DE102018128975A1 - Battery housing of a traction battery - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Traktionsbatterie, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Batteriegehäuse, wobei das Batteriegehäuse wenigstens zwei Längsstreben sowie wenigstens zwei Querstreben aufweist, die derart miteinander verbunden sind, dass sie zusammen eine Aufnahme für wenigstens ein Batteriemodul bilden, wobei das Batteriemodul eine Vielzahl von Batteriezellen aufweist, wobei die Traktionsbatterie, insbesondere das Batteriemodul, wenigstens ein, insbesondere im Wesentlichen plattenförmiges, Kraftübertragungselement zur Lastübertragung und/oder -begrenzung aufweist.The invention relates to a traction battery, in particular for a motor vehicle, with a battery housing, the battery housing having at least two longitudinal struts and at least two cross struts which are connected to one another in such a way that they together form a receptacle for at least one battery module, the battery module comprising a multiplicity of Has battery cells, wherein the traction battery, in particular the battery module, has at least one, in particular essentially plate-shaped, power transmission element for load transmission and / or limitation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Traktionsbatterie, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Batteriegehäuse, wobei das Batteriegehäuse wenigstens zwei Längsstreben sowie wenigstens zwei Querstreben aufweist, die derart miteinander verbunden sind, dass sie zusammen eine Aufnahme für wenigstens ein Batteriemodul bilden, wobei das Batteriemodul eine Vielzahl von Batteriezellen aufweist.The invention relates to a traction battery, in particular for a motor vehicle, with a battery housing, the battery housing having at least two longitudinal struts and at least two transverse struts which are connected to one another in such a way that they together form a receptacle for at least one battery module, the battery module comprising a multiplicity of Has battery cells.

Derartige Traktionsbatterien sind bereits hinlänglich bekannt. Da Kraftfahrzeuge zunehmend wenigstens teilweise elektrisch angetrieben werden, beispielsweise in Form von E-Fahrzeugen oder Hybridfahrzeugen, werden zunehmend große Traktionsbatterien in den Fahrzeugen verbaut. Im Crashfall müssen derartige Batterien besonders geschützt werden, da beispielsweise aus beschädigten Batteriezellen Elektrolyte auslaufen können.Such traction batteries are already well known. Since motor vehicles are increasingly at least partially electrically powered, for example in the form of electric vehicles or hybrid vehicles, large traction batteries are increasingly being installed in the vehicles. In the event of a crash, batteries of this type must be specially protected, since electrolytes can leak from damaged battery cells, for example.

Daher bestehen bestimmte Anforderungen an die Crashsicherheit der die Batteriemodule aufnehmenden Batteriegehäuse. Gleichzeitig wird jedoch ein möglichst geringes Gesamtgewicht des Fahrzeugs angestrebt. Um die Batteriemodule der Batterien vor crashinduzierten Beschädigungen zu schützen und gleichzeitig ein möglichst geringes Gewicht der gesamten Traktionsbatterie zu bewahren, sind aus dem Stand der Technik verschiedene Lösungen bekannt. So wird beispielsweise in der DE 10 2016 110 787A1 der Anmelderin vorgeschlagen, an den Innenseiten der Längsstreben Deformationselemente vorzusehen, welche Deformationsräume zwischen den Batteriemodulen und den Längsstreben ausbilden. Somit kann Crashenergie teilweise absorbiert werden. Wenn jedoch die Crashenergie derart hoch ist, dass die Deformationsräume eliminiert werden, wird die restliche Crashenergie von den Batteriemodulen bzw. deren Batteriezellen aufgenommen, wodurch diese beschädigt werden können.Therefore, there are certain requirements for the crash safety of the battery housing that holds the battery modules. At the same time, however, the lowest possible overall weight of the vehicle is aimed for. In order to protect the battery modules of the batteries from crash-induced damage and at the same time to keep the weight of the entire traction battery as low as possible, various solutions are known from the prior art. For example, in the DE 10 2016 110 787A1 proposed to the applicant to provide deformation elements on the inner sides of the longitudinal struts which form deformation spaces between the battery modules and the longitudinal struts. Crash energy can thus be partially absorbed. However, if the crash energy is so high that the deformation spaces are eliminated, the remaining crash energy is absorbed by the battery modules or their battery cells, which can damage them.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, eine Traktionsbatterie anzugeben, welche hinsichtlich der Crashsicherheit weiter verbessert ist.Against this background, the task arises of specifying a traction battery which is further improved in terms of crash safety.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Traktionsbatterie, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Diese Traktionsbatterie umfasst ein Batteriegehäuse, welches wiederum wenigstens zwei Längsstreben sowie wenigstens zwei Querstreben aufweist, die derart miteinander verbunden sind, dass sie zusammen eine Aufnahme für wenigstens ein Batteriemodul bilden, wobei das Batteriemodul eine Vielzahl von Batteriezellen aufweist. Vorzugsweise sind die Längsstreben und/oder die Querstreben aus Aluminium, insbesondere als Strangpressteil, gefertigt. Das Batteriegehäuse ist dabei insbesondere derart zum Einbau in das Kraftfahrzeug bestimmt, dass die Längsstreben parallel zu einer Längsrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Batteriegehäuse eine Bodenplatte, die insbesondere mit den Längsstreben und/oder Querstreben form-, kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden ist. Die Querstreben und die Längsstreben sind vorzugsweise miteinander form-, kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt.To achieve the object, a traction battery, in particular for a motor vehicle, is proposed with the features of claim 1. This traction battery comprises a battery housing, which in turn has at least two longitudinal struts and at least two cross struts, which are connected to one another in such a way that they together form a receptacle for at least one battery module, the battery module having a multiplicity of battery cells. The longitudinal struts and / or the cross struts are preferably made of aluminum, in particular as an extruded part. The battery housing is in particular intended for installation in the motor vehicle in such a way that the longitudinal struts are aligned parallel to a longitudinal direction of the motor vehicle. According to a preferred embodiment, the battery housing comprises a base plate, which is connected to the longitudinal struts and / or cross struts in a form-fitting, force-fitting and / or material-locking manner. The cross struts and the longitudinal struts are preferably connected to one another in a form-fitting, non-positive and / or materially, in particular welded.

Erfindungsgemäß weist das Batteriemodul nun wenigstens ein, insbesondere im Wesentlichen plattenförmiges, Kraftübertragungselement zur Lastübertragung und/oder -begrenzung auf. Hierdurch wird es vorteilhafterweise ermöglicht, dass auch das Batteriemodul als solches Crashenergie aufnehmen, verteilen und/oder begrenzen kann. Vorzugsweise ist das Kraftübertragungselement derart vorgesehen, dass es durch Energieeintrag verformt wird, besonders bevorzugt derart, dass die crashinduzierte Last wenigstens teilweise in das Batteriegehäuse, insbesondere in die Längs- und/oder Querstreben, eingeleitet wird.According to the invention, the battery module now has at least one, in particular essentially plate-shaped, power transmission element for load transmission and / or limitation. This advantageously enables the battery module as such to absorb, distribute and / or limit crash energy. The force transmission element is preferably provided in such a way that it is deformed by the introduction of energy, particularly preferably in such a way that the crash-induced load is at least partially introduced into the battery housing, in particular into the longitudinal and / or transverse struts.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere in Längsrichtung nebeneinander und parallel angeordnete Batteriemodule durch quer zu den Längsstreben vorgesehene Querstreben und/oder Modulspangen voneinander beabstandet sind. Hierdurch wird die Crashsicherheit vorteilhafterweise weiter erhöht, da die Eigenstabilität des Gehäuses durch zusätzliche Querstreben erhöht wird.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that a plurality of battery modules arranged next to one another and in parallel in the longitudinal direction are spaced apart from one another by transverse struts and / or module clips provided transversely to the longitudinal struts. In this way, the crash safety is advantageously increased further, since the inherent stability of the housing is increased by additional cross struts.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass innerhalb des Batteriegehäuses angeordnete Querstreben über Deformationselemente mit den Längsstreben verbunden sind, wobei die Deformationselemente insbesondere derart vorgesehen sind, dass im Bereich der Deformationselemente Deformationsräume zwischen den Batteriemodulen und den Längsstreben und/oder Querstreben ausgebildet sind. Besonders bevorzugt ist ein Deformationselement derart ausgebildet, dass bei dessen Verformung wenigstens eine Lasteinleitungsfläche vergrößert wird. Hierdurch wird in besonders vorteilhafter Weise ein definierter Leerraum zur Verfügung gestellt, der zur Verformung genutzt werden kann, wodurch Crashenergie abgebaut werden kann und die Batteriemodule vor Beschädigung geschützt werden.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that cross struts arranged within the battery housing are connected to the longitudinal struts via deformation elements, the deformation elements being provided in particular in such a way that deformation spaces are formed in the region of the deformation elements between the battery modules and the longitudinal struts and / or cross struts . A deformation element is particularly preferably designed in such a way that when it is deformed, at least one load introduction area is enlarged. This provides a defined empty space in a particularly advantageous manner, which can be used for the deformation, as a result of which crash energy can be reduced and the battery modules are protected from damage.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kraftübertragungselement im Wesentlichen die Form einer Batteriezelle aufweist und insbesondere eine Batteriezelle des Batteriemoduls ersetzt. Vorzugsweise ist das Kraftübertragungselement derart ausgebildet, dass es gleichzeitig als Tragstruktur für elektrische Komponenten dient. Hierdurch wird vorteilhafterweise eine in das Batteriemodul integrierte Lastübertragung und/oder -verteilung realisiert. Selbst falls also beispielsweise die durch die Deformationselemente bereitgestellte Energieabsorption nicht ausreichen sollte, kann eine Beschädigung der Batteriemodule verhindert werden. Dadurch, dass das Kraftübertragungselement batteriezellenförmig ausgebildet ist, kann das Kraftübertragungselement ohne konstruktive Schwierigkeiten in das Batteriemodul integriert werden. So ragt es beispielsweise nicht über die übrigen Batteriezellen hinaus und/oder muss nicht mit dem Batteriegehäuse verbunden werden.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the force transmission element essentially has the shape of a battery cell and in particular replaces a battery cell of the battery module. The force transmission element is preferably designed such that it is simultaneously used as a support structure for electrical Components. This advantageously realizes a load transmission and / or distribution integrated in the battery module. Even if, for example, the energy absorption provided by the deformation elements should not be sufficient, damage to the battery modules can be prevented. Because the force transmission element is battery cell-shaped, the force transmission element can be integrated into the battery module without constructive difficulties. For example, it does not protrude beyond the other battery cells and / or does not have to be connected to the battery housing.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kraftübertragungselement aus Aluminium, insbesondere als Strangpressteil, oder aus Kunststoff, insbesondere als Spritzgussteil, gefertigt ist und/oder dass das Kraftübertragungselement wenigstens teilweise ein schäumbares oder geschäumtes Material aufweist. Besonders bevorzugt ist das Kraftübertragungselement derart vorgesehen, dass es bei Krafteinwirkung verformbar ist. Dadurch kann Crashenergie absorbiert werden und zusätzlich ist es vorteilhafterweise möglich, dass das Kraftübertragungselement derart konstruktiv vorgesehen ist, dass durch die Verformung eine Verbindung zu dem Batteriegehäuse, insbesondere zu wenigstens einer Längs- und/oder Querstrebe, hergestellt wird, wodurch die Last besser in das stabile Gehäuse verteilt wird. Besonders bevorzugt ist das Kraftübertragungselement derart ausgebildet, dass es als Tragstruktur von elektrischen Komponenten und/oder als Modulabschlussplatte zur Aufnahme der durch Aufblähen der Batteriezellen induzierten Kräfte dient.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the force transmission element is made of aluminum, in particular as an extruded part, or of plastic, in particular as an injection molded part, and / or that the force transmission element at least partially has a foamable or foamed material. The force transmission element is particularly preferably provided such that it can be deformed when force is applied. As a result, crash energy can be absorbed and, in addition, it is advantageously possible for the force transmission element to be provided in such a way that the deformation creates a connection to the battery housing, in particular to at least one longitudinal and / or transverse strut, so that the load is better absorbed into the stable housing is distributed. The force transmission element is particularly preferably designed in such a way that it serves as a support structure for electrical components and / or as a module end plate for absorbing the forces induced by inflation of the battery cells.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kraftübertragungselement in eine Batteriezelle strukturintegriert ist. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass eine Batteriezelle die Funktion des Kraftübertragungselements übernimmt.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the force transmission element is structurally integrated in a battery cell. This advantageously makes it possible for a battery cell to take over the function of the power transmission element.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein erstes Kraftübertragungselement zur Lastbegrenzung ausgelegt ist und ein zweites Kraftübertragungselement zur Lastverteilung ausgelegt ist. Besonders bevorzugt sind das erste und das zweite Kraftübertragungselement im Wesentlichen formgleich ausgebildet. Insbesondere ist das erste Kraftübertragungselement derart angeordnet und/oder konstruktiv ausgelegt, dass es sich vorrangig zur Lastbegrenzung eignet, wobei das zweite Kraftübertragungselement derart angeordnet und/oder konstruktiv ausgelegt ist, dass es sich vorrangig zur Lastverteilung eignet. Das erste Kraftübertragungselement kann beispielsweise aus einem festen Schaum oder einem schäumbaren Material bestehen und kann somit Crashenergie absorbieren. Das zweite Kraftübertragungselement kann hingegen beispielsweise derart verformbar vorgesehen sein, dass durch die Verformung eine Verbindung zu einem Element des Batteriegehäuses, insbesondere einer Längs- und/oder Querstrebe, und/oder des Fahrzeugs hergestellt wird, so dass die crashinduzierte Last an dieses Element weitergeleitet und somit aus dem Batteriemodul abgeleitet wird.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that a first force transmission element is designed for load limitation and a second force transmission element is designed for load distribution. The first and the second force transmission element are particularly preferably of essentially the same shape. In particular, the first force transmission element is arranged and / or designed such that it is primarily suitable for load limitation, the second force transmission element being arranged and / or designed such that it is primarily suitable for load distribution. The first force transmission element can consist, for example, of a solid foam or a foamable material and can thus absorb crash energy. The second force transmission element, on the other hand, can, for example, be provided so that it can be deformed such that a connection to an element of the battery housing, in particular a longitudinal and / or transverse strut, and / or the vehicle is established, so that the crash-induced load is transmitted to this element and is thus derived from the battery module.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Kraftübertragungselement zwischen dem Batteriemodul und einer der Längsstreben und/oder Querstreben angeordnet ist. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass das Kraftübertragungselement ein Deformationselement unterstützt oder ersetzt und eine direkte Kraftbegrenzung von der Längs- bzw. Querstrebe auf das Batteriemodul begrenzt wird und/oder eine Kraftableitung von dem Batteriemodul auf die Längs- bzw. Querstrebe ermöglicht wird.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that at least one force transmission element is arranged between the battery module and one of the longitudinal struts and / or transverse struts. As a result, it is advantageously possible for the force transmission element to support or replace a deformation element and for a direct force limitation from the longitudinal or transverse strut to the battery module to be limited and / or for force to be diverted from the battery module to the longitudinal or transverse strut.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Kraftübertragungselement, insbesondere quer zu den Längsstreben, zwischen benachbarten Batteriemodulen angeordnet ist. Hierdurch ist es vorteilhafterweise möglich, eine Lastbegrenzung zwischen den Batteriemodulen zu realisieren. Somit kann die mögliche Beschädigung mehrere Module untereinander vermieden oder zumindest minimiert werden. Die Crashenergie, d.h. die Last, wird somit nicht zwischen Batteriemodulen übertragen, sondern vorher absorbiert bzw. dissipiert.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that at least one power transmission element, in particular transverse to the longitudinal struts, is arranged between adjacent battery modules. As a result, it is advantageously possible to implement a load limitation between the battery modules. This means that possible damage to several modules can be avoided or at least minimized. The crash energy, i.e. the load is therefore not transferred between battery modules, but is previously absorbed or dissipated.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Batteriegehäuse in dem Kraftfahrzeug strukturintegriert ist. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass das Batteriegehäuse direkt in das Kraftfahrzeug integriert ist, was eine vorteilhafte Auslegung der Traktionsbatterie ermöglicht. Alternativ wird das Batteriegehäuse separat bereitgestellt und in das Kraftfahrzeug eingesetzt und dort mit dem Kraftfahrzeug verbunden.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the battery housing is structurally integrated in the motor vehicle. This advantageously makes it possible for the battery housing to be integrated directly into the motor vehicle, which enables the traction battery to be advantageously designed. Alternatively, the battery housing is provided separately and inserted into the motor vehicle and connected there to the motor vehicle.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Traktionsbatterie wenigstens zwei nebeneinander angeordnete Batteriemodule umfasst, wobei jedes Batteriemodul wenigstens ein Kraftübertragungselement aufweist, wobei die Kraftübertragungselemente derart ausgebildet und/oder angeordnet sind, dass eines der Kraftübertragungselemente nach einer definierten Deformation blockiert und das andere Kraftübertragungselement aktiviert wird. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass die Struktur der Batteriemodule auch im Crashfall nach Möglichkeit erhalten bleibt und eine Lastverteilung über alle benachbarten Module stattfindet, so dass nicht ein einzelnes Batteriemodul die gesamten unfallbedingten Kräfte bzw. Lasten aufnehmen muss.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the traction battery comprises at least two battery modules arranged next to one another, each battery module having at least one power transmission element, the power transmission elements being designed and / or arranged such that one of the power transmission elements blocks after a defined deformation and the other Power transmission element is activated. This advantageously ensures that the structure of the battery modules is retained as far as possible even in the event of a crash and that a load is distributed over all adjacent modules, so that a single battery module does not have to absorb the entire forces or loads caused by the accident.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit einer Traktionsbatterie, wobei die Traktionsbatterie in einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse angeordnet ist. Another object of the invention is a motor vehicle with a traction battery, the traction battery being arranged in a battery housing according to the invention.

Bei einem solchen, erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug können dieselben Vorteile erreicht werden, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse beschrieben worden sind.With such a motor vehicle according to the invention, the same advantages can be achieved as have already been described in connection with the battery housing according to the invention.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert werden Hierin zeigt:

  • 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Traktionsbatterie;
  • 2 eine Detailansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Traktionsbatterie;
  • 3 die in 2 markierte Detailansicht eines Deformationselements gemäß einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Traktionsbatterie;
  • 4 einen Ausschnitt einer Traktionsbatterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
  • 5 die in 4 markierte Detailansicht eines Deformationselements gemäß einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Traktionsbatterie;
  • 6 eine Detailansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Traktionsbatterie.
Further details and advantages of the invention will be explained below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings.
  • 1 an embodiment of a traction battery according to the invention;
  • 2nd a detailed view of an embodiment of a traction battery according to the invention;
  • 3rd in the 2nd marked detailed view of a deformation element according to an embodiment of a traction battery according to the invention;
  • 4th a section of a traction battery according to an exemplary embodiment;
  • 5 in the 4th marked detailed view of a deformation element according to an embodiment of a traction battery according to the invention;
  • 6 a detailed view of an embodiment of a traction battery according to the invention.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Traktionsbatterie 1 dargestellt. Eine solche Traktionsbatterie 1 ist üblicherweise eine Hochspannungsbatterie. Die Traktionsbatterie 1 umfasst dabei zwei Längsstreben 2, die parallel zueinander angeordnet sind, sowie zwei Querstreben 3, die hier im rechten Winkel zu den Längsstreben 2 angeordnet sind und mit diesen form-, kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden sind. Hier bestehen die Längs- und Querstreben 2, 3 beispielsweise aus Aluminiumstrangpressteilen, die vorzugsweise miteinander verschweißt sind. Somit wird bei vergleichsweise geringem Gewicht ein stabiles Batteriegehäuse bereitgestellt, welches eine Aufnahme für wenigsten eines, vorliegend 16, Batteriemodule 4 bietet. Die Batteriemodule 4 sind dabei im Wesentlichen identisch zueinander ausgebildet und umfassen wiederum eine Vielzahl von erneut im Wesentlichen identischen Batteriezellen 5. Diese sind hier plattenförmig ausgebildet und werden hochkant nebeneinander gestapelt.In 1 is an embodiment of a traction battery according to the invention 1 shown. Such a traction battery 1 is usually a high voltage battery. The traction battery 1 includes two longitudinal struts 2nd , which are arranged parallel to each other, and two cross struts 3rd which here at right angles to the longitudinal struts 2nd are arranged and are positively, non-positively and / or materially connected to them. Here are the longitudinal and transverse struts 2nd , 3rd for example made of extruded aluminum, which are preferably welded together. Thus, with a comparatively low weight, a stable battery housing is provided, which holds at least one, in the present case 16, battery modules 4th offers. The battery modules 4th are essentially identical to one another and in turn comprise a multiplicity of again essentially identical battery cells 5 . These are plate-shaped here and are stacked upright next to each other.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst das Batteriegehäuse ferner eine hier nicht dargestellte Bodenplatte und/oder eine Deckelplatte, die die Traktionsbatterie 1 boden- bzw. deckelseitig abschließen. Somit ist die Traktionsbatterie 1 in alle Richtungen abgeschlossen.According to a further exemplary embodiment, the battery housing further comprises a base plate (not shown here) and / or a cover plate that holds the traction battery 1 Complete on the bottom or cover side. So the traction battery 1 completed in all directions.

Die Traktionsbatterie 1 kann dabei gemäß der Abbildung (ggf. einschließlich der oben erwähnten Deckel- und Bodenplatte) montiert und anschließend in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise einem ausschließlich elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug, einem sogenannten E-Fahrzeug, oder einem teilweise mit einem Verbrennungsmotor ausgestatteten Fahrzeug, einem sogenannten Hybridfahrzeug, angeordnet und befestigt werden. Alternativ ist das Batteriegehäuse direkt in das Kraftfahrzeug integriert und die Batteriemodule 4 werden in das integrierte Batteriegehäuse eingesetzt. In diesem Fall spricht man von einer strukturintegrierten Traktionsbatterie 1.The traction battery 1 can be mounted according to the illustration (possibly including the above-mentioned cover and base plate) and then in a motor vehicle, for example an exclusively electrically powered motor vehicle, a so-called e-vehicle, or a vehicle partially equipped with an internal combustion engine, a so-called hybrid vehicle, arranged and attached. Alternatively, the battery housing is integrated directly into the motor vehicle and the battery modules 4th are inserted into the integrated battery housing. In this case, one speaks of a structure-integrated traction battery 1 .

In 2 ist eine Detailansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Traktionsbatterie 1 dargestellt. Dabei ist ein Kopfabschnitt der Traktionsbatterie 1 mit einer Querstrebe 3 und vier Batteriemodulen 4 zu sehen. Eingezeichnet ist ein Ausschnitt, in dem ein Deformationselement 7 zwischen der Querstrebe und den Batteriemodulen 4 angeordnet ist. In 2nd is a detailed view of an embodiment of a traction battery according to the invention 1 shown. There is a head section of the traction battery 1 with a cross strut 3rd and four battery modules 4th to see. A section is drawn in which a deformation element 7 between the cross strut and the battery modules 4th is arranged.

In 3 ist die in 2 markierte Detailansicht eines Deformationselements 7 gemäß einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Traktionsbatterie 1 dargestellt. Deutlich ist zu erkennen, dass das Deformationselement 7 einen Deformationsraum zwischen der Querstrebe 3 und den Batteriemodulen 4 bereitstellt. Im Crashfall wird die Energie von dem Deformationselement 7 aufgenommen und der Deformationsraum wird zur Verformung genutzt, so dass die Crashenergie absorbiert wird, ohne dass die Crashenergie auf die Batteriemodule 4 übertragen wird.In 3rd is the in 2nd marked detailed view of a deformation element 7 according to an embodiment of a traction battery according to the invention 1 shown. It can be clearly seen that the deformation element 7 a deformation space between the cross strut 3rd and the battery modules 4th provides. In the event of a crash, the energy from the deformation element 7 recorded and the deformation space is used for deformation, so that the crash energy is absorbed without the crash energy on the battery modules 4th is transmitted.

In 4 ist ein Ausschnitt einer Traktionsbatterie 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt. Zu erkennen sind dabei zwischen den einzelnen Batteriemodulen 4 angeordnete Querstreben 3 bzw. Modulspangen. Zudem ist deutlich zu sehen, dass jedes der Batteriemodule 4 eine Vielzahl gleichartiger Batteriezellen 5 umfasst. Ferner sind am unteren linken Bildrand zwei Kraftübertragungselemente 6 abgebildet, wobei die Kraftübertragungselemente 6 zwischen der Längsstrebe 2 und dem Kopfende eines der Batteriemodule 4 angeordnet sind. Die Kraftübertragungselemente 6 sind im vorliegenden Fall beide plattenförmig ausgebildet, wobei ein erstes der Kraftübertragungselemente 6 zur Lastbegrenzung vorgesehen ist und ein zweites der Kraftübertragungselemente 6 zur Lastverteilung. Alternativ ist auch vorstellbar, dass ein Kraftübertragungselement 6 sowohl zur Lastbegrenzung als auch zur Lastverteilung vorgesehen ist.In 4th is a section of a traction battery 1 shown according to an exemplary embodiment. You can see between the individual battery modules 4th arranged cross struts 3rd or module clips. It can also be clearly seen that each of the battery modules 4th a large number of similar battery cells 5 includes. Furthermore, there are two power transmission elements at the bottom left of the picture 6 pictured, the power transmission elements 6 between the longitudinal strut 2nd and the head end of one of the battery modules 4th are arranged. The power transmission elements 6 are both plate-shaped in the present case, a first of the force transmission elements 6 is provided for load limitation and a second one of the power transmission elements 6 for load distribution. Alternatively, it is also conceivable that a Power transmission element 6 is provided both for load limitation and for load distribution.

Vorzugsweise ähneln die Kraftübertragungselemente 6 dabei in ihrer Form einer Batteriezelle 5. Sie können beispielsweise als Strangpressteil aus Aluminium, als Spritzgussteil aus Kunststoff und/oder als geschäumtes oder schäumbares Element ausgeführt sein. Im Crashfall unterstützen sie die Deformationselemente 7 in ihrer Funktion und ermöglichen es, die auftretenden Lasten von den Batteriezellen fernzuhalten, beispielsweise indem sie die Lasten in das Batteriegehäuse ableiten und/oder durch Deformation absorbieren.The power transmission elements are preferably similar 6 thereby in the form of a battery cell 5 . They can be designed, for example, as an extruded part made of aluminum, as an injection molded part made of plastic and / or as a foamed or foamable element. In the event of a crash, they support the deformation elements 7 in their function and make it possible to keep the loads occurring away from the battery cells, for example by diverting the loads into the battery housing and / or absorbing them by deformation.

In 5 ist die in 4 markierte Detailansicht eines Deformationselements 7 gemäß einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Traktionsbatterie 1 dargestellt. Hier ist zu sehen, dass das Deformationselement 7 zum einen die Verbindung zwischen einer Querstrebe 3 und der Längsstrebe 2 herstellt und zum anderen, dass durch die spezielle Formgebung des Deformationselements 7 ein Deformationsraum bereitgestellt wird. Das Crashverhalten des Deformationselements 7 ist konstruktiv einstellbar, wobei das Deformationselement 7 vor allem zur Erhöhung der Steifigkeit der Traktionsbatterie 1 vorgesehen ist. Vorliegend sind der besseren Übersichtlichkeit halber keine Batteriemodule 4 dargestellt.In 5 is the in 4th marked detailed view of a deformation element 7 according to an embodiment of a traction battery according to the invention 1 shown. It can be seen here that the deformation element 7 on the one hand the connection between a cross strut 3rd and the longitudinal strut 2nd manufactures and secondly that through the special shape of the deformation element 7 a deformation space is provided. The crash behavior of the deformation element 7 is structurally adjustable, the deformation element 7 especially to increase the rigidity of the traction battery 1 is provided. For the sake of clarity, there are no battery modules in the present case 4th shown.

In 6 ist eine Detailansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Traktionsbatterie 1 dargestellt. In der hier dargestellten Ausführungsform ist ein Deformationselement 7 zur Lastbegrenzung am oberen Rand der Darstellung zwischen der Querstrebe 3 und dem Batteriemodul 4 angeordnet. Ferner sind Kraftübertragungselemente 6 derart in den Batteriemodulen 4 angeordnet, dass sie eine Lastübertragung auf das Batteriegehäuse, beispielsweise auf eine nicht dargestellte Deckelplatte, ermöglichen. Dabei sind die Kraftübertragungselemente 6 vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie batteriezellenförmig gestaltet sind und eine Batteriezelle 5 des Batteriemoduls 4 ersetzen können, oder derart, dass die Struktur eines Kraftübertragungselements 6 in eine Batteriezelle 5 (Struktur)integriert ist.In 6 is a detailed view of an embodiment of a traction battery according to the invention 1 shown. In the embodiment shown here is a deformation element 7 to limit the load at the top of the illustration between the cross strut 3rd and the battery module 4th arranged. There are also power transmission elements 6 such in the battery modules 4th arranged that they enable a load transfer to the battery housing, for example, to a cover plate, not shown. The power transmission elements 6 preferably designed such that they are battery cell-shaped and a battery cell 5 of the battery module 4th Can replace, or such that the structure of a power transmission element 6 into a battery cell 5 (Structure) is integrated.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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Claims (11)

Traktionsbatterie (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Batteriegehäuse, wobei das Batteriegehäuse wenigstens zwei Längsstreben (2) sowie wenigstens zwei Querstreben (3) aufweist, die derart miteinander verbunden sind, dass sie zusammen eine Aufnahme für wenigstens ein Batteriemodul (4) bilden, wobei das Batteriemodul (4) eine Vielzahl von Batteriezellen (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktionsbatterie (1), insbesondere das Batteriemodul (4), wenigstens ein, insbesondere im Wesentlichen plattenförmiges, Kraftübertragungselement (6) zur Lastübertragung und/oder -begrenzung aufweist.Traction battery (1), in particular for a motor vehicle, with a battery housing, the battery housing having at least two longitudinal struts (2) and at least two cross struts (3) which are connected to one another in such a way that they together hold a receptacle for at least one battery module (4) form, the battery module (4) having a plurality of battery cells (5), characterized in that the traction battery (1), in particular the battery module (4), has at least one, in particular essentially plate-shaped, power transmission element (6) for load transmission and / or limit. Traktionsbatterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Batteriegehäuses angeordnete Querstreben (3) über Deformationselemente (7) mit den Längsstreben (2) verbunden sind, wobei die Deformationselemente (7) insbesondere derart vorgesehen sind, dass im Bereich der Deformationselemente (7) Deformationsräume zwischen den Batteriemodulen (4) und den Längsstreben (2) und/oder Querstreben (3) ausgebildet sind.Traction battery (1) Claim 1 , characterized in that transverse struts (3) arranged within the battery housing are connected to the longitudinal struts (2) via deformation elements (7), the deformation elements (7) being provided in particular in such a way that in the region of the deformation elements (7) deformation spaces between the battery modules (4) and the longitudinal struts (2) and / or cross struts (3) are formed. Traktionsbatterie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (6) im Wesentlichen die Form einer Batteriezelle (5) aufweist und insbesondere eine Batteriezelle (5) des Batteriemoduls (4) ersetzt.Traction battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the force transmission element (6) has essentially the shape of a battery cell (5) and in particular replaces a battery cell (5) of the battery module (4). Traktionsbatterie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (6) aus Aluminium, insbesondere als Strangpressteil, oder aus Kunststoff, insbesondere als Spritzgussteil, gefertigt ist und/oder dass das Kraftübertragungselement (6) wenigstens teilweise aus einem schäumbaren Material ausgeführt ist.Traction battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the force transmission element (6) is made of aluminum, in particular as an extruded part, or of plastic, in particular as an injection molded part, and / or that the force transmission element (6) is at least partially made of a foamable one Material is executed. Traktionsbatterie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (6) in eine Batteriezelle (5) strukturintegriert ist.Traction battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the force transmission element (6) is structurally integrated in a battery cell (5). Traktionsbatterie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Kraftübertragungselement (6) zur Lastbegrenzung ausgelegt ist und ein zweites Kraftübertragungselement (6) zur Lastverteilung ausgelegt ist.Traction battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a first power transmission element (6) is designed for load limitation and a second power transmission element (6) is designed for load distribution. Traktionsbatterie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kraftübertragungselement (6) zwischen dem Batteriemodul (4) und einer der Längsstreben (2) und/oder Querstreben (3) angeordnet ist.Traction battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one power transmission element (6) is arranged between the battery module (4) and one of the longitudinal struts (2) and / or transverse struts (3). Traktionsbatterie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kraftübertragungselement (6), insbesondere quer zu den Längsstreben (2), zwischen benachbarten Batteriemodulen (4) angeordnet ist.Traction battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one power transmission element (6), in particular transverse to the longitudinal struts (2), is arranged between adjacent battery modules (4). Traktionsbatterie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse in dem Kraftfahrzeug strukturintegriert ist.Traction battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery housing is structurally integrated in the motor vehicle. Traktionsbatterie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktionsbatterie (1) wenigstens zwei nebeneinander angeordnete Batteriemodule (4) umfasst, wobei jedes Batteriemodul (4) wenigstens ein Kraftübertragungselement (6) aufweist, wobei die Kraftübertragungselemente (6) derart ausgebildet und/oder angeordnet sind, dass eines der Kraftübertragungselemente (6) nach einer definierten Deformation blockiert und das andere Kraftübertragungselement (6) aktiviert wird.Traction battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the traction battery (1) comprises at least two battery modules (4) arranged next to one another, each battery module (4) having at least one power transmission element (6), the power transmission elements (6) being such are formed and / or arranged such that one of the force transmission elements (6) is blocked after a defined deformation and the other force transmission element (6) is activated. Kraftfahrzeug mit einer Traktionsbatterie (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Motor vehicle with a traction battery (1) according to one of the preceding claims.
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