DE102019115471A1

DE102019115471A1 - Batteriemodul einer Traktionsbatterie und Verfahren zum Zusammenbau desselben

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Publication number: DE102019115471A1
Application number: DE102019115471.5A
Authority: DE
Inventors: Philipp Kellner; Sascha Mostofi; Jens Bohlien; Max Falk; Alexander Klausmann
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2019-06-07
Filing date: 2019-06-07
Publication date: 2020-12-10
Anticipated expiration: 2039-06-08
Also published as: CN112054135B; DE102019115471B4; US20200384868A1; CN112054135A; US11370309B2

Abstract

Batteriemodul (10) einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, mit einem an sich gegenüberliegenden Stirnseiten offenen und an den Stirnseiten verschließbaren Modulgehäuse (13), mit mehreren in dem Modulgehäuse (13) aufgenommenen Batteriezellen (14), die Batteriezellpakete (15) bilden, wobei mindestens ein erstes Batteriezellpaket (15) über eine erste der offenen, sich gegenüberliegenden Stirnseiten des Modulgehäuses (13) in das Modulgehäuse (13) eingesetzt ist, wobei mindestens ein zweites Batteriezellpaket (15) über eine zweite der offenen, sich gegenüberliegenden Stirnseiten des Modulgehäuses (13) in das Modulgehäuse (13) eingesetzt ist, mit mindestens einer Zentrierungseinrichtung (16), die in eine Öffnung (17) des Modulgehäuses (13) eingesetzt ist, wobei die mindestens eine Zentrierungseinrichtung (16) das mindestens eine erste Batteriezellpaket (15) und das mindestens eine zweite Batteriezellpaket (15) im Modulgehäuse (13) ausrichtet.

Description

Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriemodul einer Traktionsbatterie. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zusammenbau des Batteriemoduls.
Eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs dient der Speicherung elektrischer Energie. Die in der Traktionsbatterie gespeicherte Energie kann genutzt werden, um über eine elektrische Maschine an einem Abtrieb des Kraftfahrzeugs Antriebsleistung bereitzustellen.
Eine Traktionsbatterie verfügt typischerweise über mehrere Batteriemodule. Ein Batteriemodul einer Traktionsbatterie verfügt über ein an sich gegenüberliegenden Stirnseiten offenes und an den Stirnseiten verschließbares Modulgehäuse. Ferner verfügt ein Batteriemodul über mehrere Batteriezellen, die in dem Modulgehäuse aufgenommen sind. Die Batteriezellen können Batteriezellpakete ausbilden. Die Batteriezellen eines Batteriezellpakets sind elektrisch miteinander verschaltet. Ferner sind Batteriezellpakete eines Batteriemodules und mehrere Batteriemodule einer Traktionsbatterie elektrisch miteinander verschaltet.
Bislang bereitet die Ausrichtung der Batteriezellen bzw. Batteriezellpakete im Modulgehäuse eines Batteriemoduls Schwierigkeiten. Es besteht Bedarf an einem Batteriemodul, bei welchem im Modulgehäuse aufgenommene Batteriezellpakete im Modulgehäuse einfach und exakt ausgerichtet werden können.
Die DE 10 2012 012 891 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Verbindung von Batteriemodulen. Jedes Batteriemodul verfügt über Batteriezellen. An Stirnseiten von zu einem Batteriemodul zusammengefassten Batteriezellen sind Baugruppen mit Hohlprofil-Kanälen positioniert, in welche Zentrierelemente und Abstandshalter eingreifen.
Die DE 10 2013 218 038 A1 offenbart einen Batteriekasten für eine Traktionsbatterie. Der Batteriekasten dient der Aufnahme mehrerer Batteriemodule.
Aus der DE 10 2017 212 941 A1 ist ein Batteriepack mit mehreren Batteriemodulen bekannt. Jedes Batteriemodul verfügt über ein Gehäuse sowie im Gehäuse aufgenommene Batteriezellen. Die Gehäuse der einzelnen Batteriemodule können über Passvorsprünge und Passvertiefungen positioniert und aneinander befestigt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein neuartiges Batteriemodul einer Traktionsbatterie und ein Verfahren zum Zusammenbau desselben zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Batteriemodul einer Traktionsbatterie gemäß Anspruch 1 gelöst.
Das Batteriemodul weist ein an sich gegenüberliegenden Stirnseiten offenes und an den Stirnseiten verschleißbares Modulgehäuse auf.
Das Batteriemodul weist mehrere in dem Modulgehäuse aufgenommen Batteriezellen auf, die Batteriezellpakete bilden.
Mindestens ein erstes Batteriezellpaket ist über eine erste der offenen, sich gegenüberliegenden Stirnseiten des Modulgehäuses in dasselbe eingesetzt ist. Mindestens ein zweites Batteriezellpaket ist über eine zweite der offenen, sich gegenüberliegenden Stirnseiten des Modulgehäuses in dasselbe eingesetzt ist.
Das Batteriemodul weist mindestens eine Zentrierungseinrichtung auf, die in eine Öffnung des Modulgehäuses eingesetzt ist, wobei die mindestens eine Zentrierungseinrichtung das mindestens eine erste Batteriezellpaket und das mindestens eine zweite Batteriezellpaket im Modulgehäuse ausrichtet.
Beim erfindungsgemäßen Batteriemodul ist vorgesehen, dass an sie gegenüberliegenden offenen Stirnseiten des Modulgehäuses jeweils mindestens ein Batteriezellpaket in das Modulgehäuse eingeführt ist. Diese von unterschiedlichen Stirnseiten in das Modulgehäuse eingesetzten Batteriezellpakete sind über die mindestens eine Zentrierungseinrichtung, die in eine jeweilige Öffnung im Modulgehäuse eingesetzt ist, im Modulgehäuse ausgerichtet. Hiermit können die zu Batteriezellpaketen zusammengefassten Batteriezellen, die von sich gegenüberliegenden Stirnseiten aus im Modulgehäuse angeordnet sind, einfach und exakt zueinander ausgerichtet werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung richtet die oder die jeweilige Zentrierungseinrichtung das mindestens eine erste Batteriezellpaket und das mindestens eine zweite Batteriezellpaket im Modulgehäuse zumindest in Einführrichtung und vorzugsweise auch quer zur Einführrichtung der Batteriezellpakete in das Modulgehäuse zueinander aus. Dies ist für eine exakte Ausrichtung der Batteriezellpakete in unterschiedlichen Richtungen bevorzugt.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die jeweilige Zentrierungseinrichtung in einer Richtung, die senkrecht zur Einführrichtung der Batteriezellpakete in das Modulgehäuse verläuft, in die jeweilige Öffnung eingesetzt. Dies erlaubt eine flexible Handhabung der Zentrierungseinrichtungen dergestalt, dass die jeweilige Zentrierungseinrichtung sowohl vor dem Einsetzen der Batteriezellpakete in das Modulgehäuse als auch nach dem Einsetzen der Batteriezellpakete in das Modulgehäuse in die jeweilige Öffnung eingesetzt werden kann, um so die Batteriezellpakete auszurichten.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist jedes Batteriezellpaket Trägerplatten auf, die das jeweilige Batteriezellpaket an Stirnseiten desselben begrenzen. Die Trägerplatten nehmen Hochvoltanschlüsse auf, über welche die Batteriezellpakete elektrisch verschaltbar sind.
Die jeweilige Zentrierungseinrichtung steht mit aneinander angrenzenden Trägerplatten und/oder den von den aneinander angrenzenden Trägerplatten aufgenommenen Hochvoltanschlüssen in Wirkverbindung, um die Trägerplatten und/oder die Hochvoltanschlüsse auszurichten. Diese Weiterbildung der Erfindung ist besonders vorteilhaft. Die jeweilige Zentrierungseinrichtung richtet einerseits die Batteriezellpakete an ihren Trägerplatten und andererseits die Hochvoltanschlüsse der Batteriezellpakete aus. So ist es nachfolgend möglich, einzelne Batteriezellpakete vorteilhaft elektrisch miteinander zu verschalten.
Vorzugsweise weist die jeweilige Zentrierungseinrichtung einen rahmenartigen Grundkörper mit äußeren Streben und inneren Streben auf, wobei erste Streben der äußeren und inneren Streben, insbesondere die äußeren Streben, mit aneinander angrenzenden Trägerplatten in Wirkverbindung stehen, um die Trägerplatten auszurichten, und wobei zweite Streben der äußeren und inneren Streben, insbesondere die inneren Streben, mit von den aneinander angrenzenden Trägerplatten aufgenommenen Hochvoltanschlüssen in Wirkverbindung stehen, um die Hochvoltanschlüsse auszurichten. Diese Ausgestaltung der jeweiligen Zentrierungseinrichtung ist besonders bevorzugt. Die äußeren Streben und inneren Streben des rahmenartigen Grundkörpers der jeweiligen Zentrierungseinrichtung übernehmen die Ausrichtung der Trägerplatten der Batteriezellpakete und der Hochvoltanschlüsse der Batteriezell pakete.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen des Batteriemoduls ist in Anspruch 10 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht eines Batteriemoduls ohne Deckel;
2 einen Querschnitt durch 1;
3 ein Detail der 2;
4 das Detail der 3 in perspektivischer Ansicht;
5a bis 5c eine mögliche Abfolge zum Zusammenbau des Batteriemoduls;
6a bis 6c eine weitere mögliche Abfolge zum Zusammenbau des Batteriem odu ls.

Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs. Eine Traktionsbatterie umfasst typischerweise mehrere Batteriemodule, die elektrisch miteinander verschaltet sind. Eine Traktionsbatterie dient der Speicherung elektrischer Energie, die über eine elektrische Maschine an einem Abtrieb des Kraftfahrzeugs als Antriebsleistung bereitgestellt werden kann.
Ein Batteriemodul 10 verfügt über ein an sich gegenüberliegenden Stirnseiten 11, 12 offenes Modulgehäuse 13. Das Modulgehäuse 13 umfasst demnach vier Seitenwände 13a, 13b, 13c und 13d, die einen Hohlraum zur Aufnahme von Batteriezellen 14 definieren. Das Batteriemodul 10 verfügt demnach weiterhin über die Batteriezellen 14, die Batteriezellpakete 15 ausbilden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel bilden die Batteriezellen 14 des gezeigten Batteriemoduls 10 insgesamt vier Batteriezellpakete 15 aus. Zwei erste Batteriezellpakete 15 sind über eine erste Stirnseite 11 der offenen, sich gegenüberliegenden Stirnseiten 11, 12 des Modulgehäuses 13 in das Modulgehäuse 13 eingesetzt. Zwei zweite Batteriezellpakete 15 sind über eine zweite Stirnseite 12 der offenen, sich gegenüberliegenden Stirnseiten 11, 12 des Modulgehäuses 13 in das Modulgehäuse 13 eingesetzt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Anzahl der Batteriezellpakete 15, die von den sich gegenüberliegenden Stirnseiten 11, 12 aus in das Modulgehäuse 10 eingesetzt sind, beliebig ist. So kann demnach auch von jeder der Stirnseiten 11, 12 aus auch ein einziges Batteriezellpaket 15 in das Modulgehäuse 10 eingesetzt sein. Ferner können auch mehr als zwei Batteriezellpakete 15 von jeder der sich gegenüberliegenden Stirnseiten 11, 12 aus in das Modulgehäuse 13 eingesetzt sein.
Das Modulgehäuse 13 kann an den sich gegenüberliegenden, offenen Stirnseiten 11, 12 verschlossen werden, und zwar über in den Figuren nicht gezeigte Deckel. Vorzugsweise ist dann, wenn die Batteriezellpakete 15 über die sich gegenüberliegenden Stirnseiten 11, 12 in das Modulgehäuse 13 eingesetzt sind, das Modulgehäuse 13 an jeder Stirnseite 11, 12 über jeweils mindestens einen Deckel verschlossen.
Das erfindungsgemäße Batteriemodul 10 verfügt zusätzlich zu dem Modulgehäuse 13 sowie zusätzlich zu den an gegenüberliegenden Stirnseiten 11, 12 in das Modulgehäuse 13 eingesetzten Batteriezellpaketen 15 über mindestens eine Zentrierungseinrichtung 16, die in eine jeweilige Öffnung 17 in einer Wand des Modulgehäuses 13, welche die jeweilige Wand durchdringt, eingesetzt ist. Die jeweilige Öffnung 17 kann auch als Durchgangsöffnung bezeichnet werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind in die Wand 13a und 13c des Modulgehäuses 13 jeweils zwei Öffnungen 17 eingebracht, wobei in jede dieser Öffnungen 17 eine Zentrierungseinrichtung 16 eingesetzt ist. Die mindestens eine Zentrierungseinrichtung 16 richtet die von gegenüberliegenden Stirnseiten 11, 12 aus in das Modulgehäuse 13 eingesetzten Batteriezellpakete 15 im Modulgehäuse 13 aus.
Dabei richtet die jeweilige Zentrierungseinrichtung 16 das mindestens eine erste Batteriezellpaket 15 sowie das mindestens eine zweite Batteriezellpaket 15, die von unterschiedlichen Stirnseiten aus in das Modulgehäuse 13 eingesetzt sind, zumindest in Einführrichtung der Batteriezellpakete 15 in das Modulgehäuse 13 sowie vorzugsweise zusätzlich auch quer zur Einführrichtung der Batteriezellpakete 15 in das Modulgehäuse 13 zueinander aus. Die jeweilige Zentrierungseinrichtung 16 ist dabei in einer Richtung in die jeweilige Öffnung 17 des Modulgehäuses 13 eingesetzt, die senkrecht und damit orthogonal zur Einführrichtung der Batteriezellpakete 15 in das Modulgehäuse 13 verläuft.
Die Erfindung schlägt demnach ein Batteriemodul 10 mit einem Modulgehäuse 13 vor, welches Seitenwände 13a, 13b, 13c und 13d aufweist und welches an Stirnseiten offen ist.
In das Modulgehäuse 13 sind von den sich gegenüberliegenden, offenen Stirnseiten 11, 12 aus Batteriezellpakete 15 eingesetzt. Die Seitenwände 13a, 13b, 13c und 13d des Modulgehäuses 13 begrenzen die in das Modulgehäuse 13 eingesetzten Batteriezellpakete 15 an vier Seiten. Es sind mindestens zwei Batteriezellpakete 15 in das Modulgehäuse 13 eingesetzt, nämlich mindestens ein erstes Batteriezellpaket 15 über eine erste Stirnseite 11 und mindestens ein zweites Batteriezellpaket 15 über eine gegenüberliegende zweite Stirnseite 12. An den Stirnseiten ist das Batteriegehäuse 13 über nicht gezeigte Deckel verschließbar.
Die Ausrichtung der Batteriezellpakete 15 im Modulgehäuse 13, und zwar eine Ausrichtung in Einführrichtung der Batteriezellpakete 15 in das Modulgehäuse 13 sowie eine Ausrichtung senkrecht hierzu, erfolgt mithilfe der mindestens einen Zentrierungseinrichtung 16, die in eine jeweilige Öffnung 17 in einer Wand des Batteriegehäuses 13 eingesetzt ist.
Vorzugsweise sind an sich gegenüberliegenden Wänden 13a, 13b des Modulgehäuses 13 entsprechende Öffnungen 17 vorhanden, um in diese Öffnungen 17 die Zentrierungseinrichtungen 16 einzusetzen. Das Einsetzen der Zentrierungseinrichtungen 16 in die Öffnungen 17 im Modulgehäuse 13 erfolgt in einer senkrecht zur Einführrichtung der Batteriezellpakete 15 in das Modulgehäuse 13 verlaufenden Richtung.
Die Anzahl der Zentriereinrichtungen 16 sowie der die Zentriereinrichtungen 16 aufnehmenden Öffnungen 17 hängt von der Anzahl der Batteriezellpakete 15 ab, die im Modulgehäuse 13 aufgenommen sind. Für jeweils zwei Batteriezellpakete 15, die von unterschiedlichen Stirnseiten 11, 12 aus in das Modulgehäuse 13 eingesetzt sind, und die sich in Einführrichtung gesehen gegenüberliegen bzw. aneinander angrenzen, sind vorzugsweise zwei Zentrierungseinrichtungen 16 vorhanden, die in entsprechende Öffnungen 17 des Modulgehäuses 13 eingesetzt sind, nämlich an den sich gegenüberliegenden Wänden 13a, 13c des Modulgehäuses 13.
Vorzugsweise sind demnach jeweils zwei Batteriezellpakete 15, die von unterschiedlichen Stirnseiten 11, 12 aus in das Modulgehäuse 13 eingesetzt sind, über jeweils zwei Zentrierungseinrichtungen 16 ausgerichtet, nämlich über eine erste Zentrierungseinrichtung 16, die von einer ersten Wand 13a aus in eine entsprechende Öffnung 17 dieser Wand 13a eingesetzt ist, und über eine zweite Zentrierungseinrichtung 16, die in eine an einer gegenüberliegenden Wand 13c ausgebildete Öffnung 17 in die jeweilige Öffnung 17 eingesetzt ist.
Zwei sich in Einführrichtung im Modulgehäuse 13 gegenüberliegende Batteriezellpakete 15 sind demnach vorzugsweise über zwei Zentriereinrichtungen 16 im Modulgehäuse 13 zueinander ausgerichtet, die von zwei sich gegenüberliegenden Wänden 13a, 13c des Modulgehäuses 13 aus in die Öffnungen 17 des Modulgehäuses 13 eingesetzt sind.
Jedes Batteriezellpaket 15 des Batteriemoduls 10 verfügt über die elektrisch miteinander verschalteten Batteriezellen 14 sowie über Trägerplatten 18, 19. Das jeweilige Batteriezellpaket 15 ist an Stirnseiten von jeweils einer Trägerplatte 18, 19 begrenzt.
Die Batteriezellpakete 15 des Batteriemoduls 10 sind derart im Modulgehäuse 13 aufgenommen, dass die Trägerplatten 18, 19 sich senkrecht zur Einführrichtung der Batteriezellpakete 15 in das Modulgehäuse 13 erstrecken, also parallel zu den Stirnseiten 11, 12 des Batteriegehäuses 13 ausgerichtet sind.
Im Bereich derjenigen Trägerplatten 19 der Batteriezellpakete 15, die im in das Modulgehäuse 13 eingesetzten Zustand innen positioniert sind und sich gegenüberliegen bzw. aneinander grenzen, nehmen die Trägerplatten 19 der Batteriezellpakete 15 Hochvoltanschlüsse 20 auf, über welche die Batteriezellpakete 15 elektrisch verschaltbar sind, nämlich über an die Hochvoltanschlüsse 20 anzuschließende, nicht gezeigte Hochvoltstecker.
Die jeweilige Zentrierungseinrichtung 16 steht mit den aneinander angrenzenden Trägerplatten 19 und/oder mit den von den aneinander angrenzenden Trägerplatten 19 aufgenommenen Hochvoltanschlüssen 20 der von unterschiedlichen Seiten aus in das Modulgehäuse 13 eingeführten Batteriezellpakete 15 in Wirkverbindung, um die Trägerplatten 19, die aneinander angrenzen sowie die Hochvoltanschlüsse 20, die von den aneinander angrenzenden Trägerplatten 19 der aneinander angrenzenden Batteriezellpakete 15 aufgenommen sind, auszurichten.
Wie am besten 4 entnommen werden kann, ist die jeweilige Zentrierungseinrichtung 16 rahmenartig ausgebildet, verfügt also über einen rahmenartigen Grundkörper mit äußeren Streben 16a und inneren Streben 16b auf.
Erste Streben dieser äußeren und inneren Streben 16a, 16b, insbesondere die äußeren Streben 16a, stehen mit den aneinander angrenzenden Trägerplatten 19 in Wirkverbindung, um die Trägerplatten 19 aneinander angrenzender Zellpakete 15, die sich in Einschubrichtung gesehen gegenüberstehen, auszurichten.
Zweite Streben der äußeren und inneren Streben 16a und 16b, insbesondere die inneren Streben 16b, stehen mit von den aneinander angrenzenden Trägerplatten 19 aufgenommenen Hochvoltanschlüssen 20 in Wirkverbindung, um die Hochvoltanschlüsse 20 der Batteriezellpakete 15 auszurichten.
An mindestens einer der inneren Streben 16b, insbesondere an beiden inneren Streben 16b, des Grundkörpers der Zentrierungseinrichtung 16 ist dabei ein Vorsprung 21 ausgebildet, der zur Ausrichtung der Hochvoltanschlüsse 20 in Nuten 22 der Hochvoltanschlüsse 20 eingreift. Der jeweilige Vorsprung 21 greift dabei mit Spiel in die Nuten 22 zweier sich gegenüberliegender bzw. aneinander angrenzender Hochvoltanschlüsse 20 ein. Hiermit können die Hochvoltanschlüsse 20 besonders vorteilhaft ausgerichtet werden.
Die äußeren Streben 16b der jeweiligen Zentrierungseinrichtung 16 ragen in die aneinander angrenzenden Trägerplatten 19 von sich in Einschubrichtung gegenüberliegenden Batteriezellpaketen 15 hinein, um die Trägerplatten 19 dieser Batteriezellpakete 15 zueinander auszurichten.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die äußeren Streben 16a der jeweiligen Zentrierungseinrichtung 16 konusartig ausgebildet sind.
So können die äußeren Streben 16a des Grundkörpers der jeweiligen Zentrierungseinrichtung 16 an außenliegenden Wänden konusartig ausgebildet sein, um so die jeweilige Zentrierungseinrichtung 16 vorteilhaft in die jeweilige Öffnung 17 im Modulgehäuse 13 einführen zu können. Dabei ist dann vorzugsweise vorgesehen, dass sich die äußeren Streben 16a der jeweiligen Zentrierungseinrichtung 16 an ihren außenliegenden Wänden in Einführrichtung der jeweiligen Zentrierungseinrichtung 16 in die jeweilige Öffnung 17 im Modulgehäuse 13 konisch verjüngen.
3 und 4 kann entnommen werden, dass die äußeren Streben 16a sowie auch die inneren Streben 16b des Grundkörpers der jeweiligen Zentrierungseinrichtung 16 an innenliegenden Wänden unter Ausbildung von Einführhilfen für die nicht gezeigten Hochvoltstecker, die an die Hochvoltanschlüsse 20 anschließbar sind, konusartig ausgebildet sind. Die äußeren Streben 16a und die inneren Streben 16b begrenzen dabei jeweils Einführöffnungen für die Hochvoltstecker, wobei sich in Einführrichtung der Hochvoltstecker in die von den Streben 16a, 16b begrenzten Öffnungen der jeweiligen Zentriereinrichtung 16 die innenliegenden Wände der Streben 16a, 16b konisch erweitern.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Zusammenbau eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls 10. Diesbezügliche Details werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 5a bis 5c und 6a bis 6c beschrieben.
Zunächst wird ein Batteriemodulgehäuse 10 bereitgestellt, das an seinen Stirnseiten 11, 12 offen ist. Ein derartiges Modulgehäuse 10 ist in 5a, 6a in Alleindarstellung gezeigt, wobei 5a, 6a jeweils einen Blick auf eine Trennwand 13e des Modulgehäuses 13 freigeben, die den von den Seitenwänden 13a, 13b, 13c und 13d definierten Hohlraum in zwei Teilräume untergliedert, um von jeder Stirnseite 11, 12 aus zwei Batteriezellpakete 15 in das Batteriemodulgehäuse 13 einzusetzen.
Ferner werden die Batteriezellpakete 15 bereitgestellt, die aus jeweils mehreren Batteriezellen 14 bestehen.
Die Batteriezellpakete 15 werden von unterschiedlichen Stirnseiten 11, 12 aus in das Batteriemodulgehäuse 13 eingeführt, wobei 5c und 6b zwei Batteriezellpakete 15 zeigen, die über die Stirnseite 12 des Modulgehäuses 13 aus teilweise in das Modulgehäuse 13 eingeführt sind. Von beiden sich gegenüberliegenden Stirnseiten 11, 12 aus werden die Batteriezellpakete 15 in das Modulgehäuse 13 eingeführt. So wird von der ersten Stirnseite 11 aus mindestens ein erstes Batteriezellpaket 15 und von der gegenüberliegenden zweiten Stirnseite 12 aus mindestens ein zweites Batteriezellpaket 15 in das Modulgehäuse 13 eingeführt, insbesondere eingeschoben, wobei 1 und 6c die von der Stirnseite 12 aus in das Modulgehäuse 13 eingeführten Batteriezellpakete 15 in vollständig eingeschobenem Zustand zeigen.
Ferner erfolgt ein Ausrichten des mindestens einen ersten Batteriezellpakets 15 und des mindestens einen zweiten Batteriezellpakets 15 im Modulgehäuse 13 derart, dass die mindestens eine Zentrierungseinrichtung 16 in die jeweilige Öffnung 17 des Modulgehäuses 13 eingesetzt wird. Das Einsetzen der jeweiligen Zentrierungseinrichtung 16 in die jeweilige Öffnung 17 im Modulgehäuse 13 unter Ausrichtung der Batteriezellpakete 15 erfolgt dabei in einer Richtung senkrecht zur Einführrichtung der Batteriezellpakete 15 in das Modulgehäuse 13.
In der Montageabfolge der 6a, 6b und 6c wird die jeweilige Zentrierungseinrichtung 16 dann in die jeweilige Öffnung 17 des Modulgehäuses 13 eingeführt, wenn bereits die Batteriezellpakete 15 vollständig in das Modulgehäuse 13 eingeführt bzw. eingesetzt sind. In der Montageabfolge der 6a, 6b und 6c werden demnach zuerst die Batteriezellpakete 15 in das Modulgehäuse 13 eingesetzt, erst anschließend werden die jeweiligen Zentrierungseinrichtungen 16 in die Öffnungen 17 im Modulgehäuse 13 eingesetzt, um das Ausrichten vorzunehmen.
Demgegenüber ist es gemäß der Montageabfolge der 5a, 5b und 5c auch möglich, dass zuerst die mindestens eine Zentrierungseinrichtung 16 in die jeweilige Öffnungen 17 im Modulgehäuse 13 eingesetzt wird, und dass erst anschließend die Batteriezellpakete 15 von den unterschiedlichen Stirnseiten 11, 12 aus in das Modulgehäuse 13 eingeführt werden. Dann, wenn die Montageabfolge der 5a, 5b und 5c genutzt wird, müssen die in die Ausnehmungen bzw. Öffnungen 17 des Modulgehäuses 13 eingesetzten Zentrierungseinrichtungen 16 vor einem Herausfallen aus der jeweiligen Öffnung 17 gesichert werden, was dadurch erfolgen kann, dass die jeweilige Zentrierungseinrichtung 16 mit einer Presspassung in der jeweiligen Öffnung 17 sitzt. Alternativ kann an der jeweiligen Zentrierungseinrichtung 16 auch ein Kragen oder mindestens ein Vorsprung ausgebildet sein, welcher auf der jeweiligen Seitenwand des Modulgehäuses 13 aufliegt und die jeweilige Zentrierungseinrichtung 16 in der jeweiligen Öffnung 17 hält.
Mit der hier vorliegenden Erfindung können Batteriezellpakete in einem Modulgehäuse eines Batteriemoduls besonders vorteilhaft angeordnet und ausgerichtet werden. Dies ist mit einfachen Mitteln kostengünstig möglich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012012891 A1 [0005]
DE 102013218038 A1 [0006]
DE 102017212941 A1 [0007]

Claims

Batteriemodul (10) einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, mit einem an sich gegenüberliegenden Stirnseiten (11, 12) offenen und an den Stirnseiten verschließbaren Modulgehäuse (13), mit mehreren in dem Modulgehäuse (13) aufgenommenen Batteriezellen (14), die Batteriezellpakete (15) bilden, wobei mindestens ein erstes Batteriezellpaket (15) über eine erste der offenen, sich gegenüberliegenden Stirnseiten (11, 12) des Modulgehäuses (13) in das Modulgehäuse (13) eingesetzt ist, wobei mindestens ein zweites Batteriezellpaket (15) über eine zweite der offenen, sich gegenüberliegenden Stirnseiten (11, 12) des Modulgehäuses (13) in das Modulgehäuse (13) eingesetzt ist, mit mindestens einer Zentrierungseinrichtung (16), die in eine Öffnung (17) des Modulgehäuses (13) eingesetzt ist, wobei die mindestens eine Zentrierungseinrichtung (16) das mindestens eine erste Batteriezellpaket (15) und das mindestens eine zweite Batteriezellpaket (15) im Modulgehäuse (13) ausrichtet.
Batteriemodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Zentrierungseinrichtung (16) das mindestens eine erste Batteriezellpaket (15) und das mindestens eine zweite Batteriezellpaket (15) im Modulgehäuse (13) zumindest in Einführrichtung und vorzugsweise auch quer zur Einführrichtung der Batteriezellpakete (15) in das Modulgehäuse (13) zueinander ausrichtet.
Batteriemodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Zentrierungseinrichtung (16) in einer Richtung, die senkrecht zur Einführrichtung der Batteriezellpakete (15) in das Modulgehäuse (13) verläuft, in die jeweilige Öffnung (17) eingesetzt ist.
Batteriemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Batteriezellpaket (15) Trägerplatten (18, 19) aufweist, die das jeweilige Batteriezellpaket (15) an Stirnseiten desselben begrenzen, die Trägerplatten (18, 19) der Batteriezellpakete (15) Hochvoltanschlüsse (20) aufnehmen, über welche die Batteriezellpakete (15) elektrisch verschaltbar sind, die jeweilige Zentrierungseinrichtung (16) mit aneinander angrenzenden Trägerplatten (19) und/oder mit den von den aneinander angrenzenden Trägerplatten (19) aufgenommenen Hochvoltanschlüssen (20) in Wirkverbindung steht, um die Trägerplatten (19) und/oder die Hochvoltanschlüsse (20) auszurichten.
Batteriemodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Zentrierungseinrichtung (16) rahmenartig mit äußeren Streben (16a) und inneren Streben (16b) ausgebildet ist, erste Streben der äußeren und inneren Streben (16a, 16b) der jeweiligen Zentrierungseinrichtung (16), insbesondere die äußeren Streben (16a), mit aneinander angrenzenden Trägerplatten (19) in Wirkverbindung stehen, um die Trägerplatten (19) der Batteriezellpakete (15) auszurichten, zweite Streben der äußeren und inneren Streben (16a, 16b) der jeweiligen Zentrierungseinrichtung (16), insbesondere die inneren Streben (16b), mit von den aneinander angrenzenden Trägerplatten (19) aufgenommenen Hochvoltanschlüssen (20) in Wirkverbindung stehen, um die Hochvoltanschlüsse (20) der Batteriezellpakete (15) auszurichten.
Batteriemodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der inneren Streben (16b) der jeweiligen Zentrierungseinrichtung (16) Vorsprünge (21) aufweist, die zur Ausrichtung der Hochvoltanschlüsse (20) in Nuten (20) der Hochvoltanschlüsse (20) der Batteriezellpakete (15) eingreifen.
Batteriemodul nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Streben (16a) der jeweiligen Zentrierungseinrichtung (15) konusartig ausgebildet sind.
Batteriemodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der äußeren Streben (16a) der jeweiligen Zentrierungseinrichtung (16) an außenliegenden Wänden konusartig ausgebildet sind, um die jeweilige Zentrierungseinrichtung (16) in die jeweilige Öffnung (17) im Modulgehäuse (13) einzuführen.
Batteriemodul nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der äußeren Streben (16a) und/oder der inneren Streben (16b) der jeweiligen Zentrierungseinrichtung (16) an innenliegenden Wänden unter Ausbildung von Einführhilfen für Hockvoltstecker, die an die Hochvoltanschlüsse (20) anschließbar sind, konusartig ausgebildet sind.
Verfahren zum Zusammenbau eines Batteriemoduls (10) einer Traktionsbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit folgenden Schritten: Bereitstellen des Modulgehäuses (13), das an gegenüberliegenden Stirnseiten (11, 12) offen ist, Bereitstellen mehrerer Batteriezellpakete (15), Einführen mindestens eines erstes Batteriezellpakets (15) über eine erste der offenen, sich gegenüberliegenden Stirnseiten (11, 12) des Modulgehäuses (13) in dasselbe, Einführen mindestens eines zweiten Batteriezellpakets (15) über eine zweite der offenen, sich gegenüberliegenden Stirnseiten (11, 12) des Modulgehäuses (13) in dasselbe, Ausrichten des mindestens einen erstes Batteriezellpakets (15) und des mindestens einen zweiten Batteriezellpakets (15) im Modulgehäuse (10) durch Einsetzen der mindestens einen Zentrierungseinrichtung (16) in die mindestens eine Öffnung (17) des Modulgehäuses (13).
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst die Batteriezellpakete (15) in das Modulgehäuse (13) eingesetzt werden, und dass anschließend die mindestens eine Zentrierungseinrichtung (16) in das Modulgehäuse (13) eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst die mindestens eine Zentrierungseinrichtung (16) in das Modulgehäuse (13) eingesetzt wird, und dass anschließend die Batteriezellpakete (15) in das Modulgehäuse (13) eingeführt werden.