DE102020106780A1 - Battery with module holder for receiving hot gas and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Batterie (1) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend- zumindest ein Batteriemodul (2) mit einem Zellpaket (4) aus einer Vielzahl von entlang einer Stapelrichtung (S) aneinander gestapelten Batteriezellen (5) sowie mit einem Zellmodulrahmen (9) zum Halten des Zellpakets (4), wobei die Batteriezellen (5) an zumindest einem Seitenbereich (6) des Zellpakets (4) angeordnete Entgasungselemente (7) zum Auslassen eines Heißgases (8) aufweisen,- ein Batteriegehäuse zum Aufnehmen des zumindest einen Batteriemoduls (2); und- zumindest eine sich in Stapelrichtung (S) erstreckende Modulhalterung (11), welche an dem Batteriegehäuse befestigt ist, an welcher der Zellmodulrahmen (9) befestigt ist und welche zumindest eine sich entlang der Stapelrichtung (S) erstreckenden Aufnahmekammer (16) für Heißgas (8) aufweist, wobei ein Wandbereich (17) der Aufnahmekammer (16) dem Seitenbereich (6) des Zellpakets (4) mit den Entgasungselementen (7) zugewandt ist und dazu ausgelegt ist, das Heißgas (8) zumindest einer Batteriezelle (5) in die Aufnahmekammer (16) einzulassen.The invention relates to a battery (1) for a motor vehicle, having at least one battery module (2) with a cell pack (4) composed of a plurality of battery cells (5) stacked one on top of the other along a stacking direction (S) and with a cell module frame (9) for Holding the cell pack (4), the battery cells (5) having degassing elements (7) arranged on at least one side area (6) of the cell pack (4) for discharging a hot gas (8), a battery housing for accommodating the at least one battery module (2) ); and- at least one module holder (11) extending in the stacking direction (S), which is fastened to the battery housing, to which the cell module frame (9) is fastened and which has at least one receiving chamber (16) for hot gas extending along the stacking direction (S) (8), wherein a wall area (17) of the receiving chamber (16) faces the side area (6) of the cell pack (4) with the degassing elements (7) and is designed to discharge the hot gas (8) of at least one battery cell (5) to let into the receiving chamber (16).
Description
Die Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug aufweisend zumindest ein Batteriemodul mit einem Zellpaket aus einer Vielzahl von entlang einer Stapelrichtung aneinander gestapelten Batteriezellen sowie mit einem Zellmodulrahmen zum Halten des Zellpakets. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a battery for a motor vehicle having at least one battery module with a cell pack composed of a plurality of battery cells stacked one on top of the other along a stacking direction and with a cell module frame for holding the cell pack. The invention also relates to a motor vehicle.
Vorliegend richtet sich das Interesse auf Batterien für Kraftfahrzeuge, insbesondere Traktionsbatterien für elektrisch antreibbare Kraftfahrzeuge, also Hybrid- oder Elektrofahrzeuge. Solche Batterien weisen üblicherweise mehrere Batteriemodule auf, welche miteinander verschaltet sind und in einem Batteriegehäuse angeordnet sind. Die Batteriemodule weisen eine Verschaltung aus mehreren Batteriezellen auf, welche beispielsweise entlang einer Stapelrichtung zu einem Zellpaket gestapelt sind. Die Batteriezellen weisen üblicherweise ein Entgasungselement, beispielsweise eine Berstmembran auf, über welches ein im Falle eines thermischen Ereignisses in einem Zellgehäuse der Batteriezelle entstehendes Heißgas aus dem Zellgehäuse entweichen kann.In the present case, the interest is directed towards batteries for motor vehicles, in particular traction batteries for electrically driven motor vehicles, that is to say hybrid or electric vehicles. Such batteries usually have a plurality of battery modules which are interconnected with one another and are arranged in a battery housing. The battery modules have an interconnection made up of a plurality of battery cells, which are stacked, for example, along a stacking direction to form a cell pack. The battery cells usually have a degassing element, for example a bursting membrane, via which a hot gas that occurs in a cell housing of the battery cell in the event of a thermal event can escape from the cell housing.
Dieses Heißgas transportiert Hitze sowie heiße Partikel aus dem Zellgehäuse der Batteriezelle in einen Innenraum des Batteriegehäuses. Die Partikel können Kurzschlüsse an anderen Stellen des Batteriemoduls oder der Batterie verursachen. Diese elektrischen Kurzschlüsse in der Nähe oder Ferne von der entgasenden Batteriezelle können weitere thermische Ereignisse, also eine thermische Propagation, zur Folge haben. Dazu ist beispielsweise aus der
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstige und gewichtssparende Lösung zum Aufnehmen von Heißgas einer Batteriezelle einer Batterie eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.It is the object of the present invention to provide a cost-effective and weight-saving solution for taking up hot gas from a battery cell of a battery of a motor vehicle.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Batterie sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.According to the invention, this object is achieved by a battery and a motor vehicle having the features according to the respective independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject matter of the dependent claims, the description and the figures.
Eine erfindungsgemäße Batterie für ein Kraftfahrzeug weist zumindest ein Batteriemodul auf. Das zumindest eine Batteriemodul weist ein Zellpaket aus einer Vielzahl von entlang einer Stapelrichtung aneinander gestapelten Batteriezellen sowie einen Zellmodulrahmen zum Halten des Zellpakets auf, wobei die Batteriezellen an zumindest einem Seitenbereich des Zellpakets angeordnete Entgasungselemente zum Auslassen eines Heißgases aufweisen. Außerdem weist die Batterie ein Batteriegehäuse zum Aufnehmen des zumindest einen Batteriemoduls und zumindest eine sich in Stapelrichtung erstreckende Modulhalterung auf, welche an dem Batteriegehäuse befestigt ist, an welcher der Zellmodulrahmen zum Halten des zumindest einen Batteriemoduls befestigt ist und welche zumindest eine sich entlang der Stapelrichtung erstreckenden Aufnahmekammer für Heißgas aufweist. Im befestigten Zustand des zumindest einen Batteriemoduls an der zumindest einen Modulhalterung ist ein Wandbereich der Aufnahmekammer dem Seitenbereich des Zellpakets mit den Entgasungselementen zugewandt und dazu ausgelegt, das Heißgas zumindest einer Batteriezelle des Zellpakets in die Aufnahmekammer einzulassen.A battery according to the invention for a motor vehicle has at least one battery module. The at least one battery module has a cell pack made up of a plurality of battery cells stacked one on top of the other along a stacking direction and a cell module frame for holding the cell pack, the battery cells having degassing elements arranged on at least one side area of the cell pack for discharging a hot gas. In addition, the battery has a battery housing for receiving the at least one battery module and at least one module holder extending in the stacking direction, which is fastened to the battery housing, to which the cell module frame for holding the at least one battery module is fastened and which at least one extending along the stacking direction Has receiving chamber for hot gas. When the at least one battery module is attached to the at least one module holder, a wall area of the receiving chamber faces the side area of the cell pack with the degassing elements and is designed to let the hot gas of at least one battery cell of the cell pack into the receiving chamber.
Die Batterie ist insbesondere als eine Traktionsbatterie für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug ausgebildet. Insbesondere ist die Batterie als eine Hochvoltbatterie bzw. ein Hochvoltakkumulator ausgebildet. Die Batteriezellen sind insbesondere als prismatische Batteriezellen mit einem flachquaderförmigen Zellgehäuse ausgebildet und in der Stapelrichtung zu dem Zellpaket bzw. Zellstapel gestapelt. Die Zellgehäuse weisen dabei einen Gehäuseboden, einen Gehäusedeckel, eine Gehäusefrontwand, eine Gehäuserückwand und zwei Gehäuseseitenwände auf. Die Gehäusedeckel bilden dabei eine Oberseite des Zellpakets, die Gehäuseböden bilden eine Unterseite des Zellpakets und die Gehäuseseitenwände bilden die Seitenbereiche des Zellpakets. Die Gehäusefrontwand einer frontseitig in dem Zellpaket angeordneten Batteriezelle bildet eine Vorderseite des Zellpakets und die Gehäuserückwand einer rückseitig in dem Zellpaket angeordneten Batteriezelle bildet eine Rückseite des Zellpakets. Die Batteriezellen weisen Entgasungselemente, beispielsweise Berstmembranen, auf, welche hier insbesondere an zumindest einer der Gehäuseseitenwände angeordnet ist. Die Entgasungselemente dienen zum Auslassen eines Heißgases aus dem Zellgehäuse im Falle eines thermischen Ereignisses einer Batteriezelle. Somit sind die Entgasungselemente an zumindest einem Seitenbereich des Zellpakets angeordnet. Es kann auch sein, dass an jeder Gehäuseseitenwand einer Batteriezelle ein Entgasungselement angeordnet ist oder dass die Entgasungselemente der Batteriezellen abwechselnd an einer ersten und einer zweiten Gehäuseseitenwand in dem Zellpaket angeordnet sind, sodass an beiden Seitenbereichen des Zellpakets Entgasungselemente angeordnet sind.The battery is designed in particular as a traction battery for an electrically drivable motor vehicle. In particular, the battery is designed as a high-voltage battery or a high-voltage accumulator. The battery cells are designed in particular as prismatic battery cells with a flat, cuboid cell housing and are stacked in the stacking direction to form the cell pack or cell stack. The cell housings have a housing base, a housing cover, a housing front wall, a housing rear wall and two housing side walls. The housing covers form an upper side of the cell stack, the housing bottoms form an underside of the cell stack and the housing side walls form the side areas of the cell stack. The housing front wall of a battery cell arranged on the front side in the cell packet forms a front side of the cell packet and the rear housing wall of a battery cell arranged on the rear side in the cell packet forms a rear side of the cell packet. The battery cells have degassing elements, for example bursting membranes, which are arranged here in particular on at least one of the housing side walls. The degassing elements are used to discharge a hot gas from the cell housing in the event of a thermal event in a battery cell. The degassing elements are thus arranged on at least one side area of the cell stack. It can also be that a degassing element is arranged on each housing side wall of a battery cell or that the degassing elements of the battery cells are arranged alternately on a first and a second housing side wall in the cell stack, so that degassing elements are arranged on both side areas of the cell stack.
Die Batterie weist außerdem das Batteriegehäuse auf, welches beispielsweise aus Aluminium gebildet sein kann. Das Batteriegehäuse weist beispielsweise ein wannenartiges Gehäuseunterteil sowie ein Gehäuseoberteil bzw. einen Gehäusedeckel auf, welche einen Innenraum zum Aufnehmen des zumindest einen Batteriemoduls umschließen. Das Gehäuseunterteil kann beispielsweise einen Bodenbereich sowie eine den Bodenbereich umgebende Wandung aufweisen. Zum Halten des zumindest einen Batteriemoduls ist die zumindest eine Modulhalterung an dem Batteriegehäuse, insbesondere an dem Gehäuseunterteil, befestigt. Die Modulhalterung ist insbesondere strebenartig, beispielsweise als eine Querstrebe ausgebildet, welche sich in einer Querrichtung (parallel zur Stapelrichtung) zwischen zwei in Querrichtung einander gegenüberliegenden Bereichen der Wandung des Gehäuseunterteils erstreckt. Beispielsweise kann die zumindest eine Modulhalterung mit dem Batteriegehäuse verschweißt sein.The battery also has the battery housing, which can be formed from aluminum, for example. The battery housing has, for example, a trough-like lower housing part and an upper housing part or a housing cover, which enclose an interior space for receiving the at least one battery module. The lower housing part can, for example, have a base area and a wall surrounding the base area. To hold the at least one battery module, the at least one module holder is fastened to the battery housing, in particular to the housing lower part. The module holder is in particular strut-like, for example designed as a cross strut, which extends in a transverse direction (parallel to the stacking direction) between two areas of the wall of the lower housing part that are opposite one another in the transverse direction. For example, the at least one module holder can be welded to the battery housing.
An zumindest einer Modulhalterung ist das zumindest eine Batteriemodul befestigt. Die Modulhalterung kann auch mehrere, in Stapelrichtung hintereinander angeordnete Batteriemodule halten. Insbesondere ist das zumindest eine Batteriemodul an zwei parallel und beabstandet zueinander angeordneten Modulhalterungen befestigt, welche sich entlang der Stapelrichtung entlang der zwei einander gegenüberliegenden Seitenbereiche des Zellpakets erstrecken. Senkrecht zur Stapelrichtung bzw. Querrichtung, in einer Längsrichtung, können mehrere Batteriemodule nebeneinander angeordnet sein, wobei sich zwei benachbarte Batteriemodule die dazwischen liegende Modulhalterung teilen können. Die Modulhalterung ist vorzugsweise, zusätzlich zum Halten des zumindest einen Batteriemoduls dazu ausgelegt, eine unfallbedingte Kraftbeaufschlagung auf die Batterie aufzunehmen.The at least one battery module is fastened to at least one module holder. The module holder can also hold several battery modules arranged one behind the other in the stacking direction. In particular, the at least one battery module is fastened to two module holders which are arranged parallel and spaced apart from one another and which extend along the stacking direction along the two opposite side regions of the cell package. A plurality of battery modules can be arranged next to one another perpendicular to the stacking direction or transverse direction, in a longitudinal direction, wherein two adjacent battery modules can share the module holder located in between. In addition to holding the at least one battery module, the module holder is preferably designed to receive an accident-related application of force to the battery.
Zusätzlich fungiert die zumindest eine Modulhalterung als Heißgasaufnehmer im Falle einer Entgasung einer Batteriezelle. Dazu erstreckt sich die zumindest eine Modulhalterung entlang des Seitenbereiches des Zellpakets mit den Entgasungselementen. Die Entgasungselemente sind also der zumindest einen Modulhalterung zugewandt, sodass die zumindest eine Modulhalterung in einem Strömungspfad eines aus den Batteriezellen austretenden Heißgases liegt. Zum Aufnehmen des Heißgases, insbesondere von heißen Partikeln, welche durch das Heißgas aus den Zellgehäusen transportiert wird, weist die zumindest eine Modulhalterung die zumindest eine Aufnahmekammer auf, welche sich entlang des Seitenbereiches mit den Entgasungselementen erstreckt. Die Aufnahmekammer weist den Wandbereich auf, welcher überlappend mit dem Seitenbereich mit den Entgasungselementen angeordnet ist. Über diesen Wandbereich kann das Heißgas mit den heißen Partikeln einer Batteriezelle in die Aufnahmekammer eindringen und dort gesammelt und/oder von dort aus abgeleitet werden.In addition, the at least one module holder functions as a hot gas sensor in the event that a battery cell is degassed. For this purpose, the at least one module holder extends along the side area of the cell stack with the degassing elements. The degassing elements therefore face the at least one module holder, so that the at least one module holder lies in a flow path of a hot gas emerging from the battery cells. The at least one module holder has the at least one receiving chamber, which extends along the side area with the degassing elements, to receive the hot gas, in particular hot particles, which are transported out of the cell housings by the hot gas. The receiving chamber has the wall area which is arranged so as to overlap with the side area with the degassing elements. The hot gas with the hot particles of a battery cell can penetrate into the receiving chamber via this wall area and be collected there and / or discharged from there.
Durch das Einleiten des Heißgases in die Aufnahmekammer kann erreicht werden, dass die Partikel gezielt an einer Stelle gesammelt werden, an welcher sie keinen Schaden, beispielsweise einen unerwünschten Kurzschluss, in der Batterie verursachen können. Durch das Nutzen der ohnehin benötigten Modulhalterung zum Aufnehmen des Heißgases kann außerdem in vorteilhafter Weise auf platzaufwändige und teure zusätzliche Bauteile verzichtet werden.By introducing the hot gas into the receiving chamber, it can be achieved that the particles are specifically collected at a point at which they cannot cause any damage, for example an undesired short circuit, in the battery. By using the module holder for receiving the hot gas, which is required anyway, it is also advantageously possible to dispense with space-consuming and expensive additional components.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Modulhalterung als ein Rohr ausgebildet ist, welches einen sich in Stapelrichtung erstreckenden Hohlraum als die Aufnahmekammer aufweist. Das Rohr kann einen beliebigen Querschnitt, beispielsweise einen rechteckförmigen oder trapezförmigen Querschnitt, aufweisen. Eine dem Seitenbereich des Zellpakets zugewandte, an den Hohlraum angrenzende Rohrwandung bildet den Wandbereich, über welchen das Heißgas in die Aufnahmekammer eindringen kann. Eine solche als Rohr ausgebildete Modulhalterung ist besonders einfach zu fertigen.It can be provided that the at least one module holder is designed as a tube which has a cavity extending in the stacking direction as the receiving chamber. The tube can have any cross-section, for example a rectangular or trapezoidal cross-section. A pipe wall facing the side area of the cell stack and adjoining the cavity forms the wall area via which the hot gas can penetrate into the receiving chamber. Such a module holder designed as a tube is particularly easy to manufacture.
Besonders bevorzugt ist die zumindest eine Modulhalterung als ein Doppelrohr ausgebildet, welches zwei Aufnahmekammern in Form von sich in Stapelrichtung erstreckenden Hohlräumen aufweist, wobei eine Zwischenwand zwischen den Aufnahmekammern als ein sich in Stapelrichtung erstreckender Doppel-T-Träger ausgebildet ist, welcher dazu ausgelegt ist, eine unfallbedingte Kraftbeaufschlagung auf das Batteriegehäuse aufzunehmen. Eine solche Modulhalterung kann beispielsweise als ein extrudiertes Strangpressprofil ausgebildet sein. Die Modulhalterung dient insbesondere zum Halten von zumindest zwei Batteriemodulen, wobei die Modulhalterung zwischen den zumindest zwei Batteriemodulen angeordnet ist. Jedem Batteriemodul ist dabei eine Aufnahmekammer zugeordnet, wobei eine erste Aufnahmekammer angrenzend an eine erste Seite des Doppel-T-Trägers angeordnet ist und eine zweite Aufnahmekammer angrenzend an eine zweite Seite des Doppel-T-Trägers angeordnet ist. Eine erste seitliche Rohrwandung, welche dem Seitenbereich eines ersten Batteriemoduls zugewandt ist, bildet einen ersten Wandbereich der ersten Aufnahmekammer und eine zweite seitliche Rohrwandung, welche dem Seitenbereich eines zweiten Batteriemoduls zugewandt ist, bildet einen zweiten Wandbereich der zweiten Aufnahmekammer. Dadurch dass der Doppel-T-Träger als Crashelement dient, welches dazu ausgelegt ist, eine Kraft auf die Batterie infolge eines Unfalls des Kraftfahrzeugs aufzunehmen und somit eine Zerstörung der Batteriezellen zu verhindern, können die Rohrwandungen besonders dünn ausgebildet werden, sodass die Modulhalterung besonders gewichtsparend ausgebildet ist.The at least one module holder is particularly preferably designed as a double tube, which has two receiving chambers in the form of cavities extending in the stacking direction, an intermediate wall between the receiving chambers being designed as a double-T-beam extending in the stacking direction, which is designed to to absorb an accident-related application of force to the battery housing. Such a module holder can be designed, for example, as an extruded extruded profile. The module holder is used in particular to hold at least two battery modules, the module holder being arranged between the at least two battery modules. A receiving chamber is assigned to each battery module, a first receiving chamber being arranged adjacent to a first side of the double T-beam and a second receiving chamber being arranged adjacent to a second side of the double T-beam. A first lateral tube wall facing the side area of a first battery module forms a first wall area of the first receiving chamber and a second lateral tube wall facing the side area of a second battery module forms a second wall area of the second receiving chamber. Because the double T-beam serves as a crash element, which is designed to absorb a force on the battery as a result of an accident in the motor vehicle and thus to prevent destruction of the battery cells, the pipe walls can be particularly thin be formed so that the module holder is designed to be particularly weight-saving.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn der zumindest eine Wandbereich eine Perforation zum Einlassen des Heißgases in die Aufnahmekammer aufweist. Der Wandbereich kann also eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen, durch welche das Heißgas und die Partikel in die Aufnahmekammer eindringen können. Auch kann der zumindest eine Wandbereich zumindest eine Sollbruchstelle aufweisen, welche bei Beaufschlagung mit dem Heißgas zum Einlassen des Heißgases in die Aufnahmekammer zerstörbar ist. Beispielsweise kann die Sollbruchstelle hergestellt sein, indem der Wandbereich mit einer derart geringen Dicke ausgebildet ist, dass er durch das auftreffende Heißgas zumindest bereichsweise schmelzbar ist.It proves to be advantageous if the at least one wall area has a perforation for admitting the hot gas into the receiving chamber. The wall area can therefore have a multiplicity of openings through which the hot gas and the particles can penetrate into the receiving chamber. The at least one wall area can also have at least one predetermined breaking point, which can be destroyed when the hot gas is applied in order to let the hot gas into the receiving chamber. For example, the predetermined breaking point can be produced by designing the wall area with such a small thickness that it can be melted at least in certain areas by the hot gas impinging on it.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist der Modulrahmen zumindest ein flügelartiges, von dem Seitenbereich des Zellpakets abstehendes Halteelement auf, welches auf eine Oberseite der Modulhalterung aufgelegt ist und an der Modulhalterung befestigt ist. Insbesondere weist die Batterie eine Klemmleiste auf, welche auf dem zumindest einen flügelartigen Halteelement angeordnet ist und mit der Oberseite der Modulhalterung mechanisch verbunden ist, sodass das zumindest eine flügelartige Halteelement zwischen der Oberseite der Modulhalterung und der Klemmleiste eingeklemmt ist. Das Batteriemodul kann also hängend an der Modulhalterung befestigt werden. Die Oberseite kann beispielsweise durch einen sich horizontal erstreckenden Flansch des Doppel-T-Trägers ausgebildet sein. Die Oberseite kann Schraublöcher aufweisen, in welche Schrauben der Klemmleiste eingeschraubt werden können.In one embodiment of the invention, the module frame has at least one wing-like holding element protruding from the side area of the cell packet, which is placed on an upper side of the module holder and is fastened to the module holder. In particular, the battery has a terminal strip which is arranged on the at least one wing-like holding element and is mechanically connected to the top of the module holder, so that the at least one wing-like holding element is clamped between the upper side of the module holder and the terminal strip. The battery module can therefore be attached to the module holder while hanging. The upper side can be formed, for example, by a horizontally extending flange of the double T-beam. The top can have screw holes into which screws of the terminal strip can be screwed.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Batteriegehäuse ein Wandprofil mit einem Hohlkanal auf, wobei die zumindest eine Modulhalterung derart mit dem Wandprofil verbunden ist, dass die Aufnahmekammer in den Hohlkanal mündet und dass das sich in der Aufnahmekammer befindliche Heißgas über den Hohlkanal aus einem Innenraum des Batteriegehäuses ableitbar ist. Das Wandprofil kann beispielsweise durch die sich in Längsrichtung erstreckende Wandungen des Gehäuseunterteils ausgebildet sein, an welchen die als Querstreben ausgebildeten Modulhalter befestigt sind. Das Wandprofil bildet somit sich in Längsrichtung erstreckende Seitenschweller des Batteriegehäuses. In dem Wandprofil können Öffnungen angeordnet sein, welche fluchtend zu Öffnungen der Aufnahmekammern der Modulhalter angeordnet sind. Der Hohlkanal ist dabei insbesondere außerhalb des Batteriegehäuses angeordnet. Das in die Aufnahmekammer eingeleitete Heißgas kann also über den Hohlkanal des Wandprofils aus dem Innenraum des Batteriegehäuses nach außen hin abgeleitet werden. Hierdurch kann verhindert werden, dass durch das Heißgas einer Batteriezelle weitere Komponenten in dem Innenraum des Batteriegehäuses überhitzen.In an advantageous development of the invention, the battery housing has a wall profile with a hollow channel, the at least one module holder being connected to the wall profile in such a way that the receiving chamber opens into the hollow channel and that the hot gas located in the receiving chamber comes from an interior space via the hollow channel of the battery housing can be derived. The wall profile can be formed, for example, by the walls of the lower housing part which extend in the longitudinal direction and to which the module holders, which are designed as transverse struts, are attached. The wall profile thus forms side sills of the battery housing that extend in the longitudinal direction. Openings can be arranged in the wall profile, which are arranged in alignment with openings in the receiving chambers of the module holder. The hollow channel is arranged in particular outside the battery housing. The hot gas introduced into the receiving chamber can thus be diverted to the outside from the interior of the battery housing via the hollow channel of the wall profile. This can prevent further components in the interior of the battery housing from overheating due to the hot gas of a battery cell.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Batterie. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug ausgebildet.The invention also relates to a motor vehicle with a battery according to the invention. The motor vehicle is designed in particular as an electrically drivable motor vehicle.
Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Batterie vorgestellten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.The embodiments presented with reference to the battery according to the invention and their advantages apply accordingly to the motor vehicle according to the invention.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention emerge from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Explosionsdarstellung von Teilen einer Batterie; -
2 eine schematische Darstellung eine Modulhalterung und ein Zellpaket der Batterie; -
3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Modulhalterung; -
4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Modulhalterung; und -
5 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Modulhalterung.
-
1 an exploded view of parts of a battery; -
2 a schematic representation of a module holder and a cell pack of the battery; -
3 a schematic representation of a first embodiment of the module holder; -
4th a schematic representation of a second embodiment of the module holder; and -
5 a schematic representation of a third embodiment of the module holder.
In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.
Außerdem weist die Batterie
Die Modulhalterungen
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021130869A1 (en) | 2021-11-25 | 2023-05-25 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Carrying device for an electrical energy store with a sealing strip and electrical energy store |
DE102022106054A1 (en) | 2022-03-16 | 2023-09-21 | Man Truck & Bus Se | Crash structure for an electrical energy storage device for a motor vehicle |
WO2023217482A1 (en) * | 2022-05-09 | 2023-11-16 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Support device for an accumulator component with protective strip |
DE102022205448B3 (en) | 2022-05-30 | 2023-11-16 | Volkswagen Aktiengesellschaft | High-voltage battery system with a battery housing that is divided into several battery housing compartments by at least one carrier |
WO2023237383A3 (en) * | 2022-06-08 | 2024-03-28 | Audi Ag | Underride guard with at least one degassing channel, and traction battery arrangement with such an underride guard |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014207403A1 (en) | 2014-04-17 | 2015-10-22 | Robert Bosch Gmbh | Battery unit with a receiving device and a plurality of electrochemical cells and battery module with a plurality of such battery units |
DE102018206793A1 (en) | 2018-05-03 | 2019-11-07 | Audi Ag | Lid for a battery case, high-voltage battery for a motor vehicle and motor vehicle |
DE102018125446A1 (en) | 2018-10-15 | 2020-04-16 | Webasto SE | Battery case with spark trap |
-
2020
- 2020-03-12 DE DE102020106780.1A patent/DE102020106780A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014207403A1 (en) | 2014-04-17 | 2015-10-22 | Robert Bosch Gmbh | Battery unit with a receiving device and a plurality of electrochemical cells and battery module with a plurality of such battery units |
DE102018206793A1 (en) | 2018-05-03 | 2019-11-07 | Audi Ag | Lid for a battery case, high-voltage battery for a motor vehicle and motor vehicle |
DE102018125446A1 (en) | 2018-10-15 | 2020-04-16 | Webasto SE | Battery case with spark trap |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021130869A1 (en) | 2021-11-25 | 2023-05-25 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Carrying device for an electrical energy store with a sealing strip and electrical energy store |
DE102022106054A1 (en) | 2022-03-16 | 2023-09-21 | Man Truck & Bus Se | Crash structure for an electrical energy storage device for a motor vehicle |
WO2023217482A1 (en) * | 2022-05-09 | 2023-11-16 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Support device for an accumulator component with protective strip |
DE102022205448B3 (en) | 2022-05-30 | 2023-11-16 | Volkswagen Aktiengesellschaft | High-voltage battery system with a battery housing that is divided into several battery housing compartments by at least one carrier |
WO2023237383A3 (en) * | 2022-06-08 | 2024-03-28 | Audi Ag | Underride guard with at least one degassing channel, and traction battery arrangement with such an underride guard |
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