DE102018117068A1 - Batteriemodul für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Batteriemodulgehäuse (30) und wenigstens ein Batteriezellenpaket (40, 41). Das Batteriezellenpaket (40, 41) ist in einer Montagerichtung (M1, M2) in das Batteriemodulgehäuse (30) eingeschoben. Das Batteriemodulgehäuse (30) umschließt das Batteriezellenpaket (40, 41) von vier Seiten und umfasst an zumindest einer der übrigen zwei Seiten eine Öffnung (32), durch welche hindurch das Batteriezellenpaket (40, 41) in Montagerichtung (M1, M2) in das Batteriemodulgehäuse (30) eingeschoben ist. Das Batteriemodul (20) umfasst eine Einführ-und Positionierungshilfe (60), die zum Einführen des Batteriezellenpakets (40, 41) in der Montagerichtung (M1, M2) und zum Positionieren des Batteriezellenpakets (40, 41) in der Öffnung (32) vor dem Einführen des Batteriezellenpakets (40, 41) in das Batteriemodulgehäuse (30) dient und wenigstens eine sich im Wesentlichen in Montagerichtung (M1, M2) erstreckende Kufe (62) umfasst.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul für ein Kraftfahrzeug. Das Batteriemodul kann ein Batteriemodul einer Kraftfahrzeugbatterie, insbesondere einer Kraftfahrzeugstraktionsbatterie sein.
- Aus dem Stand der Technik sind Batteriemodule bekannt, die ein Batteriemodulgehäuse und eine Vielzahl an elektrisch miteinander verschalteten Batteriezellen umfassen, welche in Form eines Batteriezellenpakets innerhalb des Batteriemodulgehäuses angeordnet sind.
- Die Batteriezellen können mittels metallischer Spannbänder vorgespannt werden, bevor diese in das Batteriemodulgehäuse eingesetzt werden, und anschließend innerhalb des Batteriemodulgehäuses elektrisch verschaltet werden. Durch diese Bauweise wird das Kühlen der Batteriezellen erschwert, der Bauraumbedarf des Batteriemoduls und die Herstellungskosten erhöht.
- Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Batteriemodul bereit zu stellen, welches geringe Herstellungskosten, einen geringen Bauraumbedarf und ein vermindertes Gewicht aufweist.
- Die Aufgabe wird durch ein Batteriemodul nach Anspruch 1 gelöst.
- Das erfindungsgemäße Batteriemodul umfasst ein Batteriemodulgehäuse und wenigstens ein Batteriezellenpaket. Das Batteriezellenpaket ist in einer Montagerichtung in das Batteriemodulgehäuse eingeschoben und umfasst wenigstens zwei elektrisch in Reihe geschaltete Batteriezellen. Das Batteriemodulgehäuse umschließt das Batteriezellenpaket von vier Seiten und umfasst an zumindest einer der übrigen zwei Seiten eine Öffnung, durch welche hindurch das Batteriezellenpaket in Montagerichtung in das Batteriemodulgehäuse eingeschoben ist. Das Batteriemodul umfasst eine Einführ-und Positionierungshilfe, die zum Einführen des Batteriezellenpakets in der Montagerichtung und zum Positionieren des Batteriezellenpakets in der Öffnung vor dem Einführen des Batteriezellenpakets in das Batteriemodulgehäuse dient. Die Einführ-und Positionierungshilfe umfasst wenigstens eine sich im Wesentlichen in Montagerichtung erstreckende Kufe umfasst.
- Durch diese Ausgestaltung und insbesondere durch das vier Seiten des Batteriezellenpakets umschließende Batteriemodulgehäuse wird ein Batteriemodul mit geringen Herstellungskosten, einem geringen Bauraumbedarf und vermindertem Gewicht bereitgestellt.
- Die Kufe kann in der Form eines Kunststoffbands hergestellt sein.
- Vorzugsweise werden die Batteriezellen im Inneren des Batteriezellenpakets vor dem Einschieben des Batteriezellenpakets in das Batteriemodulgehäuse elektrisch verschaltet.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung ist zwischen dem Batteriezellenpaket und dem Batteriemodulgehäuse und/oder zwischen den Batteriezellen ein Spalt gebildet, der zur Temperierung der Batteriezellen mit einem Wärmeleitmedium gefüllt ist. Dabei kann der Spalt so klein wie möglich gebildet sein, um eine effiziente Temperierung der Batteriezellen zu ermöglichen.
- Vorzugsweise umfasst das Batteriemodul wenigstens eine Kopfplatte, die nach dem Einschieben des Batteriezellenpakets zum Verschließen der Öffnung dient.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Einführ-und Positionierungshilfe wenigstens ein Bauteil, das an einem in Montagerichtung zuerst in die Öffnung einzuführenden Ende des Batteriezellenpakets angeordnet ist.
- Vorzugsweise weist das Bauteil eine Höhe auf, die kleiner oder gleich einer Höhe der Öffnung ist.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Bauteil eine Breite auf, die kleiner oder gleich einer Breite der Öffnung ist.
- Vorzugsweise weist das Bauteil eine Höhe auf, die größer oder gleich einer Höhe des Batteriezellenpakets ist.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Bauteil eine Breite auf, die größer oder gleich einer Breite des Batteriezellenpakets ist.
- Vorzugsweise umfasst das Bauteil eine Einführschräge und/oder eine Fase und/oder einen Radius zur Zentrierung des Batteriezellenpakets in der Öffnung.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Bauteil zumindest im Wesentlichen aus Kunststoff gefertigt.
- Vorzugsweise umfasst das Batteriemodul ferner wenigstens zwei Batteriezellenpakete, wobei jedes der Batteriezellenpakete mit dem Bauteil versehen ist, wobei das Bauteil mit einer elektrischen Hochvolt-Anschlusseinrichtung versehen ist, die einen elektrischen Anschluss zu dem Bauteil eines benachbarten Batteriezellenpakets herstellt.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung dient das Bauteil zum Schutz der elektrischen Hochvolt-Anschlusseinrichtung.
- Vorzugsweise ist die Kufe an dem Bauteil befestigt.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Einführ-und Positionierungshilfe eine sich im Wesentlichen parallel zur Montagerichtung erstreckende Nut, durch welche die Kufe beim Einführen des Batteriezellenpakets in die Öffnung in Montagerichtung gleitet und geführt wird.
- Vorzugsweise ist die Kufe im Wesentlichen aus Kunststoff gefertigt.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Einführ-und Positionierungshilfe wenigstens zwei Kufen, die an gegenüberliegenden Seiten des Batteriezellenpakets oder an gegenüberliegenden Seiten des Batteriemodulgehäuses angeordnet sind.
- Vorzugsweise umfasst die Einführ-und Positionierungshilfe wenigstens vier Kufen, die paarweise an gegenüberliegenden Seiten des Batteriezellenpakets oder an gegenüberliegenden Seiten des Batteriemodulgehäuses angeordnet sind.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Batteriemodul wenigstens zwei Batteriezellenpakete, nämlich ein erstes Batteriezellenpaket und ein zweites Batteriezellenpaket, wobei das Batteriemodulgehäuse wenigstens zwei Öffnungen umfasst, wobei das erste Batteriezellenpaket entlang einer ersten Montagerichtung durch eine der Öffnungen in das Batteriemodulgehäuse eingeschoben ist, wobei das zweite Batteriezellenpaket entlang einer zweiten Montagerichtung durch die andere Öffnung in das Batteriemodulgehäuse eingeschoben ist und wobei die zweite Montagerichtung entgegengesetzt zur ersten Montagerichtung verläuft.
- Einzelheiten und weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Batteriemoduls werden anhand des nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei veranschaulicht:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines anmeldungsgemäßen Batteriemoduls nach dem Ausführungsbeispiel. - Die Anmeldung betrifft ein Batteriemodul
20 für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Batteriemodulgehäuse30 und wenigstens ein Batteriezellenpaket40 ,41 . Das Batteriezellenpaket40 ,41 ist in einer MontagerichtungM1 ,M2 in das Batteriemodulgehäuse30 eingeschoben und umfasst wenigstens zwei elektrisch in Reihe geschaltete Batteriezellen. Das Batteriemodulgehäuse30 umschließt das Batteriezellenpaket40 ,41 von vier Seiten und umfasst an zumindest einer der übrigen zwei Seiten eine Öffnung32 , durch welche hindurch das Batteriezellenpaket40 ,41 in MontagerichtungM1 ,M2 in das Batteriemodulgehäuse30 eingeschoben ist. Das Batteriemodul20 umfasst eine Einführ-und Positionierungshilfe60 , die zum Einführen des Batteriezellenpakets40 ,41 in der MontagerichtungM1 ,M2 und zum Positionieren des Batteriezellenpakets40 ,41 in der Öffnung32 vor dem Einführen des Batteriezellenpakets40 ,41 in das Batteriemodulgehäuse30 dient. Die Einführ- und Positionierungshilfe60 umfasst wenigstens eine sich im Wesentlichen in MontagerichtungM1 ,M2 erstreckende Kufe62 . - Das Batteriemodul
20 nach dem Ausführungsbeispiel kann insgesamt zwei Batteriezellenpakete40 ,41 umfassen. Die Batteriezellenpakete40 ,41 können hintereinander im Inneren des Batteriemodulgehäuses30 angeordnet sein. - Das Batteriemodulgehäuse
30 kann eine einzige Öffnung32 umfassen und die Batteriezellenpakete40 ,41 können nacheinander und hintereinander durch dieselbe Öffnung32 in das Batteriemodulgehäuse30 eingeschoben sein. - Alternativ dazu kann das Batteriemodulgehäuse
30 zwei Öffnungen32 umfassen, wobei ein erstes Batteriezellenpaket40 entlang einer ersten MontagerichtungM1 durch eine der Öffnungen32 in das Batteriemodulgehäuse30 eingeschoben ist, wobei ein zweites Batteriezellenpaket41 entlang einer zweiten MontagerichtungM2 durch die andere Öffnung32 in das Batteriemodulgehäuse30 eingeschoben ist und wobei die zweite MontagerichtungM2 entgegengesetzt zur ersten MontagerichtungM1 verläuft. - Die Öffnung
32 oder die Öffnungen32 können jeweils nach dem Einführen der Batteriezellenpakete40 ,41 mittels einer Kopfplatte50 verschlossen sein. - Die Kopfplatte
50 kann aus Aluminium in Form eines Strangpressprofils gebildet sein. Das Batteriemodulgehäuse30 kann als ein einteiliges Aluminiumsstrangpressprofil gebildet sein. Das Batteriemodulgehäuse30 kann mit zwei Kammern34 ausgebildet sein, wobei die Kammern34 jeweils durch eine Trennwand36 voneinander getrennt sein können. Dabei kann jede Kammer34 jeweils eine Zelle des Batteriezellenpakets40 ,41 aufnehmen. - Die Kufe
62 kann über ihre gesamte Länge im eingeführten Zustand der Batteriezellenpakete40 ,41 einen konstanten Abstand zum Batteriemodulgehäuse30 aufweisen. - Die Kopfplatte
50 kann formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Batteriemodulgehäuse30 verbunden sein, vorzugsweise verschraubt oder verschweißt sein. - Die Einführ-und Positionierungshilfe
60 kann wenigstens ein Bauteil64 umfassen, das an einem in MontagerichtungM1 ,M2 zuerst in die Öffnung32 einzuführenden Ende42 des Batteriezellenpakets40 ,41 angeordnet ist. - Das Bauteil
64 kann eine Höhe aufweisen, die kleiner oder gleich einer Höhe der Öffnung32 ist und/oder eine Breite aufweisen, die kleiner oder gleich einer Breite der Öffnung32 ist. - Das Bauteil
64 kann ferner eine Höhe aufweisen, die größer oder gleich einer Höhe des Batteriezellenpakets40 ,41 ist und/oder eine Breite aufweisen, die größer oder gleich einer Breite des Batteriezellenpakets40 ,41 ist. - Das Bauteil
64 kann eine Einführschräge und/oder eine Fase und/oder einen Radius zur Zentrierung des Batteriezellenpakets40 ,41 in der Öffnung32 umfassen. - Das Bauteil
64 kann zumindest im Wesentlichen aus Kunststoff gefertigt sein. - Das Batteriemodul
20 kann ferner wenigstens zwei Batteriezellenpakete40 ,41 umfassen, wobei jedes der Batteriezellenpakete40 ,41 mit dem Bauteil64 versehen ist, wobei das Bauteil64 mit einer elektrischen Hochvolt-Anschlusseinrichtung versehen ist, die einen elektrischen Anschluss zu dem Bauteil64 eines benachbarten Batteriezellenpakets40 ,41 herstellt. Dabei kann das Bauteil64 vor versehentlichem Berühren der Hochvolt-Anschlusseinrichtung schützen. - Die Kufe
62 kann an dem Bauteil64 und/oder an dem Batteriezellenpaket40 ,41 befestigt sein. Alternativ kann die Kufe62 auch im Inneren des Batteriemodulgehäuses30 und im Wesentlichen parallel zur MontagerichtungM1 ,M2 verlaufen. - Die Einführ-und Positionierungshilfe
60 kann eine sich im Wesentlichen parallel zur Montagerichtung erstreckende Nut umfassen, durch welche die Kufe62 beim Einführen des Batteriezellenpakets40 ,41 in die Öffnung32 in MontagerichtungM1 ,M2 gleitet und geführt wird. Ist die Kufe62 an dem Bauteil64 und/oder an dem Batteriezellenpaket40 ,41 befestigt, so ist die Nut im Inneren des Batteriemodulgehäuses30 angeordnet. Ist die Kufe62 im Inneren des Batteriemodulgehäuses30 angeordnet, so kann die Nut an dem Bauteil64 und/oder an dem Batteriezellenpaket40 ,41 angeordnet sein. - Die Kufe
62 kann im Wesentlichen aus Kunststoff gefertigt sein. - Die Einführ-und Positionierungshilfe
60 kann wenigstens zwei Kufen62 umfassen, die an gegenüberliegenden Seiten des Batteriezellenpakets40 ,41 oder an gegenüberliegenden Seiten des Batteriemodulgehäuses30 angeordnet sind. Die Kufen62 verlaufen im Wesentlichen parallel zur MontagerichtungM1 ,M2 . Komplementär dazu können zwei parallel zur MontagerichtungM1 ,M2 verlaufende Nuten angeordnet sein, die entweder im Inneren des Batteriemodulgehäuses30 oder entlang des Batteriezellenpakets40 ,41 verlaufen. Die Einführ-und Positionierungshilfe60 kann wenigstens vier Kufen62 umfassen, die paarweise an gegenüberliegenden Seiten des Batteriezellenpakets40 ,41 oder an gegenüberliegenden Seiten des Batteriemodulgehäuses30 angeordnet sind. Komplementär dazu können vier parallel zur MontagerichtungM1 ,M2 verlaufende Nuten angeordnet sein, die entweder im Inneren des Batteriemodulgehäuses30 oder entlang des Batteriezellenpakets40 ,41 verlaufen. Dabei werden jeweils zwei Kufen62 und/oder jeweils zwei Nuten an einer Seite des Batteriezellenpakets40 ,41 und/oder an einer Seite des Batteriemodulgehäuses30 angeordnet. - Zwischen dem Batteriemodulgehäuse
30 und den Batteriezellenpaketen40 ,41 und/oder zwischen den einzelnen Batteriezellen der einzelnen Batteriezellenpakete40 ,41 kann ein Spalt ausgebildet sein, der mit Wärmeleitharz oder einem anderen Wärmeleitmedium gefüllt ist. - Ein Batteriezellpaket
40 ,41 kann beispielsweise aus zwei einzelnen Batteriezellen zusammengesetzt sein. Diese Batteriezellen können beispielsweise prismatische Batteriezellen sein. - Das Batteriemodulgehäuse
30 kann mit einer oder mehreren Kühlplatten38 , insbesondere an zwei gegenüberliegenden geschlossenen Seiten des Batteriemodulgehäuses30 versehen sein. Die Kühlplatten38 dienen zum Abführen der durch die Batteriezellen abgegebene Wärme. - Die Einführ-und Positionierungshilfe
60 , insbesondere die Kufen62 , das Bauteil64 und/oder die Nuten können zum Schutz der Batteriezellen und/oder der elektrischen Hochvolt-Anschlusseinrichtung beim Einführen der Batteriezellenpakete40 ,41 in das Batteriemodulgehäuse30 dienen. Die Kufen62 können ferner zum verspannen der Batteriezellen Pakete40 ,41 im Inneren des Batteriemodulgehäuses30 dienen. - Durch das anmeldungsgemäße Batteriemodul
20 kann ein beschädigungsfreies Einschieben der Batteriezellenpakete40 ,41 mit kleinen Toleranzabständen erfolgen. Ferner wird eine bessere Packageeffizienz erzielt. Das Gewicht des Batteriemoduls20 und die Herstellungskosten sind reduziert. Durch die Einführ-und Positionierungshilfe60 kann eine Verkleinerung des Spalts zwischen den Batteriezellenpaketen40 ,41 und dem Batteriemodulgehäuse30 erzielt werden, wodurch eine bessere Ableitung der Wärme erfolgen kann.
Claims (13)
- Batteriemodul für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Batteriemodulgehäuse (30) und wenigstens ein Batteriezellenpaket (40, 41), wobei das Batteriezellenpaket (40, 41) in einer Montagerichtung (M1, M2) in das Batteriemodulgehäuse (30) eingeschoben ist und wenigstens zwei elektrisch in Reihe geschaltete Batteriezellen umfasst, wobei das Batteriemodulgehäuse (30) das Batteriezellenpaket (40, 41) von vier Seiten umschließt und an zumindest einer der übrigen zwei Seiten eine Öffnung (32) umfasst, durch welche hindurch das Batteriezellenpaket (40, 41) in Montagerichtung (M1, M2) in das Batteriemodulgehäuse (30) eingeschoben ist, und wobei das Batteriemodul (20) eine Einführ-und Positionierungshilfe (60) umfasst, die zum Einführen des Batteriezellenpakets (40, 41) in der Montagerichtung (M1, M2) und zum Positionieren des Batteriezellenpakets (40, 41) in der Öffnung (32) vor dem Einführen des Batteriezellenpakets (40, 41) in das Batteriemodulgehäuse (30) dient und wenigstens eine sich im Wesentlichen in Montagerichtung (M1, M2) erstreckende Kufe (62) umfasst.
- Batteriemodul nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einführ-und Positionierungshilfe (60) wenigstens ein Bauteil (64) umfasst, das an einem in Montagerichtung (M1, M2) zuerst in die Öffnung (32) einzuführenden Ende (42) des Batteriezellenpakets (40, 41) angeordnet ist. - Batteriemodul nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (64) eine Höhe aufweist, die kleiner oder gleich einer Höhe der Öffnung (32) ist und/oder das Bauteil (64) eine Breite aufweist, die kleiner oder gleich einer Breite der Öffnung (32) ist. - Batteriemodul nach einem der
Ansprüche 2 oder3 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (64) eine Höhe aufweist, die größer oder gleich einer Höhe des Batteriezellenpakets (40, 41) ist und/oder das Bauteil (64) eine Breite aufweist, die größer oder gleich einer Breite des Batteriezellenpakets (40, 41) ist. - Batteriemodul nach einem der
Ansprüche 2 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (64) eine Einführschräge und/oder eine Fase und/oder einen Radius zur Zentrierung des Batteriezellenpakets (40, 41) in der Öffnung (32) umfasst. - Batteriemodul nach einem der
Ansprüche 2 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (64) zumindest im Wesentlichen aus Kunststoff gefertigt ist. - Batteriemodul nach einem der
Ansprüche 2 bis6 , gekennzeichnet durch wenigstens zwei Batteriezellenpakete (40, 41), wobei jedes der Batteriezellenpakete (40, 41) mit dem Bauteil (64) versehen ist, wobei das Bauteil (64) mit einer elektrischen Hochvolt-Anschlusseinrichtung versehen ist, die einen elektrischen Anschluss zu dem Bauteil (64) eines benachbarten Batteriezellenpakets (40, 41) herstellt. - Batteriemodul nach einem der
Ansprüche 2 bis6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kufe (62) an dem Bauteil (64) befestigt ist. - Batteriemodul nach einem der
Ansprüche 1 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einführ-und Positionierungshilfe (60) eine sich im Wesentlichen parallel zur Montagerichtung erstreckende Nut umfasst, durch welche die Kufe (62) beim Einführen des Batteriezellenpakets (40, 41) in die Öffnung (32) in Montagerichtung (M1, M2) gleitet und geführt wird. - Batteriemodul nach einem der
Ansprüche 1 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kufe (62) im Wesentlichen aus Kunststoff gefertigt ist. - Batteriemodul nach einem der
Ansprüche 1 bis10 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einführ-und Positionierungshilfe (60) wenigstens zwei Kufen (62) umfasst, die an gegenüberliegenden Seiten des Batteriezellenpakets (40, 41) oder an gegenüberliegenden Seiten des Batteriemodulgehäuses (30) angeordnet sind. - Batteriemodul nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einführ-und Positionierungshilfe (60) wenigstens vier Kufen (62) umfasst, die paarweise an gegenüberliegenden Seiten des Batteriezellenpakets (40, 41) oder an gegenüberliegenden Seiten des Batteriemodulgehäuses (30) angeordnet sind. - Batteriemodul nach einem der
Ansprüche 1 bis12 , gekennzeichnet durch wenigstens zwei Batteriezellenpakete (40, 41), nämlich ein erstes Batteriezellenpaket (40) und ein zweites Batteriezellenpaket (41), wobei das Batteriemodulgehäuse (30) wenigstens zwei Öffnungen (32) umfasst, wobei das erste Batteriezellenpaket (40) entlang einer ersten Montagerichtung (M1) durch eine der Öffnungen (32) in das Batteriemodulgehäuse (30) eingeschoben ist, wobei das zweite Batteriezellenpaket (41) entlang einer zweiten Montagerichtung (M2) durch die andere Öffnung (32) in das Batteriemodulgehäuse (30) eingeschoben ist und wobei die zweite Montagerichtung (M2) entgegengesetzt zur ersten Montagerichtung (M1) verläuft.
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