DE102019134649A1

DE102019134649A1 - Batterie für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102019134649A1
Application number: DE102019134649.5A
Authority: DE
Inventors: Philipp Kellner; Sascha Mostofi; Christopher Volkmer; Dieter Schiebel
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2021-06-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug, umfassend Batteriezellen, einen Deckel (100) und ein Gehäuse (101) mit einer offenen Seite, wobei der Deckel (100) die offene Seite verschließt und mit dem Gehäuse (101) verbunden ist, wobei die Batteriezellen innerhalb des Gehäuses (101) angeordnet sind, wobei der Deckel (100) einen Dichtkanal (201) umfasst, wobei im Dichtkanal (201) eine Dichtung (203) angeordnet ist, wobei der Deckel (100) oder das Gehäuse (101) eine erste Öffnung (103) umfasst, über die der Dichtkanal (201) von außerhalb des Gehäuses (101) zugänglich ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Batterien werden im Bereich des Kraftfahrzeugbaus aufgrund steigender Nachfrage nach elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen immer wichtiger. Die Batterien umfassen häufig mehrere innerhalb eines Gehäuses angeordnete Batteriezellen. Diese Gehäuse werden häufig fluiddicht abgedichtet, damit keine Flüssigkeiten aus der Batterie austreten oder hineingelangen.
Aus der DE 10 2014 102 198 A1 ist eine Batterie bekannt, bei zur Abdichtung ein Dichtring verwendet wird.
Aus der JP H-11025937 A ist es bekannt, eine Batterie durch Einspritzen einer Dichtmasse abzudichten.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfacher herzustellende Batterie zu schaffen. Außerdem sollen ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Batterie geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Batterie gemäß Anspruch 1, ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 9 und ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Batterie umfasst Batteriezellen, einen Deckel und ein Gehäuse mit einer offenen Seite. Der Deckel verschließt die offene Seite und ist mit dem Gehäuse verbunden. Der Deckel und das Gehäuse umschließen somit einen Innenraum. Die Batteriezellen sind innerhalb des Gehäuses angeordnet. Beispielsweise können die Batteriezellen im Innenraum angeordnet sein. Der Deckel umfasst einen Dichtkanal. Im Dichtkanal ist eine Dichtung angeordnet. Der Dichtkanal kann beispielsweise als längliche Vertiefung ausgebildet sein. Der Dichtkanal kann beispielsweise eine im Deckel eingelassene Nut sein. Die vom Deckel nicht abgedeckte Seite der Nut kann beispielsweise durch das Gehäuse verschlossen sein.
Der Deckel oder das Gehäuse umfassen eine erste Öffnung, über die der Dichtkanal von außerhalb des Gehäuses zugänglich ist. Beispielsweise kann der Dichtkanal von einer Umgebung der Batterie aus zugänglich sein. Die erste Öffnung kann beispielsweise von einer Seite des Gehäuses oder des Deckels aus zugänglich sein, die frei von Batteriezellen ist. Über die erste Öffnung kann bei der Herstellung der Batterie eine Dichtmasse in den Dichtkanal eingespritzt werden, aus der dann die Dichtung entsteht. Die Dichtmasse kann beispielsweise in einem erhitzten Zustand eingespritzt werden und im erkalteten Zustand die Dichtung ausbilden.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Anmeldung als Batterie bezeichnete Vorrichtung insbesondere auch ein Bestandteil eines größeren Systems sein kann. Das größere System kann beispielsweise mehrere Batterien umfassen. In diesem Fall können die Batterien auch als Batteriemodule bezeichnet werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der Deckel mit dem Gehäuse über eine Schweißverbindung, eine Lötverbindung, eine Klebeverbindung und/oder eine Schraubverbindung verbunden sein. Solch relativ festen Verbindungen sind insbesondere vorteilhaft, wenn beispielsweise der Deckel an der Karosserie des Kraftfahrzeugs verschraubt ist. In diesem Fall kann aufgrund der relativ festen Verbindung des Gehäuses mit dem Deckel auch das Gehäuse sicher gehalten werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der Dichtkanal umlaufend ausgebildet sein. Dies kann insbesondere bedeuten, dass der Dichtkanal in einem Randbereich des Deckels angeordnet ist. Der Randbereich kann sich dabei in einer geometrischen Ebene erstrecken, die senkrecht zu an den Deckel angrenzenden Wänden des Gehäuses ausgerichtet ist. Der umlaufend ausgebildete Dichtkanal ist insbesondere vorteilhaft für eine besonders gute Abdichtung.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Gehäuse eine Wand des Dichtkanals umfassen. Beispielsweise kann der Dichtkanal durch vier Wände begrenzt sein. In diesem Fall kann eine der Wände Bestandteil des Gehäuses sein, während die drei anderen Wände Bestandteil des Deckels sind.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Dichtung im Dichtkanal eingespritzt sein. Das Einspritzen kann beispielsweise über die erste Öffnung durchgeführt worden sein.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Batterie eine Dichtlippe umfassen, die den Dichtkanal abdichtet. Die Dichtlippe kann den Dichtkanal beispielsweise gegenüber dem vom Gehäuse und vom Deckel umschlossenen Innenraum abdichten.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Gehäuse oder der Deckel eine zweite Öffnung umfassen, über die der Dichtkanal mit einer Umgebung der Batterie verbunden ist. Die zweite Öffnung ist vorteilhaft, damit während des Einspritzens des Dichtmaterials Luft aus dem Dichtkanal entweichen kann. Außerdem kann die zweite Öffnung dazu genutzt werden, den Füllstand des Dichtkanals mit der Dichtmasse während des Einspritzens zu überprüfen.
Beim Verfahren gemäß Anspruch 10 werden die Batteriezellen, das Gehäuse und der Deckel bereitgestellt. Die Batteriezellen werden innerhalb des Gehäuses angeordnet. Der Deckel wird mit dem Gehäuse verbunden. Eine Dichtmasse wird in den Dichtkanal eingespritzt. Die Dichtmasse bildet die Dichtung. Die Dichtmasse kann beispielsweise in einem erhitzten Zustand eingespritzt werden und dann erkalten. Im erkalteten Zustand kann sie dann die Dichtung ausbilden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Dichtmasse erst in den Dichtkanal eingespritzt werden, nachdem der Deckel bereits mit dem Gehäuse verbunden worden ist. Wenn beispielsweise der Deckel mit dem Gehäuse über eine Schweiß- oder Lötverbindung verbunden wird, kann auf diese Weise verhindert werden, dass die Dichtung während der Herstellung der Verbindung des Deckels mit dem Gehäuse aufgrund der entstehenden Wärm beschädigt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei werden für gleiche oder ähnliche Bauteile und für Bauteile mit gleichen oder ähnlichen Funktionen dieselben Bezugszeichen verwendet. Dabei zeigt

1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Batterie nach einer Ausführungsform der Erfindung;
2 A eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts einer Batterie nach einer Ausführungsform der Erfindung;
2B der Ausschnitt aus 2A mit einer im Dichtkanal angeordneten Dichtung;
3 eine schematische perspektivische Ansicht einer Batterie nach einer Ausführungsform der Erfindung mit halbtransparent dargestelltem Deckel; und
4 eine schematische perspektivische Ansicht einer Batterie nach einer Ausführungsform der Erfindung.

Die Batterie in 1 umfasst einen Deckel 100 und ein Gehäuse. 101. Das Gehäuse 101 kann beispielsweise als Extrusionsprofil ausgebildet sein. Der Deckel 100 kann ein Schmiedebauteil, ein Extrusionsbauteil oder ein Gussbauteil sein. Der Deckel 100 und das Gehäuse 101 sind über Schweißverbindungen 102 miteinander verbunden.
Der Deckel 100 weist eine erste Öffnung 103 und eine zweite Öffnung 104 auf. Die beiden Öffnungen 103 und 104 verbinden einen in 1 verdeckten Dichtkanal mit der Umgebung der Batterie. Über die erste Öffnung 103 kann bei der Herstellung der Batterie eine Dichtmasse in den Dichtkanal eingespritzt werden und im Dichtkanal erstarren. Während des Einspritzens der Dichtmasse kann über die zweite Öffnung 104 Luft aus dem Dichtkanal entweichen. Außerdem kann über die zweite Öffnung 104 der Füllstand des Dichtkanals kontrolliert werden.
Die im Dichtkanal angeordnete Dichtmasse bildet eine Dichtung, sodass keine Fluide in den Innenraum der Batterie eindringen oder aus dem Innenraum der Batterie austreten können. Die beiden Öffnungen 103 und 104 sind vorteilhaft, damit die Dichtmasse in den Dichtkanal eingespritzt werden kann. Das Einspritzen kann insbesondere vorteilhaft sein, da es erfolgen kann, nachdem der Deckel 100 bereits mit dem Gehäuse 101 verschweißt worden ist. Die Dichtung wird somit nicht durch Hitze während des Verschweißens belastet. Außerdem passt sich die Dichtmasse während des Einspritzens automatisch dem Verlauf des Dichtkanals an, sodass keine produktionsbedingten Toleranzen berücksichtigt werden müssen.
In 2A ist ein Kühlmittelkanal 200 im Gehäuse 101 dargestellt. Während des Betriebs befindet sich im Kühlmittelkanal 200 ein Kältemittel, das dazu verwendet wird, entstehende Wärme an die Umgebung abzugeben und so eine Überhitzung der Batterie zu verhindern. Außerdem umfasst das Gehäuse 101 einen Innenraum 204, in dem nicht dargestellte Batteriezellen angeordnet sind. Der Innenraum 204 kann insbesondere mehrere Kammern umfassen.
Zwischen dem Deckel 100 und dem Gehäuse 101 ist der Dichtkanal 201 angeordnet, der durch Wände des Deckels 100 und durch eine Wand des Gehäuses 101 begrenzt wird. Der Dichtkanal 201 ist durch eine Dichtlippe 202 vom Innenraum 204 getrennt. Die Dichtlippe 202 verhindert beim Einspritzen der Dichtmasse in den Dichtkanal 201, dass die Dichtmasse in den Innenraum 204 eintritt.
In 2B ist die Batterie aus 2A in einem Zustand dargestellt, nachdem die Dichtmasse 203 in den Dichtkanal 201 eingespritzt worden ist. Der Dichtkanal 201 ist von der Dichtmasse 203 komplett ausgefüllt.
In 3 ist dargestellt, dass die aus der Dichtmasse 203 gebildete Dichtung im Deckel 100 umlaufend angeordnet ist. So wird die Batterie über den kompletten Umfang des Deckels 100 gegenüber der Umgebung abgedichtet.
Die in 4 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform aus den 2A und 2B insbesondere dadurch, dass der Innenraum 204 zwei über einen Spalt 400 miteinander verbundene Kammern umfasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014102198 A1 [0003]
JP H11025937 A [0004]

Claims

Batterie für ein Kraftfahrzeug, umfassend Batteriezellen, einen Deckel (100) und ein Gehäuse (101) mit einer offenen Seite, wobei der Deckel (100) die offene Seite verschließt und mit dem Gehäuse (101) verbunden ist, wobei die Batteriezellen innerhalb des Gehäuses (101) angeordnet sind, wobei der Deckel (100) einen Dichtkanal (201) umfasst, wobei im Dichtkanal (201) eine Dichtung (203) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (100) oder das Gehäuse (101) eine erste Öffnung (103) umfasst, über die der Dichtkanal (201) von außerhalb des Gehäuses (101) zugänglich ist.
Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (100) mit dem Gehäuse (101) über eine Schweißverbindung (102), eine Lötverbindung, eine Klebverbindung und/oder eine Schraubverbindung verbunden ist.
Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkanal (201) umlaufend ausgebildet ist.
Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (101) eine Wand des Dichtkanals (201) umfasst.
Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (203) im Dichtkanal (201) eingespritzt ist.
Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie eine Dichtlippe (202) umfasst, die den Dichtkanal (201) abdichtet.
Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (101) oder der Deckel (100) eine zweite Öffnung (104) umfasst, über die der Dichtkanal (201) mit einer Umgebung der Batterie verbunden ist.
Kraftfahrzeug, umfassend eine Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche.
Verfahren zur Herstellung einer Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellung der Batteriezellen, des Gehäuses (101) und des Deckels (100); - Anordnung der Batteriezellen innerhalb des Gehäuses (101); - Verbinden des Deckels (100) mit dem Gehäuse (101); - Einspritzen einer Dichtmasse (203) in den Dichtkanal (201), wobei die Dichtmasse (201) die Dichtung bildet.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmasse (203) in den Dichtkanal (201) eingespritzt wird, nachdem der Deckel (100) mit dem Gehäuse (101) verbunden worden ist.