this area. Instead of an adhesive, another sealant could also be used. In principle, it would be conceivable to simply insert the cooling element into the associated receiving opening via the adhesive connection.
Schließlich hat sich eine Ausführungsform der Erfindung als vorteilhaft gezeigt, bei der das jeweilige Batteriegehäuse zugehörige Befestigungselemente zur Befestigung jeweiliger Leitungen oder dergleichen Bauelemente der Kühleinrichtung aufweist. Somit können neben den Kühlelementen auch andere Komponenten wie beispielsweise Zuführungsleitungen in einfacher Weise an dem jeweiligen Batteriegehäuse befestigt werden.Finally, an embodiment of the invention has proven to be advantageous in which the respective battery housing has associated fastening elements for fastening respective lines or similar components of the cooling device. In addition to the cooling elements, other components such as supply lines can therefore be easily attached to the respective battery housing.
Die vorstehend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batterie beschriebenen Vorteile gelten ebenso für das erfindungsgemäße Batteriegehäuse gemäß Patentanspruch 7 sowie den Kraftwagen gemäß Patentanspruch 8.The advantages described above in connection with the battery according to the invention also apply to the battery housing according to the invention according to
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
-
1 eine perspektivische Explosionsdarstellung auf die wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen Batterie gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform, -
2 eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht auf die im Vorderwagen eines Kraftwagens eingebaute Batterie gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform, -
3 eine Perspektivansicht auf ein Bodenelement und ein Deckelelement eines der Batteriegehäuse der erfindungsgemäßen Batterie, -
4 jeweilige Perspektivansichten der Batterie gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform, bei der eine Mehrzahl von Batteriegehäusen, in welchen jeweils eine Mehrzahl von Batteriemodulen aufgenommen sind, in einem Stapel übereinander angeordnet und untereinander verbunden sind, -
5 eine Schnittansicht durch den Stapel übereinander angeordneter Batteriegehäuse der Batterie gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform, -
6 eine ausschnittsweise und vergrößerte, schematische Schnittansicht auf ein Bodenelement und ein Deckelelement jeweils übereinander angeordneter Batteriegehäuse, wobei jedes der Bauteile jeweilige Steckverbindungselemente umfasst, über welche die benachbarten Batteriegehäuse relativ zueinander positionierbar und gegenseitig in Schubrichtung abstützbar sind, -
7 eine ausschnittsweise und vergrößerte Schnittansicht auf jeweilige, einander benachbarte Batteriegehäuse im Bereich eines Verbindungselements, mittels welchem einerseits ein Batteriemodul innerhalb des zugehörigen Batteriegehäuses fixierbar und andererseits das Batteriegehäuse mit dem darunter angeordneten, benachbarten Batteriegehäuse verbindbar ist, -
8 eine Perspektivansicht auf eine Grundplatte eines Schutzgehäuses des Stapels von Batteriegehäusen, in dessen Eckbereich jeweilige Zuganker zur Halterung des Stapels der Batteriegehäuse bzw. des Schutzgehäuses vorgesehen sind, -
9 eine Perspektivansicht sowie eine Schnittansicht des Schutzgehäuses, innerhalb welchem der Stapel von Batteriegehäusen aufgenommen ist, -
10 eine perspektivische Schnittansicht durch den Stapelvon Batteriegehäusen gemäß 4 , wobei zwischen einem jeweiligen Deckelement und einem angrenzenden Bodenelement jeweiliger Batteriegehäuse eine Lage von Kühlelementen der Kühleinrichtung angeordnet ist, welche in jeweilige Aufnahmeöffnungen in der Bodenplatte des Bodenelements integriert sind und auf welchen ein jeweiliges Batteriemodul mit seiner Unterseite angeordnet ist, -
11 eine vergrößerte Perspektivansicht sowie eine vergrößerte Schnittansicht auf ein jeweiliges Deckelement und ein angrenzendes Bodenelement jeweiliger Batteriegehäuse mit dem der zugehörigen Aufnahmeöffnung in der Bodenplatte des Bodenelements integrierten Kühlelement der Kühleinrichtung, auf welchem ein jeweiliges Batteriemodul mit seiner Unterseite ruht, -
12 jeweilige schematische Schnittansichten möglicher Verbindungen, über welche das Kühlelement der Kühleinrichtung in die zugehörige Aufnahmeöffnung eingesetzt ist, -
13 jeweilige schematische Schnittansichten möglicher Verbindungen, über welche neben dem Kühlelement der Kühleinrichtung auch eine entsprechende Versorgungsleitung in die zugehörige Aufnahmeöffnung eingesetzt ist.
-
1 a perspective exploded view of the essential components of the battery according to the invention according to an advantageous embodiment, -
2 a schematic and partial sectional view of the battery installed in the front of a motor vehicle according to an advantageous embodiment, -
3 a perspective view of a base element and a cover element of one of the battery housings of the battery according to the invention, -
4 respective perspective views of the battery according to an advantageous embodiment, in which a plurality of battery housings, in which a plurality of battery modules are accommodated, are arranged in a stack one above the other and connected to one another, -
5 a sectional view through the stack of battery housings arranged one above the other of the battery according to an advantageous embodiment, -
6 a detail and enlarged, schematic sectional view of a base element and a cover element of battery housings arranged one above the other, each of the components comprising respective plug-in connecting elements, via which the adjacent battery housings can be positioned relative to one another and can be mutually supported in the pushing direction, -
7 a partial and enlarged sectional view of respective, adjacent battery housings in the area of a connecting element, by means of which, on the one hand, a battery module can be fixed within the associated battery housing and, on the other hand, the battery housing can be connected to the adjacent battery housing arranged underneath, -
8th a perspective view of a base plate of a protective housing of the stack of battery housings, in the corner area of which respective tie rods are provided for holding the stack of battery housings or the protective housing, -
9 a perspective view and a sectional view of the protective housing within which the stack of battery housings is accommodated, -
10 a perspective sectional view through the stack ofbattery cases 4 , wherein a layer of cooling elements of the cooling device is arranged between a respective cover element and an adjacent base element of each battery housing, which are integrated into respective receiving openings in the base plate of the base element and on which a respective battery module is arranged with its underside, -
11 an enlarged perspective view and an enlarged sectional view of a respective cover element and an adjacent base element of each battery housing with the cooling element of the cooling device integrated into the associated receiving opening in the base plate of the base element, on which a respective battery module rests with its underside, -
12 respective schematic sectional views of possible connections via which the cooling element of the cooling device is inserted into the associated receiving opening, -
13 respective schematic sectional views of possible connections, via which, in addition to the cooling element of the cooling device, a corresponding supply line is also inserted into the associated receiving opening.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that can be viewed independently of one another, which also develop the invention independently of one another and are therefore to be viewed as part of the invention individually or in a combination other than that shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are each provided with the same reference numerals.
In
Die Ausgangsspannung der gesamten Batterie B ist demnach größer als die der jeweiligen Batteriemodule 1, welche entsprechend miteinander verschaltet sind.The output voltage of the entire battery B is therefore greater than that of the
Weiterhin umfasst die Batterie B eine im Weiteren noch näher beschriebene Kühleinrichtung 6, innerhalb welcher ein Kühlmittel zirkuliert. Die Kühleinrichtung 6 umfasst dabei eine Mehrzahl von flachen Kühlelementen beziehungsweise Kühlleitungen 7, von welchen jeweils vier auf einer gemeinsamen Ebene beziehungsweise in einer Ebene verlaufen. Die Kühlelemente beziehungsweise Kühlleitungen 7 verlaufen dabei auf im Weiteren noch näher beschriebene Weise jeweils unterseitig des zugehörigen Batteriemoduls 1 beziehungsweise unterseitig der jeweiligen Lage 2, 3, 4, 5 von Batteriemodulen 1.Furthermore, the battery B comprises a cooling device 6, described in more detail below, within which a coolant circulates. The cooling device 6 comprises a plurality of flat cooling elements or
Die jeweilige Lage 2, 3, 4, 5 von Batteriemodulen 1 ist dabei innerhalb eines jeweils zugeordneten Batteriegehäuses 8 aufgenommen, wie eines davon in
Der Stapel 13 der Batteriegehäuse 8 mit der Kühleinrichtung 6 ist in einem Schutzgehäuse 14 aufgenommen, welches in
Aus
Das jeweilige Batteriegehäuse 8 beziehungsweise dessen Einzelteile, im vorliegenden Fall das Bodenelement 9 und das Deckelelement 10, sind aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, gebildet und zum Beispiel in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Die Verwendung von Kunststoff hat dabei nicht nur den Vorteil einer einfachen und kostengünstigen Herstellung der formidentisch ausgebildeten Batteriegehäuse 8, sondern es können auch in einfacher Weise Funktionselement wie beispielsweise Elemente/Rippen einer Versteifungsstruktur 23 und/oder Steckverbindungelemente 24 (
Die Versteifungsstruktur 23 mit den Rippen ist dabei insbesondere für entsprechende Lastfälle bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung vorgesehen. Die Flansche 11, 12 des Boden- und des Deckelelements 9, 10 sind beispielsweise in Standardgeometrie gebildet und über Schrauben miteinander verbunden.The stiffening
Des Weiteren ist aus
Auf seiner Rückseite weist der Stapel 13 von Batteriegehäusen 8 einen durchgehenden Kanal 27 auf, der das Innere der jeweiligen Batteriegehäuse 8 miteinander verbindet. Dieser wird durch eine in
Damit der gesamte Stapel 13 der Batteriegehäuse 8 dennoch in sich dicht ist, ist - wie dies aus der Schnittansicht durch den Stapel 13 gemäß
Über den Kanal 27 sind insbesondere die jeweiligen Lagen 2, 3, 4, 5 von Batteriemodulen 1 miteinander verschaltet. Hierbei kann beispielsweise ein leisten- oder stabartiger Leiter innerhalb des Kanals 27 verlaufen. Nicht benötigte Durchführungsöffnungen 29, beispielsweise unterseitig des untersten beziehungsweise oberseitig des obersten Batteriegehäuses 8 des Stapels 13, können beispielsweise durch einen Stopfen verschlossen worden.In particular, the
In
Nach unten hin schließt sich eine Schraubhülse 39 an, welche fest in den Kunststoff der Deckelplatte 33 des Deckelelements 10 integriert beziehungsweise vorliegend eingespritzt ist. In besagte Schraubhülse 39 ist das oben beschriebene Schraubelement eingeschraubt. Beim Anziehen des Schraubelements wird hierbei das Batteriemodul 1 nach unten gegen das Bodenelement 9 und gegen das Domteil 38 gespannt, welches sich seinerseits an der Deckelplatte 33 des Deckelelements 10 des darunter liegenden Batteriegehäuses 8 abstützt. Hierbei wird das Deckelelement 10 und das Batteriemodul 1 mittels des Domteils 38 relativ zur Deckelplatte 33 des Deckelelements 10 des darunter liegenden Batteriegehäuses 8 zentriert und fixiert.At the bottom there is a
Um eine Doppelpassung zu vermeiden ist hierbei ein Freiraum zwischen der Unterseite des Batteriemoduls 1 und der Bodenplatte 32 des Bodenelements 9 vorgesehen, welcher beispielsweise mit einem Füller ausgefüllt ist. Durch Anziehen des Schraubelements werden somit das Batteriemodul 1 mit dem Bodenelement 9 und auch dem Deckelelement 10 verspannt. Im vorliegenden Fall sind pro Stirnseite jedes Batteriemoduls 1 jeweils zwei Verbindungselemente 35 vorgesehen, also vorliegend insgesamt vier Verbindungselemente 35 pro Batteriemodul 1 und 16 Verbindungselemente 35 pro Lage 2, 3, 4, 5 von Batteriemodulen 1. Es ist jedoch klar, dass diese Anzahl je nach Ausführung, welche beispielsweise von der Anzahl der Lagen 2, 3, 4 ,5 oder der Größe des einzelnen Batteriegehäuses 8 abhängt, variieren kann.In order to avoid a double fit, a free space is provided between the underside of the
Schließlich zeigt
Die Seitenwände 16 beziehungsweise deren jeweilige Bauteile 17, 18 sind vorliegend aus Blechen auf Aluminium- oder Stahllegierungs-Basis hergestellt und beispielsweise in den Ecken auf Gehrung verbunden. In den Ecken können zusätzlich Leisten oder dergleichen als Lastverteiler eingesetzt werden. Die Seitenwände 16 können zur Vormontage insbesondere an nicht erkennbaren Befestigungselementen, beispielsweise Rastpins oder dergleichen, am Stapel 13 der Batteriegehäuse 8 vorbefestigt werden, welche beispielsweise im Kunststoff das jeweiligen Batteriegehäuses 8 angeformt oder dergleichen angeordnet sind. Hierdurch können die Seitenwände 14 und gegebenenfalls auch der Deckel 19 zunächst am Stapel 13 befestigt und anschließend untereinander verbunden werden. Mittels der im Zusammenhang mit
Es ist klar, dass das Schutzgehäuse 14 auch mit anderen Plattenelementen aus verschiedensten Werkstoffen und in unterschiedlichen Bauformen gebildet werden kann.It is clear that the
Eine vergrößerte Perspektivansicht sowie eine vergrößerte Schnittansicht gemäß
Darüber hinaus ist aus der unteren Darstellung von
Anhand der
Um dabei insbesondere eine entsprechende Abdichtung im Bereich der Kühlelemente bzw. Kühlplatten 41 zu erreichen, ist zwischen diesen und der Bodenplatte 32 insbesondere eine Klebverbindung oder dergleichen Dichtung vorgesehen. Hierdurch kann die Dichtheit des Batteriegehäuses 8 gewährleistet werden. In einer alternativen Ausführungsform wäre es theoretisch auch denkbar, mittels der Klebverbindung, welche zur Abdichtung des jeweiligen Kühlelements bzw. der jeweiligen Kühlplatte 41 gegenüber der Bodenplatte 32 dient, auch zur Fixierung des Kühlelements bzw. der Kühlplatte 41 an dem Bodenelement 9 zu nutzen.In order to achieve a corresponding seal in the area of the cooling elements or cooling
Insgesamt ist somit erkennbar, dass die nachträglich am jeweiligen Batteriegehäuse 8 bzw. an dessen Bodenelement 9 fixierten Kühlplatten 41 enorme Vorteile bei der Herstellung bewirken, indem beispielsweise ein beim Abkühten des Kunststoffs entstehender Verzug nicht zu Spannungen zwischen dem Batteriegehäuse 8 und der jeweiligen Kühlplatte 41 führt. Dabei ist die Montage der jeweiligen Kühlplatten 41 insbesondere durch Rastverbindungen äußerst einfach und kostengünstig.Overall, it can be seen that the cooling
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