DE102019134649A1 - Battery for a motor vehicle - Google Patents

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Christopher Volkmer
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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.The invention relates to a battery for a motor vehicle, comprising battery cells, a cover (100) and a housing (101) with an open side, the cover (100) closing the open side and being connected to the housing (101), the Battery cells are arranged within the housing (101), the cover (100) comprising a sealing channel (201), wherein a seal (203) is arranged in the sealing channel (201), the cover (100) or the housing (101) having a comprises first opening (103) through which the sealing channel (201) is accessible from outside the housing (101).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a battery for a motor vehicle according to the preamble of claim 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.Batteries are becoming more and more important in the field of motor vehicle construction due to the increasing demand for electrically powered motor vehicles. The batteries often include a plurality of battery cells arranged within a housing. These housings are often sealed in a fluid-tight manner so that no liquids escape or enter the battery.

Aus der DE 10 2014 102 198 A1 ist eine Batterie bekannt, bei zur Abdichtung ein Dichtring verwendet wird.From the DE 10 2014 102 198 A1 a battery is known in which a sealing ring is used for sealing.

Aus der JP H-11025937 A ist es bekannt, eine Batterie durch Einspritzen einer Dichtmasse abzudichten.From the JP H-11025937 A it is known to seal a battery by injecting a sealant.

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.In contrast, the present invention is based on the object of creating a battery that is easier to manufacture. In addition, a motor vehicle with such a battery and a method for producing such a battery are to be created.

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.This object is achieved by a battery according to claim 1, a motor vehicle according to claim 9 and a method according to claim 10. Embodiments of the invention are given in the dependent claims.

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.The battery comprises battery cells, a cover and a housing with an open side. The cover closes the open side and is connected to the housing. The cover and the housing thus enclose an interior space. The battery cells are arranged within the housing. For example, the battery cells can be arranged in the interior. The cover includes a sealing channel. A seal is arranged in the sealing channel. The sealing channel can for example be designed as an elongated recess. The sealing channel can, for example, be a groove embedded in the cover. The side of the groove not covered by the cover can for example be closed by the housing.

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.The cover or the housing comprise a first opening through which the sealing channel is accessible from outside the housing. For example, the sealing channel can be accessible from the surroundings of the battery. The first opening can be accessible, for example, from a side of the housing or the cover that is free of battery cells. During the manufacture of the battery, a sealing compound can be injected into the sealing channel via the first opening, from which the seal is then created. The sealing compound can, for example, be injected in a heated state and form the seal in the cooled state.

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.It should be noted that the device referred to as a battery in this application can in particular also be part of a larger system. For example, the larger system can include multiple batteries. In this case, the batteries can also be referred to as battery modules.

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.According to one embodiment of the invention, the cover can be connected to the housing via a welded connection, a soldered connection, an adhesive connection and / or a screw connection. Such relatively firm connections are particularly advantageous if, for example, the cover is screwed to the body of the motor vehicle. In this case, due to the relatively firm connection of the housing to the cover, the housing can also be held securely.

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.According to one embodiment of the invention, the sealing channel can be designed to be circumferential. This can mean in particular that the sealing channel is arranged in an edge region of the cover. The edge area can extend in a geometric plane which is oriented perpendicular to the walls of the housing adjoining the cover. The circumferential sealing channel is particularly advantageous for a particularly good seal.

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.According to one embodiment of the invention, the housing can comprise a wall of the sealing channel. For example, the sealing channel can be delimited by four walls. In this case, one of the walls can be part of the housing, while the other three walls are part of the cover.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Dichtung im Dichtkanal eingespritzt sein. Das Einspritzen kann beispielsweise über die erste Öffnung durchgeführt worden sein.According to one embodiment of the invention, the seal can be injected into the sealing channel. The injection can, for example, have been carried out via the first opening.

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.According to one embodiment of the invention, the battery can comprise a sealing lip which seals the sealing channel. The sealing lip can seal the sealing channel, for example, with respect to the interior space enclosed by the housing and the cover.

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.According to one embodiment of the invention, the housing or the cover can comprise a second opening, via which the sealing channel is connected to the surroundings of the battery. The second opening is advantageous so during the injection of the sealing material, air can escape from the sealing channel. In addition, the second opening can be used to check the fill level of the sealing channel with the sealing compound during injection.

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.In the method according to claim 10, the battery cells, the housing and the cover are provided. The battery cells are arranged within the housing. The cover is connected to the housing. A sealing compound is injected into the sealing channel. The sealant forms the seal. The sealing compound can, for example, be injected in a heated state and then cool. In the cooled state, it can then form the seal.

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.According to one embodiment of the invention, the sealing compound can only be injected into the sealing channel after the cover has already been connected to the housing. If, for example, the cover is connected to the housing via a welded or soldered connection, it can be prevented in this way that the seal is damaged during the production of the connection of the cover to the housing due to the heat generated.

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.
Further features and advantages of the present invention will become clear on the basis of the following description of preferred exemplary embodiments with reference to the accompanying figures. The same reference symbols are used for the same or similar components and for components with the same or similar functions. It shows
  • 1 a schematic perspective view of a battery according to an embodiment of the invention;
  • 2 A a schematic sectional view of a portion of a battery according to an embodiment of the invention;
  • 2 B the cutout 2A with a seal arranged in the sealing channel;
  • 3 a schematic perspective view of a battery according to an embodiment of the invention with a semi-transparent cover shown; and
  • 4th a schematic perspective view of a battery according to an embodiment of the invention.

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.The battery in 1 includes a lid 100 and a case. 101 . The case 101 can for example be designed as an extrusion profile. The lid 100 can be a forged component, an extrusion component or a cast component. The lid 100 and the case 101 are about welded joints 102 connected with each other.

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.The lid 100 has a first opening 103 and a second opening 104 on. The two openings 103 and 104 connect one in 1 covered sealing channel with the environment of the battery. About the first opening 103 During the manufacture of the battery, a sealing compound can be injected into the sealing channel and solidify in the sealing channel. During the injection of the sealing compound, the second opening 104 Air can escape from the sealing channel. You can also use the second opening 104 the fill level of the sealing channel can be checked.

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.The sealing compound arranged in the sealing channel forms a seal so that no fluids can penetrate into the interior of the battery or escape from the interior of the battery. The two openings 103 and 104 are advantageous so that the sealing compound can be injected into the sealing channel. Injection can be particularly advantageous because it can be done after the lid 100 already with the case 101 has been welded. The seal is therefore not stressed by heat during welding. In addition, the sealing compound automatically adapts to the course of the sealing channel during injection, so that no production-related tolerances have to be taken into account.

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.In 2A is a coolant channel 200 in the housing 101 shown. During operation is in the coolant duct 200 a refrigerant that is used to release heat into the environment and thus prevent the battery from overheating. The housing also includes 101 an interior 204 , in which battery cells, not shown, are arranged. The interior 204 can in particular comprise several chambers.

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.Between the lid 100 and the case 101 is the sealing channel 201 arranged by walls of the lid 100 and through a wall of the housing 101 is limited. The sealing channel 201 is through a sealing lip 202 from the interior 204 Cut. The sealing lip 202 prevents the sealing compound from being injected into the sealing channel 201 that the sealant in the interior 204 entry.

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 2 B the battery is off 2A shown in a state after the sealant 203 in the sealing channel 201 has been injected. The sealing channel 201 is from the sealant 203 completely filled out.

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.In 3 is shown that the from the sealant 203 formed seal in the lid 100 is arranged circumferentially. So the battery gets over the entire circumference of the lid 100 sealed against the environment.

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.In the 4th The illustrated embodiment differs from the embodiment from the 2A and 2 B in particular in that the interior 204 two across a gap 400 includes interconnected chambers.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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

Claims (10)

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.Battery for a motor vehicle, comprising battery cells, a cover (100) and a housing (101) with an open side, wherein the cover (100) closes the open side and is connected to the housing (101), the battery cells within the housing (101) are arranged, wherein the cover (100) comprises a sealing channel (201), wherein a seal (203) is arranged in the sealing channel (201), characterized in that the cover (100) or the housing (101) has a first Includes opening (103) through which the sealing channel (201) is accessible from outside the housing (101). 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.Battery after Claim 1 , characterized in that the cover (100) is connected to the housing (101) via a welded connection (102), a soldered connection, an adhesive connection and / or a screw connection. Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkanal (201) umlaufend ausgebildet ist.Battery according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing channel (201) is designed to be circumferential. Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (101) eine Wand des Dichtkanals (201) umfasst.Battery according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (101) comprises a wall of the sealing channel (201). Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (203) im Dichtkanal (201) eingespritzt ist.Battery according to one of the preceding claims, characterized in that the seal (203) is injected into the sealing channel (201). Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie eine Dichtlippe (202) umfasst, die den Dichtkanal (201) abdichtet.Battery according to one of the preceding claims, characterized in that the battery comprises a sealing lip (202) which seals the sealing channel (201). 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.Battery according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (101) or the cover (100) comprises a second opening (104) via which the sealing channel (201) is connected to the surroundings of the battery. Kraftfahrzeug, umfassend eine Batterie nach einem der vorherigen Ansprüche.Motor vehicle comprising a battery according to one of the preceding claims. 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.Method for producing a battery according to one of the Claims 1 to 7th , comprising the following steps: - providing the battery cells, the housing (101) and the cover (100); - Arrangement of the battery cells within the housing (101); - connecting the cover (100) to the housing (101); - Injection of a sealing compound (203) into the sealing channel (201), the sealing compound (201) forming the seal. 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.Method according to the preceding claim, characterized in that the sealing compound (203) is injected into the sealing channel (201) after the cover (100) has been connected to the housing (101).
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