DE102019203606A1 - Battery module and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Ein erfindungsgemäßes Batteriemodul (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (50), weist ein Modulgehäuse (2) auf, das ein langgestrecktes kastenartiges Hohlprofil (4) umfasst, das wiederum eine Zellkammer (8) zur mechanisch schützenden Aufnahme einer Mehrzahl von Batteriezellen (10) in vier Raumrichtungen umgrenzt. Die Zellkammer (8) ist in einem bestimmungsgemäßen Einsatzzustand des Batteriemoduls (1) mediendicht abgeschlossen. Eine in wenigstens eine die Zellkammer (8) begrenzende Wand (6,16,20) des Modulgehäuses (2) eingebrachte Druckauslassöffnung (34) ist dabei durch ein unidirektional von der Zellkammer (8) weg öffnendes Überdruckventil (32) verschlossen.A battery module (1) according to the invention, in particular for a motor vehicle (50), has a module housing (2) which comprises an elongated box-like hollow profile (4) which in turn has a cell chamber (8) for mechanically protective accommodation of a plurality of battery cells (10) ) delimited in four spatial directions. The cell chamber (8) is sealed media-tight when the battery module (1) is used as intended. A pressure outlet opening (34) introduced into at least one wall (6, 16, 20) of the module housing (2) delimiting the cell chamber (8) is closed by a pressure relief valve (32) that opens unidirectionally away from the cell chamber (8).
Description
Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Batteriemodul.The invention relates to a battery module, in particular for a motor vehicle, and to a motor vehicle with such a battery module.
Batteriemodule kommen insbesondere bei Elektro-Kraftfahrzeugen zum Einsatz, um eine Mehrzahl von Batteriezellen aufzunehmen, diese miteinander zu verschalten und die entsprechende Ausgangsspannung einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs zu zuführen. Häufig sind Batteriemodule auch dazu eingerichtet, die Batteriezellen vor mechanischen Einflüssen, beispielsweise Aufprallkräfte bei einem Unfall, und/oder Feuchtigkeitseinbruch zu schützen. Um möglichst viele Batteriezellen im Kraftfahrzeug aufnehmen zu können, was einer hohen Fahrleistung zuträglich ist, ist es zweckmäßig, die zugeordneten, mechanisch schützenden Umhausungen möglichst klein auszuführen. Dies zieht wiederum der Nachteil nach sich, dass beim Ausfall einer Batteriezelle aus dieser häufig Medien, bspw. Elektrolyt-Flüssigkeit und/oder Rauchgase austreten. Da diese Medien dabei häufig auch Ruß enthalten, können weitere Batteriezellen durch den Kontakt mit den Medien geschädigt werden, wodurch eine Kettenreaktion ausgelöst werden könnte (auch als „thermal runaway“ bezeichnet).Battery modules are used in particular in electric motor vehicles to accommodate a plurality of battery cells, to interconnect them and to feed the corresponding output voltage to an on-board network of the motor vehicle. Battery modules are often also set up to protect the battery cells from mechanical influences, for example impact forces in the event of an accident, and / or the ingress of moisture. In order to be able to accommodate as many battery cells as possible in the motor vehicle, which is conducive to high driving performance, it is expedient to make the associated, mechanically protective housings as small as possible. This in turn has the disadvantage that if a battery cell fails, media, for example electrolyte liquid and / or smoke gases, often escape from it. Since these media often also contain soot, other battery cells can be damaged by contact with the media, which could trigger a chain reaction (also known as “thermal runaway”).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit eines Batteriemoduls zu erhöhen.The invention is based on the object of increasing the safety of a battery module.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Batteriemodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Des Weiteren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Weitere vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.This object is achieved according to the invention by a battery module with the features of
Das erfindungsgemäße Batteriemodul ist vorzugsweise zum Einsatz in einem (vorzugsweise landgestützten) Kraftfahrzeug eingerichtet und vorgesehen. Das Batteriemodul umfasst dabei ein Modulgehäuse, das ein langgestrecktes, kastenartiges Hohlprofil aufweist. Dieses Hohlprofil umgrenzt wiederum eine Zellkammer, die zur mechanischen schützenden Aufnahme einer Mehrzahl von Batteriezellen eingerichtet, zumindest in vier Raumrichtungen, die vorzugsweise paarweise senkrecht aufeinander sowie senkrecht zur Längserstreckung des Hohlprofils stehen. Die Zellkammer ist dabei in einem bestimmungsgemäßen Einsatzzustand des Batteriemoduls mediendicht abgeschlossen. Außerdem ist wenigstens eine die Zellkammer begrenzende Wand des Modulgehäuses mit wenigstens einer Druckauslassöffnung versehen, die wiederum durch ein unidirektional von der Zellkammer weg öffnendes Überdruckventil verschlossen ist.The battery module according to the invention is preferably set up and provided for use in a (preferably land-based) motor vehicle. The battery module includes a module housing which has an elongated, box-like hollow profile. This hollow profile in turn delimits a cell chamber which is set up for mechanical protective accommodation of a plurality of battery cells, at least in four spatial directions, which are preferably in pairs perpendicular to one another and perpendicular to the longitudinal extent of the hollow profile. The cell chamber is sealed media-tight when the battery module is in its intended use. In addition, at least one wall of the module housing that delimits the cell chamber is provided with at least one pressure outlet opening, which in turn is closed by an overpressure valve that opens unidirectionally away from the cell chamber.
Unter dem „bestimmungsgemäßen Einsatzzustand“ des Batteriemoduls wird hier und im Folgenden insbesondere der Zustand verstanden, in dem das Batteriemodul in das Kraftfahrzeug eingebaut ist. Vorzugsweise wird aber auch bereits der Zustand vor dem Einbau in das Kraftfahrzeug, in dem das Batteriemodul mit allen seinen Komponenten, insbesondere den Batteriezellen, Kontaktierungen, gegebenenfalls einer Lade- und/oder Entladesteuerung oder dergleichen bestimmungsgemäß bestückt ist, als bestimmungsgemäßer Einsatzzustand verstanden. Vorzugsweise sind also im bestimmungsgemäßen Einsatzzustand des Batteriemoduls mehrere Batteriezellen in die Zellkammer eingesetzt.The “intended use state” of the battery module is understood here and in the following in particular to mean the state in which the battery module is installed in the motor vehicle. Preferably, however, the state prior to installation in the motor vehicle in which the battery module with all its components, in particular the battery cells, contacts, possibly a charge and / or discharge control or the like, is properly equipped, is understood as the intended use state. Thus, when the battery module is in the intended use state, a plurality of battery cells are preferably inserted into the cell chamber.
Weiter vorzugsweise bildet das Batteriemodul einen Teil einer Batterieeinheit des Kraftfahrzeugs, wobei vorzugsweise mehrere baugleiche Batteriemodule gemeinsam in der Batterieeinheit enthalten sind.Furthermore, the battery module preferably forms part of a battery unit of the motor vehicle, with a plurality of structurally identical battery modules preferably being contained together in the battery unit.
Dadurch, dass die grundsätzlich mediendicht abgedichtete Zellkammer mit einem Überdruckventil versehen ist, wird vorteilhafterweise eine Entgasung der Zellkammer ermöglicht und somit das Risiko verringert, dass weitere Batteriezellen (insbesondere die in einer weiteren Zellkammer) aufgrund des aus der geschädigten Batteriezelle austretenden Mediums geschädigt werden. Aufgrund des nur unidirektional öffnenden Überdruckventils wird vorteilhafterweise auch verhindert, dass bei lokal auftretendem Überdruck unmittelbar im Bereich um das Batteriemodul herum befindliche Umgebungsmedien, schlimmstenfalls austretende Medien aus einem umliegenden Batteriemodul über das Überdruckventil in das Batteriemodul eindringen können.The fact that the cell chamber, which is basically sealed against media, is provided with an overpressure valve, advantageously enables degassing of the cell chamber and thus reduces the risk that further battery cells (in particular those in another cell chamber) are damaged due to the medium escaping from the damaged battery cell. Due to the unidirectional opening of the overpressure valve, it is also advantageously prevented that, in the event of locally occurring overpressure, ambient media located directly in the area around the battery module, or in the worst case, media escaping from a surrounding battery module, can penetrate the battery module via the overpressure valve.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Zellkammer durch wenigstens drei in Längsrichtung verlaufende Außenwände des Hohlprofils begrenzt. D. h. diese drei Außenwände des Hohlprofils grenzen die Zellkammer gegenüber der Umgebung des Batteriemoduls hin ab. Bevorzugt stellt das Modulgehäuse ein lasttragendes („strukturelles“) Element des Batteriemoduls dar, das zur Aufnahme und Ableitung (oder Weiterleitug) von auf das Batteriemodul wirkenden Kräften dient. In diesem Fall sind vorzugsweise auch die drei Außenwände des Hohlprofils zur Aufnahme und Ableitung von einwirkenden Lasten eingerichtet und vorgesehen. Weiter bevorzugt verlaufen die Außenwände mit ihrer Längsrichtung im bestimmungsgemäßen Einbauzustand in dem Kraftfahrzeug entlang einer Fahrzeugquerrichtung, die im Folgenden auch als Y-Richtung bezeichnet wird. Die drei Außenwände bilden dabei vorzugsweise ein U-förmiges Teilprofil des Hohlprofils, das erkanntermaßen zur Aufnahme von Kräften in Y-Richtung, in X-Richtung sowie in Z-Richtung ausgebildet ist.In a preferred embodiment, the cell chamber is delimited by at least three outer walls of the hollow profile that run in the longitudinal direction. I.e. these three outer walls of the hollow profile delimit the cell chamber from the surroundings of the battery module. The module housing preferably represents a load-bearing (“structural”) element of the battery module, which serves to absorb and dissipate (or forward) forces acting on the battery module. In this case, the three outer walls of the hollow profile are preferably also set up and provided for receiving and dissipating acting loads. More preferably, the outer walls run with their longitudinal direction in the intended installation state in the motor vehicle along a vehicle transverse direction, which is also referred to below as the Y direction. The three outer walls preferably form a U-shaped partial profile of the hollow profile, which is recognized for Absorption of forces in the Y direction, in the X direction and in the Z direction is formed.
Vorzugsweise ist das Hohlprofil durch ein Strangpressprofil, vorzugweise aus Aluminium gebildet.The hollow profile is preferably formed by an extruded profile, preferably made of aluminum.
In einer zweckmäßigen Ausführung ist die Zellkammer zumindest im bestimmungsgemäßen Einsatzzustand quer zur Längsrichtung des Hohlprofils durch einen Abschlussdeckel - vorzugsweise auf beiden Stirnseiten des Hohlprofils mit jeweils einem Abschlussdeckel - verschlossen. Der jeweilige Abschlussdeckel bildet mithin ebenfalls eine Wand, die die Zellkammer in jeweils einer weiteren Raumrichtung (senkrecht zu den vorherigen) abschließt. Vorzugweise ist dieser Abschlussdeckel ebenfalls aus Aluminium gefertigt und an das Hohlprofil angeschweißt, vorzugsweise mittels Laserstrahlschweißen.In an expedient embodiment, the cell chamber is, at least in the intended use state, closed transversely to the longitudinal direction of the hollow profile by an end cover - preferably on both end faces of the hollow profile with an end cover each. The respective end cover therefore also forms a wall that closes the cell chamber in a further spatial direction (perpendicular to the previous ones). This end cover is preferably also made of aluminum and welded to the hollow profile, preferably by means of laser beam welding.
In einer bevorzugten Weiterbildung zumindest einer der beiden vorstehend beschriebenen Ausführungen weist das Hohlprofil auf einer im bestimmungsgemäßen Einsatzzustand zur Unterseite des Kraftfahrzeugs weisenden Unterseite eine parallel zur Zellkammer verlaufende und vorzugsweise mittels drei Längswänden zur Außenseite hin begrenzte Stützkammer auf. Diese Stützkammer ist dabei mittels einer im Vergleich zu den Längswänden und den Außenwänden weniger Kräfte tragenden Trennwand von der Zellkammer abgetrennt. Bevorzugt bildet diese Stützkammer, konkret deren Längswände einen in das Batteriemodul integrierten Unterfahrschutz, d. h. eine Art Knautschzone für Aufprallkräfte, die von der Unterseite her auf das Batteriemodul wirken.In a preferred development of at least one of the two embodiments described above, the hollow profile has a support chamber running parallel to the cell chamber and preferably delimited to the outside by means of three longitudinal walls on an underside facing the underside of the motor vehicle in the intended use state. This support chamber is separated from the cell chamber by means of a partition wall that carries fewer forces compared to the longitudinal walls and the outer walls. This support chamber, specifically its longitudinal walls, preferably forms an underrun protection integrated into the battery module, i. H. a kind of crumple zone for impact forces that act on the battery module from the underside.
In einer grundsätzlich im Rahmen der Erfindung denkbaren Variante ist die Druckauslassöffnung in einer, die Zellkammer zur Umgebung hin begrenzenden Wand - insbesondere in einer der Außenwände und/oder in wenigstens einem der gegebenenfalls mehreren Abschlussdeckel - angeordnet. Dadurch werden die im Schadensfall austretenden Medien möglichst schnell von der Zellkammer und somit den darin enthaltenen Batteriezellen weggeführt.In a variant that is fundamentally conceivable within the scope of the invention, the pressure outlet opening is arranged in a wall that delimits the cell chamber towards the surroundings - in particular in one of the outer walls and / or in at least one of the optionally multiple end covers. As a result, the media escaping in the event of damage are carried away as quickly as possible from the cell chamber and thus the battery cells contained therein.
In einer bevorzugten Weiterbildung der vorstehend beschriebenen Ausführung, bei dem das Modulgehäuse die Zellkammer und die Stützkammer aufweist, ist die durch das Überdruckventil verschlossene Druckauslassöffnung in der Trennwand zwischen der Zellkammer und der Stützkammer, angeordnet. Dadurch bildet die Stützkammer, die wie vorstehend beschrieben insbesondere parallel zur Zellkammer verläuft, einen Führungs- oder einen Ableitungskanal für die im Schadensfall aus der Zellkammer ausströmenden Medien. Da die Stützkammer vorzugsweise ebenfalls einen quer zu ihrer Längserstreckung abgeschlossenen Kanal darstellt, können somit die aus der Zellkammer austretenden Medien zu den Stirnseiten des Hohlprofils und somit des Modulgehäuses abgeleitet werden, ohne dass sie mit Zellkammern benachbarter Batteriemodule und/oder deren Batteriezellen in Berührung kommen. Außerdem handelt es sich bei der Trennwand um die Wand des Hohlprofils mit den geringsten strukturellen Anforderungen. D. h. die Trennwand liegt vorteilhafterweise nicht im unmittelbaren Lastpfad entlang des Hohlprofils für den Fall eines Aufpralls auf das Batteriemodul. Zweckmäßigerweise weist die Trennwand deshalb auch eine im Vergleich zu den Außen- und den Längswänden des Hohlprofils verringerte Wandstärke auf. Die Anordnung der Druckauslassöffnung in dieser Trennwand führt dabei vorteilhafterweise nur zu einer vernachlässigbaren Schwächung der mechanischen Struktur des Modulgehäuses.In a preferred development of the embodiment described above, in which the module housing has the cell chamber and the support chamber, the pressure outlet opening closed by the pressure relief valve is arranged in the partition between the cell chamber and the support chamber. As a result, the support chamber, which, as described above, runs in particular parallel to the cell chamber, forms a guide or discharge channel for the media flowing out of the cell chamber in the event of damage. Since the support chamber preferably also represents a channel that is closed transversely to its longitudinal extension, the media emerging from the cell chamber can thus be diverted to the end faces of the hollow profile and thus of the module housing without coming into contact with cell chambers of adjacent battery modules and / or their battery cells. In addition, the partition wall is the wall of the hollow profile with the least structural requirements. I.e. the partition wall is advantageously not in the direct load path along the hollow profile in the event of an impact on the battery module. The partition wall therefore expediently also has a wall thickness that is reduced in comparison to the outer and the longitudinal walls of the hollow profile. The arrangement of the pressure outlet opening in this partition wall advantageously only leads to a negligible weakening of the mechanical structure of the module housing.
Unabhängig von der Positionierung der Druckauslassöffnung weist diese bevorzugt einen kreisförmigen oder wenigstens ovalen Querschnitt auf. Dadurch werden Spannungsspitzen in der jeweiligen, die Druckauslassöffnung tragenden Wand verringert.Regardless of the positioning of the pressure outlet opening, it preferably has a circular or at least oval cross section. This reduces stress peaks in the respective wall carrying the pressure outlet opening.
In einer bevorzugten Ausführung, vorzugsweise für den Fall, dass die Druckauslassöffnung in der Trennwand zur Stützkammer hin angeordnet ist, ist die Stützkammer stirnseitig durch ein weiteres, unidirektional zur Umgebung hin öffnendes Abschlussventil verschlossen. Vorzugsweise ist die Stützkammer dabei an ihren beiden (Stirn-)Seiten durch ein solches Abschlussventil verschlossen. Dieses verhindert vorteilhafterweise das Eindringen von Umgebungsmedien wie zum Beispiel Feuchtigkeit, Schlamm oder dergleichen, was unter Umständen zum Verschluss der Stützkammer führen könnte. Durch das Abschlussventil bleibt mithin die Durchgängigkeit der Stützkammer erhalten. Vorzugsweise ist das Abschlussventil dabei derart dimensioniert, dass bei einem Druckanstieg in der Stützkammer aufgrund eines Eintritts von Batterie-Medien durch die Druckauslassöffnung hindurch das Abschlussventil ebenfalls öffnet. Dadurch wird eine Ableitung der aus der Zellkammer austretenden Medien geführt zur Umgebung hin weiterhin ermöglicht. Optional ist es aber auch möglich, dass das jeweilige Abschlussventil erst bei einem deutlich überhöhten Überdruck in der Stützkammer öffnet, sodass sich beispielsweise bei einem vergleichsweise kleinen Schadensfall in der Zellkammer, der gerade zu einem Öffnen des Überdruckventils führt, ein gewisser Druckausgleich zwischen der Zellkammer ermöglicht wird, ohne dass dabei bereits austretende Medien in die Umgebung abgelassen werden müssten.In a preferred embodiment, preferably for the case that the pressure outlet opening is arranged in the partition wall towards the support chamber, the support chamber is closed at the end by a further shut-off valve opening unidirectionally towards the environment. The support chamber is preferably closed on both of its (front) sides by such a closing valve. This advantageously prevents the penetration of ambient media such as moisture, mud or the like, which could possibly lead to the support chamber being closed. Due to the shut-off valve, the patency of the support chamber is maintained. The closing valve is preferably dimensioned in such a way that the closing valve also opens in the event of a pressure increase in the support chamber due to the entry of battery media through the pressure outlet opening. As a result, the media emerging from the cell chamber can still be diverted to the environment. Optionally, however, it is also possible that the respective shut-off valve only opens when there is a significantly excessive overpressure in the support chamber, so that a certain pressure equalization between the cell chamber is made possible, for example, in the event of a comparatively minor damage case in the cell chamber that just leads to the overpressure valve opening without any media that has already escaped having to be drained into the environment.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist das Überdruckventil als Einweg-Ventil ausgeführt. Dadurch wird beispielsweise eine optische Kontrolle des Zustands der jeweiligen Zellkammer vereinfacht, da ein ausgelöstes Überdruckventil auf einen Schadensfall innerhalb der Zellkammer hindeutet, sodass diese auch nicht weiter betrieben werden sollte. Vorzugsweise ist alternativ oder zusätzlich auch das gegebenenfalls vorhandene Abschlussventil als ein solches Einweg-Ventil ausgeführt.In a further useful embodiment, the pressure relief valve is designed as a one-way valve. This simplifies, for example, a visual check of the state of the respective cell chamber, since a triggered overpressure valve indicates a case of damage within the cell chamber, so that it should no longer be operated. As an alternative or in addition, the shut-off valve which may be present is preferably also designed as such a one-way valve.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung, vorzugsweise im Fall, dass das Überdruckventil und/oder das gegebenenfalls vorhandene Abschlussventil als Einweg-Ventil ausgebildet ist, weist das Überdruckventil und/oder das Abschlussventil einen Verschlusspfropfen auf, der wiederum eine konische oder zumindest pyramidale Geometrie aufweist. Im bestimmungsgemäßen Einsatzzustand ist dieser Verschlusspfropfen dabei mit seinem verjüngten Ende in Richtung in die Zellkammer hinein in die Druckauslassöffnung bzw. in Richtung in die Stützkammer hinein in die entsprechende Auslassöffnung der Stützkammer eingesetzt. Mit anderen Worten ist der entsprechende Verschlusspfropfen von der Außenseite der jeweiligen Kammer in die Druckauslassöffnung bzw. Auslassöffnung eingesetzt. Aufgrund der konischen oder der pyramidalen Geometrie ist dabei vorteilhafterweise ein Durchdrücken des Verschlusspfropfens durch die Druckauslassöffnung bzw. die Auslassöffnung in die entsprechende dahinterliegende Kammer hinein verhindert. Somit kann bei einem Druckablass aus einer benachbarten Zellkammer ,der zumindest lokal in der Nähe der Druckauslassöffnung dieser Zellkammer erfolgt, ein Eindringen der aus der benachbarten Zellkammer austretenden Medien durch die verschlossene Druckauslassöffnung hindurch verhindert werden. In bevorzugter Variante weist der jeweilige Verschlusspfropfen die konische Geometrie auf, da auch die Druckauslassöffnung vorzugsweise kreisförmig ausgebildet ist.In a further preferred embodiment, preferably in the case that the pressure relief valve and / or the possibly existing shut-off valve is designed as a one-way valve, the overpressure valve and / or the shut-off valve has a plug which in turn has a conical or at least pyramidal geometry. When used as intended, this sealing plug is inserted with its tapered end in the direction of the cell chamber into the pressure outlet opening or in the direction of the support chamber into the corresponding outlet opening of the support chamber. In other words, the corresponding sealing plug is inserted into the pressure outlet opening or outlet opening from the outside of the respective chamber. Because of the conical or pyramidal geometry, it is advantageous here to prevent the sealing plug from being pushed through the pressure outlet opening or the outlet opening into the corresponding chamber located behind it. Thus, in the event of a pressure release from an adjacent cell chamber, which occurs at least locally in the vicinity of the pressure outlet opening of this cell chamber, penetration of the media emerging from the adjacent cell chamber through the closed pressure outlet opening can be prevented. In a preferred variant, the respective closure plug has the conical geometry, since the pressure outlet opening is also preferably circular.
Insbesondere für den Fall, dass die Druckauslassöffnung in der Trennwand zwischen der Stützkammer und der Zellkammer angeordnet und mithin durch den Verschlusspfropfen verschlossen ist, ist der Verschlusspfropfen in einer zweckmäßigen Ausführung durch eine temporäre Montageöffnung in der unterseitigen Längswand - auch als Bodenwand bezeichnet - der Stützkammer in die Druckauslassöffnung eingesetzt. Die temporäre Montageöffnung ist dabei vorzugsweise nach der Montage des Verschlusstropfens dicht verschlossen, beispielsweise mittels eines Deckels verschweißt.In particular in the event that the pressure outlet opening is arranged in the partition between the support chamber and the cell chamber and is therefore closed by the sealing plug, the sealing plug is in an expedient embodiment through a temporary assembly opening in the underside longitudinal wall - also referred to as the bottom wall - of the support chamber the pressure outlet is inserted. The temporary assembly opening is preferably tightly closed after assembly of the closure plug, for example welded by means of a cover.
In einer optionalen Variante ist der Verschlusspfropfen vorzugsweise durch einen - insbesondere geschlossen-porigen - Schaum gebildet, der zur Montage komprimiert und somit in eine näherungsweise zylindrische Form gebracht wird und anschließend von der Innenseite der Zellkammer durch die Druckauslassöffnung hindurch in Richtung der Stützkammer gesteckt wird. Anschließend expandiert der Verschlusspfropfen - beispielsweise aufgrund eines Memoryeffekts, einer Wärmeeinwirkung und/oder dergleichen -, sodass er wieder seine konische (oder pyramidale) Geometrie annimmt. Optional wird der Verschlusspfropfen dabei nach seiner Montage auch noch ausgehärtet, beispielsweise vernetzt, sodass eine Rückverformung in eine Struktur, in der er durch die Druckauslassöffnung passen würde, unterbunden ist. Vorzugsweise ist aber bereits die durch die elastische und/oder den Memoryeffekt bedingte Expansion ausreichend, um auch im Entgasungsfall einer benachbarten Zellkammer eine hinreichende Dichtwirkung in Richtung in die „eigene“ Zellkammer hinein zu bewirken.In an optional variant, the sealing plug is preferably formed by a - in particular closed-pore - foam, which is compressed for assembly and thus brought into an approximately cylindrical shape and then inserted from the inside of the cell chamber through the pressure outlet opening in the direction of the support chamber. The closure plug then expands - for example due to a memory effect, the action of heat and / or the like - so that it again assumes its conical (or pyramidal) geometry. Optionally, the sealing plug is also hardened after its assembly, for example cross-linked, so that it is prevented from being deformed back into a structure in which it would fit through the pressure outlet opening. Preferably, however, the expansion caused by the elastic and / or the memory effect is already sufficient to produce a sufficient sealing effect in the direction of the “own” cell chamber even in the case of degassing of an adjacent cell chamber.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist die Zellkammer des Modulgehäuses durch einen Anschlussblock, der zur Kontaktierung der aufgenommenen Batteriezellen in der Zellkammer mit einem übergeordneten Netz - insbesondere einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs - in zwei in Längsrichtung voneinander getrennte Teilkammern unterteilt. Dies ist insbesondere dahingehend zweckmäßig, da vorzugsweise im bestimmungsgemäßen Einbauzustand das Batteriemodul und somit auch das Modulgehäuse sich näherungsweise über die gesamte Fahrzeugbreite erstrecken. Die Batteriezellen weisen jedoch üblicherweise regelmäßig nicht eine derartig große Längserstreckung auf. Durch die Unterteilung der Zellkammer kann somit Verdrahtungsaufwand, d. h. insbesondere eine Durchführung von Leiterbahnen zur Kontaktierung aller in der Zellkammer angeordneten Batteriezellen über die gesamte Länge des Modulgehäuses hinweg verringert werden. Zudem ist dadurch auch eine Kontaktierung mit dem Bordnetz des Fahrzeugs im insbesondere sichersten Bereich des Fahrzeugs, nämlich dessen Mitte ermöglicht. Vorzugsweise ist hierbei jeder dieser durch den Anschlussblock gebildeten Teilkammern eine korrespondierende Druckauslassöffnung sowie ein entsprechend zugeordnetes Überdruckventil zugeordnet.In a further expedient embodiment, the cell chamber of the module housing is divided into two longitudinally separated sub-chambers by a connection block which is used to contact the battery cells in the cell chamber with a superordinate network - in particular a vehicle electrical system. This is particularly useful to the extent that the battery module and thus also the module housing preferably extend over approximately the entire width of the vehicle in the intended installation state. However, the battery cells usually do not usually have such a large longitudinal extent. By dividing the cell chamber, wiring costs, i.e. H. in particular, a lead-through of conductor tracks for making contact with all battery cells arranged in the cell chamber can be reduced over the entire length of the module housing. In addition, this also enables contact to be made with the vehicle electrical system in the particularly safest area of the vehicle, namely its center. In this case, each of these sub-chambers formed by the connection block is preferably assigned a corresponding pressure outlet opening and a correspondingly assigned pressure relief valve.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist wenigstens ein Batteriemodul der vorstehend beschriebenen Art auf. Vorzugsweise weist das Kraftfahrzeug jedoch eine Mehrzahl, d. h. wenigstens zwei dieser Batteriemodule auf, die vorzugsweise parallel zueinander und quer zur Längserstreckung des Fahrzeugs (d. h. in Fahrzeugquerrichtung) angeordnet sind.The motor vehicle according to the invention has at least one battery module of the type described above. Preferably, however, the motor vehicle has a plurality, i. H. at least two of these battery modules, which are preferably arranged parallel to one another and transversely to the longitudinal extent of the vehicle (i.e. in the transverse direction of the vehicle).
Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden insbesondere derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch als Alternativen zueinander ausgebildet sein können.The conjunction “and / or” is to be understood here and in the following in particular in such a way that the features linked by means of this conjunction can be designed both together and as alternatives to one another.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
-
1 in einer schematischen, aufgebrochenen Perspektivansicht ein Batteriemodul, -
2 in einem schematischen Querschnitt ein Hohlprofil, das ein Modulgehäuse des Batteriemoduls bildet, -
3 in einem schematischen Längsschnitt III-III gemäß 2 das Batteriemodul, -
4-8 jeweils in Ansicht gemäß3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Batteriemoduls, -
9 inAnsicht gemäß 2 wiederum ein weiteres Ausführungsbeispiel des Batteriemoduls, und -
10 in einer schematischen Seitenansicht ein Kraftfahrzeug.
-
1 a schematic, broken perspective view of a battery module, -
2 in a schematic cross section a hollow profile which forms a module housing of the battery module, -
3 in a schematic longitudinal section III-III according to2 the battery module, -
4-8 each in view according to3 another embodiment of the battery module, -
9 in view according to2 again another embodiment of the battery module, and -
10 in a schematic side view a motor vehicle.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are always provided with the same reference symbols in all figures.
In
Das Hohlprofil
Die Zellkammer
Um im Fall zum Beispiel eines Kurzschlusses in einer der Batteriezellen
In dem Ausführungsbeispiel gemäß
Das Überdruckventil
In
In
In den
In
Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden. Insbesondere können die anhand der verschiedenen Ausführungsbeispiele beschriebenen Einzelmerkmale der Erfindung und deren Ausgestaltungsvarianten auch in anderer Weise miteinander kombiniert werden.The subject matter of the invention is not limited to the exemplary embodiments described above. Rather, further embodiments of the invention can be derived from the above description by a person skilled in the art. In particular, the individual features of the invention described on the basis of the various exemplary embodiments and their design variants can also be combined with one another in other ways.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- BatteriemodulBattery module
- 22
- ModulgehäuseModule housing
- 44th
- HohlprofilHollow profile
- 66th
- AußenwandOuter wall
- 88th
- ZellkammerCell chamber
- 1010
- BatteriezelleBattery cell
- 1212
- LängswandLongitudinal wall
- 1414th
- StützkammerSupport chamber
- 1616
- Trennwandpartition wall
- 1818th
- StützwandRetaining wall
- 2020th
- AbschlussdeckelEnd cover
- 2222nd
- TeilkammerSubchamber
- 2424
- LängsrichtungLongitudinal direction
- 2626th
- AnschlussblockConnection block
- 2828
- LeiterbahnTrack
- 3030th
- AnschlusskontaktConnection contact
- 3232
- ÜberdruckventilPressure relief valve
- 3434
- DruckauslassöffnungPressure outlet
- 3636
- VerschlusspfropfenSealing plug
- 3838
- AuslassöffnungOutlet opening
- 4040
- AbschlussventilShut-off valve
- 4242
- VerschlusspfropfenSealing plug
- 4444
- Barrierebarrier
- 4646
- TeilkammerSubchamber
- 5050
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 5252
- KraftmaschinePower machine
- 5454
- BordnetzElectrical system
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019203606.6A DE102019203606A1 (en) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | Battery module and motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102019203606.6A DE102019203606A1 (en) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | Battery module and motor vehicle |
Publications (1)
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DE102019203606A1 true DE102019203606A1 (en) | 2020-09-24 |
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ID=72334303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102019203606.6A Pending DE102019203606A1 (en) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | Battery module and motor vehicle |
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DE (1) | DE102019203606A1 (en) |
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-
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