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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse für eine Batterie für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung eine Batterie für ein Kraftfahrzeug mit einem gattungsgemäßen Batteriegehäuse sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie.
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Im Bereich der Elektromobilität sind an Batterien besondere Anforderungen gestellt. Zunächst müssen die Batterien Batteriezellen mit einer besonders hohe Leistungsdichte aufweisen, um bei möglichst geringem Bauraum möglichst viel Energie bereitzustellen und somit eine hohe Reichweite des Fahrzeugs zu gewährleisten. Darüber hinaus müssen Batterien für Unfallsituationen eine hohe Robustheit aufweisen, um im Falle eines Unfalls eine Kontamination der Umwelt mit Inhaltsstoffen der Batterie, einen internen Kurzschluss der Batterie sowie chemische Reaktionen aufgrund des Eindringens von Stoffen, wie beispielsweise Wasser und Sauerstoff, in die Batterie zu vermeiden. Hierfür weisen Batterien ein Batteriegehäuse mit einer Gehäusewandung und einem von der Gehäusewandung umgebenen Gehäuseinnenraum zur Aufnahme der Batteriezellen auf. Derartige Batteriegehäuse sind aus einem verhältnismäßig steifen Material mit großen Wandstärken gebildet und weisen daher ein verhältnismäßig hohes Eigengewicht auf.
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Zudem entsteht in Batterien bei hohen Lade- bzw. Entladeströmen Verlustleistung, welche in Form von Wärmeenergie aus der Batterie abgeführt werden muss. Herkömmliche Batterien weisen hierfür eine Kühlvorrichtung, wie beispielsweise eine Kühlplatte auf, welche am Batteriegehäuse angeordnet und oftmals mit einem Kühlfluid beaufschlagbar ist. Bei alternativen Ausführungsformen weist mindestens eine Seite der Gehäusewandung einen Kühlmittelkanal zum Durchleiten des Kühlfluids auf. In diesen Fällen kann auf eine zusätzliche Kühlplatte verzichtet werden.
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Aus der
DE 10 2016 213 832 A1 ist ein Batteriegehäuse für eine Batterie bekannt, welches mehrere nebeneinander angeordnete sowie miteinander verbundene, stranggepresste T-Profile aufweist. Die T-Profile weisen Kühlmittelkanäle zum Durchleiten eines Kühlmittels auf. Somit weist das Batteriegehäuse einen gekühlten Boden sowie gekühlte Seitenwände auf. Die Dokumente
DE 10 2016 113 481 A1 und
DE 10 2013 209 980 A1 zeigen verschiedene Batteriegehäuse aus stranggepressten Halbzeugen.
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Bekannte Batteriegehäuse haben den Nachteil, dass nur eine unzureichende Kühlung der Batteriezellen gewährleistet ist. Ferner bieten bekannte stranggepresste Batteriegehäuse den Batteriezellen im Falle eines Crashs einen verhältnismäßig schlechten Schutz vor Beschädigungen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer Batterie für ein Kraftfahrzeug zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Batteriegehäuse für eine Batterie für ein Kraftfahrzeug, eine Batterie für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise herstellbar sind und/oder eine verbesserte Kühlung der Batteriezellen bereitstellen und/oder einen verbesserten Schutz der Batteriezellen bei einem Fahrzeugcrash bereitstellen.
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Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch ein Batteriegehäuse für eine Batterie für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, durch eine Batterie für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 8 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 9 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batterie sowie dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Batteriegehäuse für eine Batterie für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Batteriegehäuse weist ein erstes Profilelement mit einer sich über mehrere Seiten des ersten Profilelements erstreckenden ersten Elementwandung auf, wobei die erste Elementwandung auf mindestens einer Seite des ersten Profilelements einen sich entlang der ersten Elementwandung erstreckenden ersten Kühlmittelkanal aufweist. Erfindungsgemäß weist das Batteriegehäuse ein zweites Profilelement mit einer sich über mehrere Seiten des zweiten Profilelements erstreckenden zweiten Elementwandung auf, wobei die zweite Elementwandung auf mindestens einer Seite des zweiten Profilelements einen sich entlang der zweiten Elementwandung erstreckenden zweiten Kühlmittelkanal aufweist, wobei die zweite Elementwandung an zumindest einer Seite des zweiten Profilelements direkt neben der ersten Elementwandung angeordnet ist. Das erste Profilelement und zweite Profilelement sind derart zueinander angeordnet, dass der erste Kühlmittelkanal einer Seite der zweiten Elementwandung benachbart angeordnet ist, welche keinen zweiten Kühlmittelkanal aufweist und/oder dass der zweite Kühlmittelkanal einer Seite der ersten Elementwandung benachbart angeordnet ist, welche keinen ersten Kühlmittelkanal aufweist.
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Das erste Profilelement weist die erste Elementwandung auf bzw. ist durch die erste Elementwandung gebildet. Die erste Elementwandung ist ausgebildet, mehrere Seiten des ersten Profilelements zu bilden. Die erste Elementwandung ist vorzugsweise ausgebildet, sich über drei, besonders bevorzugt über vier Seiten des ersten Profilelements zu erstrecken. Vorzugsweise weist eine Seite des ersten Profilelements eine Öffnung auf oder ist als offene Seite ausgebildet. Besonders bevorzugt weisen zwei Seiten des ersten Profilelements eine Öffnung auf oder sind als offene Seite ausgebildet, wobei die offenen Seiten vorzugsweise einander entgegengesetzt angeordnet sind. Das erste Profilelement ist vorzugsweise monolithisch ausgebildet.
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Auf mindestens einer Seite des ersten Profilelements weist die erste Elementwandung den sich entlang der ersten Elementwandung erstreckenden ersten Kühlmittelkanal auf. Unter einem Kühlmittelkanal wird im Rahmen der Erfindung eine Vorrichtung verstanden, welche zum Durchleiten von Kühlmittel ausgebildet ist. Der erste Kühlmittelkanal ist vorzugsweise als Kavität in der ersten Elementwandung ausgebildet. Vorzugsweise erstreckt sich der erste Kühlmittelkanal parallel zur ersten Elementwandung. Der erste Kühlmittelkanal kann erfindungsgemäß beispielsweise durch eine als Doppelwandung ausgebildete erste Elementwandung gebildet sein, wobei die Einzelwände der Doppelwandung voneinander beabstandet angeordnet sind, sodass der erste Kühlmittelkanal zwischen den Einzelwänden ausgebildet ist. Vorzugsweise weist der erste Kühlmittelkanal zusätzlich eine obere Begrenzungswandung und eine untere Begrenzungswandung auf. Ferner kann das erste Profilelement mehrere, vorzugsweise als Zwischenwandung ausgebildete, Stege aufweisen, welche den ersten Kühlmittelkanal in mehrere, vorzugsweise parallel zueinander verlaufende, Kühlmittelkanäle unterteilen. Der erste Kühlmittelkanal weist vorzugsweise einen rechteckigen, insbesondere quadratischen oder einen ovalen, insbesondere kreisrunden, Querschnitt auf. Bei einem rechteckigen Querschnitt weisen die Ecken vorzugsweise einen Radius auf.
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Das zweite weist die zweite Elementwandung auf bzw. ist durch die zweite Elementwandung gebildet. Die zweite Elementwandung ist ausgebildet, mehrere Seiten des zweiten Profilelements zu bilden. Die zweite Elementwandung ist vorzugsweise ausgebildet, sich über zwei, weiter bevorzugt über drei und besonders bevorzugt über vier Seiten des zweiten Profilelements zu erstrecken. Vorzugsweise weist eine Seite des zweiten Profilelements eine Öffnung auf oder ist als offene Seite ausgebildet. Besonders bevorzugt weisen zwei Seiten des zweiten Profilelements eine Öffnung auf oder sind als offene Seite ausgebildet, wobei die offenen Seiten vorzugsweise einander entgegengesetzt angeordnet sind. Das zweite Profilelement ist vorzugsweise monolithisch ausgebildet.
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Auf mindestens einer Seite des zweiten Profilelements weist die zweite Elementwandung den sich entlang der zweiten Elementwandung erstreckenden zweiten Kühlmittelkanal auf. Der zweite Kühlmittelkanal ist vorzugsweise als Kavität in der zweiten Elementwandung ausgebildet. Vorzugsweise erstreckt sich der zweite Kühlmittelkanal parallel zur zweiten Elementwandung. Der zweite Kühlmittelkanal kann erfindungsgemäß beispielsweise durch eine als Doppelwandung ausgebildete zweite Elementwandung gebildet sein, wobei die Einzelwände der Doppelwandung voneinander beabstandet angeordnet sind, sodass der zweite Kühlmittelkanal zwischen den Einzelwänden ausgebildet ist. Vorzugsweise weist der zweite Kühlmittelkanal zusätzlich eine obere Begrenzungswandung und eine untere Begrenzungswandung auf. Ferner kann das zweite Profilelement mehrere, vorzugsweise als Zwischenwandung ausgebildete, Stege aufweisen, welche den zweiten Kühlmittelkanal in mehrere, vorzugsweise parallel zueinander verlaufende, Kühlmittelkanäle unterteilen. Der zweite Kühlmittelkanal weist vorzugsweise einen rechteckigen, insbesondere quadratischen oder einen ovalen, insbesondere kreisrunden, Querschnitt auf. Bei einem rechteckigen Querschnitt weisen die Ecken vorzugsweise einen Radius auf.
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Das zweite Profilelement ist erfindungsgemäß derart zum ersten Profilelement angeordnet, dass die zweite Elementwandung an zumindest einer Seite des zweiten Profilelements direkt neben der ersten Elementwandung angeordnet ist. Hierbei ist es bevorzugt, dass die zweite Elementwandung die erste Elementwandung, vorzugsweise flächig, kontaktiert. Alternativ kann in diesem Bereich zwischen der ersten Elementwandung und der zweiten Elementwandung ein Spalt ausgebildet sein. Vorzugsweise weist die erste Elementwandung in diesem Bereich keinen ersten Kühlmittelkanal und/oder die zweite Elementwandung in diesem Bereich keinen zweiten Kühlmittelkanal auf. Vorzugsweise ist das zweite Profilelement erfindungsgemäß derart zum ersten Profilelement angeordnet, dass die Seite des zweiten Profilelements, auf welcher sich der zweite Kühlmittelkanal erstreckt an einer Seite des ersten Profilelements angeordnet ist, welche keine erste Elementwandung aufweist.
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Das erste Profilelement und das zweite Profilelement sind vorzugsweise derart zueinander angeordnet, dass ein erster Kanaleingang des ersten Kühlmittelkanals sowie ein erster Kanalausgang des ersten Kühlmittelkanals von außen zugänglich sind. Das bedeutet insbesondere, dass der erste Kanaleingang und der erste Kanalausgang nicht durch das zweite Profilelement blockiert sind. Weiter bevorzugt sind das erste Profilelement und das zweite Profilelement vorzugsweise derart zueinander angeordnet, dass ein zweiter Kanaleingang des zweiten Kühlmittelkanals und ein zweiter Kanalausgang des zweiten Kühlmittelkanals von außen zugänglich sind. Das bedeutet insbesondere, dass der zweite Kanaleingang und der zweite Kanalausgang nicht durch das erste Profilelement blockiert sind. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der erste Kanalausgang fluidkommunizierend zum zweiten Kanaleingang oder der erste Kanaleingang fluidkommunizierend zum zweiten Kanalausgang angeordnet ist. Somit ist für die Kühlmittelkanäle eine Kühlmittelzufuhr sowie Kühlmittelabfuhr gewährleistbar.
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Das erste Profilelement und zweite Profilelement sind erfindungsgemäß derart zueinander angeordnet, dass der erste Kühlmittelkanal einer Seite der zweiten Elementwandung benachbart angeordnet ist, welche keinen zweiten Kühlmittelkanal aufweist und/oder dass der zweite Kühlmittelkanal einer Seite der ersten Elementwandung benachbart angeordnet ist, welche keinen ersten Kühlmittelkanal aufweist. Mit anderen Worten sind die Kühlmittelkanäle zumindest teilweise derart über das Batteriegehäuse verteilt, dass keine zwei Kühlmittelkanäle direkt hintereinander bzw. übereinander angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine besonders gleichmäßige Kühlung des Batteriegehäuses und somit der im Batteriegehäuse angeordneten Batteriezellen gewährleistet ist.
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Ein erfindungsgemäßes Batteriegehäuse hat gegenüber herkömmlichen Batteriegehäusen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein verbesserter Schutz der Batteriezellen vor äußeren mechanischen Einflüssen bereitgestellt ist. Durch die Ausgestaltung mit zwei Profilelementen ist das Batteriegehäuse zudem besonders leicht montierbar bzw. demontierbar. Überdies ist mittels des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses aufgrund des ersten Kühlmittelkanals und des zweiten Kühlmittelkanals eine verbesserte Kühlung des Batteriegehäuses und somit der im Batteriegehäuse angeordneten Batteriezellen bereitstellbar.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Batteriegehäuse vorgesehen sein, dass das erste Profilelement mehrere erste Kühlmittelkanäle aufweist, wobei sich die ersten Kühlmittelkanäle entlang zwei entgegengesetzter Seiten der ersten Elementwandung erstrecken, und/oder dass das zweite Profilelement mehrere zweite Kühlmittelkanäle aufweist, wobei sich die zweiten Kühlmittelkanäle entlang zwei entgegengesetzter Seiten der zweiten Elementwandung erstrecken. Ein Profilelement mit zwei Kühlmittelkanälen weist demnach eine Elementwandung auf, welche sich über mindestens drei Seiten des Profilelements erstreckt. Die ersten Kühlmittelkanäle sind vorzugsweise parallel zueinander angeordnet. Die zweiten Kühlmittelkanäle sind vorzugsweise parallel zueinander angeordnet. Vorzugsweise weisen das erste Profilelement und das zweite Profilelement jeweils zwei derartige Kühlmittelkanäle auf. Weiter bevorzugt sind das erste Profilelement und das zweite Profilelement derart zueinander angeordnet, dass das Batteriegehäuse an vier Seiten einen Kühlmittelkanal aufweist. Demnach ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass die ersten Kühlmittelkanäle quer, insbesondere senkrecht, zu den zweiten Kühlmittelkanälen angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Kühlung des Batteriegehäuses und somit der im Batteriegehäuse angeordneten Batteriezellen verbessert ist.
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Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass das zweite Profilelement vollständig oder überwiegend innerhalb des ersten Profilelements angeordnet ist. Das zweite Profilelement ist vorzugsweise in das erste Profilelement eingeschoben. Besonders bevorzugt ist das zweite Profilelement derart in das erste Profilelement eingeschoben, dass das zweite Profilelement beidseitig aus dem ersten Profilelement herausragt. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Stabilität sowie eine Kühlung des Batteriegehäuses und somit der im Batteriegehäuse angeordneten Batteriezellen verbessert ist.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann bei einem Batteriegehäuse vorgesehen sein, dass das erste Profilelement und/oder das zweite Profilelement als Strangpressbauteile ausgebildet sind. Das erste Profilelement und das zweite Profilelement sind demnach im Herstellungsprozess von jeweils einem Strangpressbasisprofil abschneidbar und zu dem Batteriegehäuse zusammensetzbar. Das Strangpressbasisprofil ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass mehrere erste bzw. zweite Profilelemente von diesem abtrennbar sind. Dies hat den Vorteil, dass die Herstellung des Batteriegehäuses mit besonders einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise verbessert ist.
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Vorzugsweise weist das erste Profilelement einen rechteckigen Querschnitt oder einen u-förmigen Querschnitt auf. Alternativ oder zusätzlich weist das zweite Profilelement einen rechteckigen Querschnitt oder einen u-förmigen Querschnitt auf. Dabei ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass das erste Profilelement und das zweite Profilelement derart ausgebildet und angeordnet sind, dass das Batteriegehäuse auf allen Seiten eine erste Elementwandung und/oder eine zweite Elementwandung aufweist. Vorzugsweise weist das erste Profilelement einen rechteckigen Querschnitt und das zweite Profilelement einen rechteckigen oder u-förmigen Querschnitt auf. Weiter bevorzugt weisen beide Schenkel des zweiten Profilelements einen zweiten Kühlmittelkanal auf. Somit ist ein Gesamtgewicht des Batteriegehäuses bei verbesserter Kühlung reduziert Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass Kanten des Batteriegehäuses einen Radius aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Kühlung des Batteriegehäuses und somit der im Batteriegehäuse angeordneten Batteriezellen verbessert ist. Ferner sind die Batteriezellen besonders vorteilhaft vor äußeren mechanischen Einflüssen geschützt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der erste Kühlmittelkanal mehrere voneinander getrennte, parallel zueinander verlaufende erste Kanalabschnitte und der zweite Kühlmittelkanal mehrere voneinander getrennte, parallel zueinander verlaufende zweite Kanalabschnitte auf, wobei die ersten Kanalabschnitte und die zweiten Kanalabschnitte in Richtung einer gemeinsamen Freimachung des Batteriegehäuses offen sind. Die ersten Kanalabschnitte sind vorzugsweise gleichgroß. Die zweiten Kanalabschnitte sind vorzugsweise gleichgroß und besonders bevorzugt gleichgroß wie die ersten Kanalabschnitte. Die einzelnen ersten Kanalabschnitte sind vorzugsweise durch Trennwände, Trennstege oder dergleichen fluiddicht voneinander getrennt ausgebildet. Die einzelnen zweiten Kanalabschnitte sind vorzugsweise durch Trennwände, Trennstege oder dergleichen fluiddicht voneinander getrennt ausgebildet. Vorzugsweise sind die ersten Kanalabschnitte und die zweiten Kanalabschnitte in Richtung von vier Freimachungen des Batteriegehäuses offen. Unter einer Freimachung wird im Rahmen der Erfindung ein Bereich des Batteriegehäuses verstanden, welcher keine erste Elementwandung und keine zweite Elementwandung aufweist und somit einer imaginären Schnittkante des ersten Kühlmittelkanals und des zweiten Kühlmittelkanals entspricht. Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass im Bereich der Freimachung ein Füllkörper, wie beispielsweise ein Kantenelement oder dergleichen, angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Kühlung des Batteriegehäuses und somit der im Batteriegehäuse angeordneten Batteriezellen verbessert ist. Ferner sind die Batteriezellen besonders vorteilhaft vor äußeren mechanischen Einflüssen geschützt.
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Besonders bevorzugt weist das Batteriegehäuse mindestens ein Verbindungselement zum fluidkommunizierenden Koppeln des ersten Kühlmittelkanals mit dem zweiten Kühlmittelkanal auf. Das Verbindungselement weist demnach einen Kühlmittelkanal mit einem Kanaleingang und einem Kanalausgang auf. Der Kanaleingang ist beispielsweise mit dem ersten Kühlmittelkanal und der Kanalausgang mit dem zweiten Kühlmittelkanal fluidkommunizierend koppelbar. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Kühlmittelkanal des Verbindungselements gemäß den ersten Kanalabschnitten und den zweiten Kanalabschnitten Kanalabschnitte aufweist. Die Kanalabschnitte können beispielsweise ausgebildet sein, die ersten Kanalabschnitte mit zweiten Kanalabschnitten derselben Ebene miteinander zu verbinden. Somit sind beispielsweise mehrere parallel zueinander verlaufende, voneinander getrennte Kühlmittelkanäle bereitstellbar. Alternativ können die Kanalabschnitte ausgebildet sein, die ersten Kanalabschnitte mit zweiten Kanalabschnitten unterschiedlicher Ebenen miteinander zu verbinden. Auf diese Weise ist beispielsweise ein Kühlmittelkanal bildbar, welcher sich spiralförmig über das Batteriegehäuse erstreckt. Weiter bevorzugt weist das Batteriegehäuse ein Verbindungselement auf, welches einen Kühlmitteleinlass zum Einleiten von Kühlmittel und/oder einen Kühlmittelauslass zum Ableiten von Kühlmittel aufweist. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Beaufschlagen des ersten Kühlmittelkanals und des zweiten Kühlmittelkanals verbessert ist. Auf diese Weise ist eine Kühlung des Batteriegehäuses und somit der im Batteriegehäuse angeordneten Batteriezellen verbessert.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Batterie für ein Kraftfahrzeug gelöst. Die Batterie weist mindestens eine Batteriezelle und ein die mindestens eine Batteriezelle umgebendes Batteriegehäuse auf. Erfindungsgemäß ist das Batteriegehäuse als erfindungsgemäßes Batteriegehäuse ausgebildet. Die mindestens eine Batteriezelle ist vorzugsweise als Feststoffbatteriezelle oder dergleichen ausgebildet. Vorzugsweise weist die mindestens eine Batteriezelle eine elektrisch isolierende Zellwand auf. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die mindestens eine Batteriezelle als Pouchzelle ausgebildet ist. Vorzugsweise weist die Batterie mehrere Batteriezellen auf, welche vorzugsweise miteinander verschaltet sind, beispielsweise in einer Reihenschaltung und/oder einer Parallelschaltung.
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Bei der erfindungsgemäßen Batterie ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Batteriegehäuse gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat die erfindungsgemäße Batterie gegenüber herkömmlichen Batterien den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein verbesserter Schutz der Batteriezellen vor äußeren mechanischen Einflüssen bereitgestellt ist. Durch die Ausgestaltung mit zwei Profilelementen ist das Batteriegehäuse zudem besonders leicht montierbar bzw. demontierbar. Überdies ist mittels des Batteriegehäuses der erfindungsgemäßen Batterie aufgrund des ersten Kühlmittelkanals und des zweiten Kühlmittelkanals eine verbesserte Kühlung des Batteriegehäuses und somit der im Batteriegehäuse angeordneten Batteriezellen bereitstellbar.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Kraftfahrzeug weist ein Antriebssystem mit einem Elektromotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs sowie einer erfindungsgemäßen Batterie auf.
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Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Batteriegehäuse gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sowie zu einer Batterie gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen den Vorteil, dass das Kraftfahrzeug eine Batterie aufweist, bei welcher mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein verbesserter Schutz der Batteriezellen vor äußeren mechanischen Einflüssen bereitgestellt ist. Durch die Ausgestaltung mit zwei Profilelementen ist das Batteriegehäuse zudem besonders leicht montierbar bzw. demontierbar. Überdies ist mittels des ersten Kühlmittelkanals und des zweiten Kühlmittelkanals des Batteriegehäuses der Batterie eine verbesserte Kühlung des Batteriegehäuses und somit der im Batteriegehäuse angeordneten Batteriezellen bereitstellbar.
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Ein erfindungsgemäßes Batteriegehäuse, eine erfindungsgemäße Batterie sowie ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 in einer perspektivischen Ansicht eine Batterie gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einem demontierten Zustand,
- 2 in einer perspektivischen Ansicht die Batterie aus 1 in einem teilmontierten Zustand,
- 3 in einer perspektivischen Ansicht die Batterie aus 1 in einem weiteren teilmontierten Zustand,
- 4 in einer perspektivischen Ansicht die Batterie aus 3 aus einem anderen Blickwinkel, und
- 5 in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 5 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine Batterie 2 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einem demontierten Zustand schematisch in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Die Batterie 2 weist ein Batteriegehäuse 1 mit einem ersten Profilelement 4 und einem zweiten Profilelement 7 auf.
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Das erste Profilelement 4 weist eine erste Elementwandung 5 auf, welche sich über vier Seiten des ersten Profilelements 4 erstreckt. Demnach weist das erste Profilelement 4 einen rechteckigen Querschnitt auf und ist auf zwei entgegengesetzten Seiten offen. An zwei entgegengesetzten Seiten der ersten Elementwandung 5 ist jeweils ein erster Kühlmittelkanal 6 angeordnet. Der erste Kühlmittelkanal 6 weist eine Mehrzahl voneinander getrennter erster Kanalabschnitte 10 auf. An einer anderen Seite des ersten Profilelements 4 weist die erste Elementwandung 5 zwei erste Durchführungen 17 zum Durchführen nicht dargestellter elektrischer Anschlüsse der Batterie 2 auf.
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Das zweite Profilelement 7 weist eine zweite Elementwandung 8 auf, welche sich über vier Seiten des zweiten Profilelements 7 erstreckt. Demnach weist das zweite Profilelement 7 einen rechteckigen Querschnitt auf und ist auf zwei entgegengesetzten Seiten offen. An zwei entgegengesetzten Seiten der zweiten Elementwandung 8 ist jeweils ein zweiter Kühlmittelkanal 9 angeordnet. Der zweite Kühlmittelkanal 9 weist eine Mehrzahl voneinander getrennter zweiter Kanalabschnitte 11 auf. An einer anderen Seite des zweiten Profilelements 7 weist die zweite Elementwandung 8 zwei zweite Durchführungen 18 zum Durchführen der elektrischen Anschlüsse der Batterie 2 auf. Innerhalb des zweiten Profilelements 7 sind mehrere Batteriezellen 14 angeordnet, wobei in dieser Abbildung beispielhaft nur zwei Batteriezellen 14 dargestellt sind.
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2 zeigt die Batterie 2 aus 1 in einem teilmontierten Zustand schematisch in einer perspektivischen Ansicht. In diesem teilmontierten Zustand ist das zweite Profilelement 7 in das erste Profilelement 4 derart eingeschoben, dass der erste Kühlmittelkanal 6 und der zweite Kühlmittelkanal 9 auf eine gemeinsame Freimachung 12 des Batteriegehäuses 1 weisen. Insgesamt weist das Batteriegehäuse 1 vier derartige Freimachungen 12 auf. Zudem sind die ersten Durchführungen 17 mit jeweils einer der zweiten Durchführungen 18 fluchtend zueinander angeordnet. Die ersten Kühlmittelkanäle 6 und die zweiten Kühlmittelkanäle 9 sind derart angeordnet, dass das Batteriegehäuse 1 an vier Seiten einen Kühlmittelkanal aufweist.
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In 3 ist die Batterie 2 aus 1 in einem weiteren teilmontierten Zustand schematisch in einer perspektivischen Ansicht abgebildet. In diesem teilmontierten Zustand sind an einigen Freimachungen 12 beispielhaft Verbindungselemente 13 angeordnet. Ein in dieser Ansicht linkes Verbindungselement 13 ist mit einem ersten Kühlmittelkanal 6 und einem benachbarten zweiten Kühlmittelkanal 9 fluidkommunizierend gekoppelt. Ein in dieser Ansicht rechtes Verbindungselement 13 ist als Kühlmitteleinlass oder Kühlmittelauslass ausgebildet und mit dem ersten Kühlmittelkanal 6 fluidkommunizierend gekoppelt. Mittels derartiger Verbindungselemente 13 ist ein Kühlmittelkreislauf des Batteriegehäuses 1 realisierbar.
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4 zeigt die Batterie 2 aus 3 schematisch in einer perspektivischen Ansicht aus einem anderen Blickwinkel. In dieser Ansicht ist das als Kühlmitteleinlass bzw. Kühlmittelauslass ausgebildete Verbindungselement 13 im Vordergrund dargestellt. Weitere zur Herstellung des Kühlmittelkreislaufes erforderliche Verbindungselemente 13 sind nicht dargestellt.
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In 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 3 schematisch in einer Seitenansicht illustriert. Das Kraftfahrzeug 3 weist ein Antriebssystem 15 mit einem Elektromotor 16 zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 3 und einer Batterie 3 zum Bereitstellen elektrischer Energie zum Betreiben des Elektromotors 16 auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Batteriegehäuse
- 2
- Batterie
- 3
- Kraftfahrzeug
- 4
- erstes Profilelement
- 5
- erste Elementwandung
- 6
- erster Kühlmittelkanal
- 7
- zweites Profilelement
- 8
- zweite Elementwandung
- 9
- zweiter Kühlmittelkanal
- 10
- erster Kanalabschnitt
- 11
- zweiter Kanalabschnitt
- 12
- Freimachung
- 13
- Verbindungselement
- 14
- Batteriezelle
- 15
- Antriebssystem
- 16
- Elektromotor
- 17
- erste Durchführung
- 18
- zweite Durchführung
- 19
- Einlass
