DE102020215341A1 - Battery for an automobile, and automobile with a battery - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Batterie (10) für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, aufweisend wenigstens eine Batteriezelle, die von einem Batteriezellgehäuse (12) umgeben ist, wobei das Batteriezellgehäuse (12) wenigstens eine Wandung (14) aufweist, in der eine reversibel verschließbare oder irreversibel verschlossene Entgasungsöffnung (16) ausgebildet ist, und durch die wenigstens ein elektrischer Kontakt (18) der Batteriezelle geführt ist, eine Leiterplatte (20) eines Batteriemanagementsystems mit wenigstens einem elektronischen Bauteil, die beabstandet zu der die Entgasungsöffnung (16) aufweisenden Wandung (14) angeordnet ist, eine Stromschiene (22) die mittelbar oder unmittelbar mit dem Kontakt (18) elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Stromschiene (22) zwischen der Wandung (14) und der Leiterplatte (20) beabstandet zur Entgasungsöffnung (16) angeordnet ist, und die Entgasungsöffnung (20) vollständig überragt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug, wobei die Batterie wenigstens eine Batteriezelle aufweist. Die Batteriezelle ist von einem Batteriezellengehäuse umgeben. In dem Batteriezellengehäuse ist wenigstens eine Entgasungsöffnung ausgebildet. Beabstandet zum Batteriezellengehäuse ist eine Leiterplatte eines Batteriemanagementsystems angeordnet. Zwischen der Entgasungsöffnung und der Leiterplatte des Batteriemanagementsystems ist eine Stromschiene aus einem elektrisch leitenden Material angeordnet. Die Stromschiene dient einerseits dazu, die Batteriezellen elektrisch leitende zu verbinden und andererseits dazu, die Leiterplatte des Batteriemanagementsystems vor einer Erwärmung der Leiterplatte durch aus der Entgasungsöffnung austretenden Elektrolytgase zu schützen. Die Erfindung betrifft zudem ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Batterie.The invention relates to a battery for a motor vehicle, the battery having at least one battery cell. The battery cell is surrounded by a battery cell housing. At least one degassing opening is formed in the battery cell housing. A printed circuit board of a battery management system is arranged at a distance from the battery cell housing. A busbar made of an electrically conductive material is arranged between the degassing opening and the printed circuit board of the battery management system. The busbar serves on the one hand to connect the battery cells in an electrically conductive manner and on the other hand to protect the printed circuit board of the battery management system from heating of the printed circuit board by electrolyte gases escaping from the degassing opening. The invention also relates to a motor vehicle with the battery according to the invention.
Batterien für Kraftfahrzeuge sind grundsätzlich bekannt. Die bekannten Batterien weisen für gewöhnlich eine Mehrzahl von hintereinander angeordneten Batteriezellen auf. Die Batteriezellen sind jeweils in einem Batteriezellengehäuse angeordnet. Bekannt ist weiter, dass in dem Batteriezellengehäuse eine Entgasungsöffnung vorgesehen ist. Oberhalb der Batteriezellen und beabstandet zur Entgasungsöffnung ist für gewöhnlich eine Leiterplatte eines Batteriemanagementsystems angeordnet. Auf der Leiterplatte sind in der Regel elektronische Bausteine angeordnet. Um zu vermeiden, dass über die Entgasungsöffnung austretendes Elektrolytgas, welches unter hohem Druck und bei hohen Temperaturen aus der Entgasungsöffnung entweicht, die Leiterplatte des Batteriemanagementsystems geschädigt wird, dass beispielsweise sicherheitsrelevante elektrische und/oder elektronische Bauteile ausfallen, wird der Abstand zwischen der Entgasungsöffnung und der Leiterplatte des Batteriemanagementsystems entsprechend groß dimensioniert. Dies führt dazu, dass der Bauraum der elektrischen Batterie erhöht sein kann.Batteries for motor vehicles are known in principle. The known batteries usually have a plurality of battery cells arranged one behind the other. The battery cells are each arranged in a battery cell housing. It is also known that a degassing opening is provided in the battery cell housing. A printed circuit board of a battery management system is usually arranged above the battery cells and at a distance from the degassing opening. Electronic components are usually arranged on the printed circuit board. In order to prevent the electrolyte gas escaping through the vent opening, which escapes from the vent opening under high pressure and at high temperatures, from damaging the circuit board of the battery management system and, for example, from failing safety-relevant electrical and/or electronic components, the distance between the vent opening and the The circuit board of the battery management system is dimensioned accordingly. This means that the installation space of the electric battery can be increased.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Batterie für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug anzugeben, die einen reduzierten Bauraum aufweisen kann.One object of the invention is to specify a battery for an at least partially electrically driven motor vehicle that can have a reduced installation space.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Dabei kann jedes Merkmal sowohl einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit etwas Gegenteiliges ergibt.This object is solved by the subject matter of patent claim 1. Preferred developments of the invention are the subject matter of the dependent patent claims. Each feature can represent an aspect of the invention both individually and in combination, provided the description does not explicitly state otherwise.
Erfindungsgemäß ist eine Batterie für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug vorgesehen, aufweisend wenigstens eine Batteriezelle, die von einem Batteriezellgehäuse umgeben ist, wobei das Batteriezellgehäuse wenigstens eine Wandung aufweist, in der eine reversibel verschließbare oder irreversibel verschlossene Entgasungsöffnung ausgebildet ist, und durch die wenigstens ein elektrischer Kontakt der Batteriezelle geführt ist, eine Leiterplatte eines Batteriemanagementsystems mit wenigstens einem elektrischen und/oder elektronischen Bauteil, die beabstandet zu der die Entgasungsöffnung aufweisenden Wandung angeordnet ist, eine Stromschiene, die mittelbar oder unmittelbar mit dem Kontakt elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Stromschiene zwischen der Wandung und der Leiterplatte beabstandet zur Entgasungsöffnung angeordnet ist und die Entgasungsöffnung vollständig überragt.According to the invention, a battery is provided for an at least partially electrically powered motor vehicle, having at least one battery cell surrounded by a battery cell housing, the battery cell housing having at least one wall in which a reversibly closable or irreversibly closed degassing opening is formed, and through which at least one electrical contact of the battery cell is guided, a circuit board of a battery management system with at least one electrical and/or electronic component, which is arranged at a distance from the wall having the degassing opening, a busbar, which is electrically conductively connected directly or indirectly to the contact, the busbar is arranged between the wall and the printed circuit board at a distance from the degassing opening and completely projects beyond the degassing opening.
Mit anderen Worten ist es ein Aspekt der Erfindung, dass eine Batterie für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug bereitgestellt wird. Die Batterie ist vorzugsweise mit einer im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs angeordneten elektrischen Maschine elektrisch leitend verbunden. Die Batterie kann somit elektrische Energie der elektrischen Maschine zuführen, oder eine von der elektrischen Maschine erzeugte elektrische Energie speichern.In other words, it is an aspect of the invention that a battery is provided for an at least partially electrically powered motor vehicle. The battery is preferably electrically conductively connected to an electric machine arranged in the drive train of the motor vehicle. The battery can thus supply electrical energy to the electrical machine or store electrical energy generated by the electrical machine.
Die Batterie weist wenigstens eine Batteriezelle auf. Die Batteriezelle ist von einem Batteriezellengehäuse umgeben. Anders ausgedrückt, ist die Batteriezelle in dem Batteriezellengehäuse angeordnet. Das Batteriezellengehäuse weist wenigstens eine Wandung auf. In der Wandung ist eine reversibel verschließbare oder irreversibel verschlossene Entgasungsöffnung ausgebildet. Unter einer reversibel verschließbaren Entgasungsöffnung ist zu verstehen, dass die Entgasungsöffnung, nachdem diese geöffnet wurde, sich automatisch wieder verschließt. Dies kann vorzugsweise über eine gegen eine Federkraft verlagerbar ausgebildete Membran erfolgen. Unter einer irreversibel verschlossenen Entgasungsöffnung ist zu verstehen, dass die Entgasungsöffnung vorzugsweise über eine Membran verschlossen ist, die beispielsweise stoffschlüssig mit der Wandung des Batteriezellengehäuses verbunden ist. Wird die Membran beschädigt, beispielsweise durch einen Überdruck im Batteriezellgehäuse, so ist die Membran irreparabel beschädigt. In der Wandung des Batteriezellgehäuses ist zudem ein Durchgang für einen elektrischen Kontakt der Batteriezelle ausgebildet. Der elektrische Kontakt ist somit durch die Wandung geführt. In der Regel weist das Batteriezellgehäuse wenigstens zwei voneinander verschieden und zueinander beabstandet angeordnete Durchgänge auf, da die Batteriezelle für gewöhnlich einen positiven Kontakt und einen negativen Kontakt aufweist.The battery has at least one battery cell. The battery cell is surrounded by a battery cell housing. In other words, the battery cell is arranged in the battery cell housing. The battery cell housing has at least one wall. A reversibly closable or irreversibly closed degassing opening is formed in the wall. A reversibly closable degassing opening is to be understood as meaning that the degassing opening automatically closes again after it has been opened. This can preferably be done via a membrane designed to be displaceable against a spring force. An irreversibly closed degassing opening is to be understood as meaning that the degassing opening is preferably closed via a membrane which is connected to the wall of the battery cell housing in a materially bonded manner, for example. If the membrane is damaged, for example by excess pressure in the battery cell housing, the membrane is irreparably damaged. In addition, a passage for an electrical contact of the battery cell is formed in the wall of the battery cell housing. The electrical contact is thus routed through the wall. As a rule, the battery cell housing has at least two passages that are different from one another and are spaced apart from one another, since the batte ry cell usually has a positive contact and a negative contact.
Die Batterie umfasst weiter eine Leiterplatte eines Batteriemanagementsystems. Auf der Leiterplatte sind in der Regel wenigstens ein elektrisches und/oder elektronisches Bauteil angeordnet. Für gewöhnlich weist die Leiterplatte eine Mehrzahl von elektrischen Bauteilen auf. Die elektrischen Bauteile sind in der Regel dazu eingerichtet und/oder ausgebildet, die Batteriezellenspannung zu erfassen und/oder zu überwachen. Ferner können elektrische und/oder elektronische Bauteile vorgesehen sein, die sicherheitsrelevante Funktionen der Batterie übernehmen, um beispielsweise eine Notabschaltung der Batteriezellen, oder ein Umschäumen der Batteriezellen bzw. der Batteriezellgehäuse zu steuern.The battery further includes a circuit board of a battery management system. At least one electrical and/or electronic component is generally arranged on the printed circuit board. The printed circuit board usually has a plurality of electrical components. The electrical components are generally set up and/or designed to detect and/or monitor the battery cell voltage. Furthermore, electrical and/or electronic components can be provided, which take over safety-related functions of the battery, for example to control an emergency shutdown of the battery cells, or foaming around the battery cells or the battery cell housing.
Zwischen der Leiterplatte und der Entgasungsöffnung ist eine Stromschiene angeordnet, wobei die Stromschiene mittelbar oder unmittelbar mit dem Kontakt der Batteriezelle elektrisch leitend verbunden ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Stromschiene mittelbar oder unmittelbar auf der Leiterplatte angeordnet ist. Bei einer mittelbaren Verbindung ist vorgesehen, dass die Leiterplatte in einem Leiterplattenrahmen angeordnet ist, und die Stromschiene vorzugsweise über eine Nietverbindung mit dem Leiterplattenrahmen verbunden ist. Bei einer unmittelbaren Verbindung ist die Leiterplatte direkt mit der Stromschiene, beispielsweise über eine Niet- oder Schraubverbindung verbunden. Denkbar ist, dass zwischen den Leiterplatte und der Stromscheine eine Isolationsschicht ausgebildet ist, die vorzugsweise Bestandteil der Leiterplatte sein kann oder die auf die Leiterplatte vorzugsweise stoffschlüssig aufgebracht ist.A busbar is arranged between the printed circuit board and the degassing opening, with the busbar being electrically conductively connected directly or indirectly to the contact of the battery cell. Furthermore, it can be provided that the busbar is arranged directly or indirectly on the printed circuit board. In the case of an indirect connection, it is provided that the printed circuit board is arranged in a printed circuit board frame, and the busbar is preferably connected to the printed circuit board frame via a riveted connection. In the case of a direct connection, the printed circuit board is connected directly to the busbar, for example via a rivet or screw connection. It is conceivable that an insulating layer is formed between the printed circuit board and the power supply, which can preferably be a component of the printed circuit board or which is preferably applied to the printed circuit board in a materially bonded manner.
Die Stromschiene überdeckt bzw. überragt die Entgasungsöffnung vollständig. Anders ausgedrückt, ist die Stromschiene in dessen flächiger Abmessung größer als die Entgasungsöffnung und überdeckt die Entgasungsöffnung zudem. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass durch die Entgasungsöffnung austretendes Elektrolytgas, welches mit hohem Druck und einer hohen Temperatur aus der Entgasungsöffnung entweicht, unmittelbar auf die Leiterplatte trifft und somit zu einer Beschädigung der auf der Leiterplatte angeordneten elektrischen und/oder elektronischen Bauteile führt. Vielmehr schirmt die ohnehin vorhandene Stromschiene zur Kontaktierung der Batteriezellen, die Leiterplatte vor dem austretenden Elektrolytgas ab. Somit kann der Abstand zwischen der Leiterplatte und der Entgasungsöffnung reduziert sein, was sich positiv auf den Bauraum der Batterie auswirken kann.The conductor rail completely covers or protrudes beyond the degassing opening. In other words, the busbar is larger in terms of its areal dimensions than the degassing opening and also covers the degassing opening. In this way it is possible to prevent electrolyte gas escaping through the degassing opening, which escapes from the degassing opening at high pressure and high temperature, from directly hitting the printed circuit board and thus damaging the electrical and/or electronic components arranged on the printed circuit board. Rather, the busbar that is present anyway for contacting the battery cells shields the printed circuit board from the escaping electrolyte gas. The distance between the printed circuit board and the degassing opening can thus be reduced, which can have a positive effect on the installation space of the battery.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Stromschiene aus einem Metall und/oder einer Legierung hergestellt und/oder ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Stromschiene aus Aluminium hergestellt ist und/oder eine Aluminiumlegierung aufweist. Gegenüber Stromschienen aus Kupfer ist eine Stromschiene aus Aluminium preiswerter. Somit können die Kosten der Batterie reduziert werden.It is advantageously provided that the conductor rail is made and/or formed from a metal and/or an alloy. Provision is particularly advantageously made for the conductor rail to be made from aluminum and/or to have an aluminum alloy. A busbar made of aluminum is cheaper than busbars made of copper. Thus, the cost of the battery can be reduced.
Denkbar ist weiterhin, dass die Stromschiene aus einem Bi-Metall ausgebildet ist. Mit anderen Worten weist die Stromschiene wenigstens zwei unterschiedliche Metalle auf. Die Stromschiene aus einem Bi-Metall kann gegenüber einer Stromschiene aus lediglich einem Metall oder einer Legierung eine erhöhte Festigkeit aufweisen. Weiterhin ist vorteilhaft, dass bei einer Stromschiene aus einem Bi-Metall die Kontakte beispielsweise aus einem etwas unedleren Material ausgebildet sein können. Somit kann durch die Wahl der Materialien beispielsweise auch eine Kontaktkorrosion vermieden werden. Zudem können durch die entsprechende Wahl der Materialien auch die Materialkosten der Kontakte reduziert werden.It is also conceivable that the busbar is made from a bimetal. In other words, the busbar has at least two different metals. The busbar made from a bi-metal can have increased strength compared to a busbar made from just one metal or one alloy. Furthermore, it is advantageous that in the case of a busbar made of a bi-metal, the contacts can be formed, for example, from a somewhat baser material. Thus, for example, contact corrosion can also be avoided through the choice of materials. In addition, the material costs of the contacts can also be reduced by the appropriate choice of materials.
In diesem Zusammenhang liegt eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin, dass das Bi-Metall Kupfer und Aluminium aufweist, oder eine Kupferlegierung und eine Aluminiumlegierung umfasst. Kupfer und Aluminium sind gute Stromleiter, so dass eine Stromschiene bereitgestellt wird, die eine hohe Stromtragfähigkeit aufweisen kann. Zudem lassen sich Kupfer und Aluminium bzw. eine Kupferlegierung und eine Aluminiumlegierung vorzugsweise durch das Kaltwalzen in einfacher Weise sehr gut miteinander verbinden. Nach dem Kaltwalzen erfolgt in der Regel ein Erwärmungsprozess, um eine erhöhte metallurologische Verbindung zwischen den beiden Metallen herzustellen.In this context, an advantageous development of the invention is that the bi-metal has copper and aluminum, or includes a copper alloy and an aluminum alloy. Copper and aluminum are good conductors of electricity, so providing a bus bar that can have a high current carrying capacity. In addition, copper and aluminum or a copper alloy and an aluminum alloy can be connected to one another very well, preferably by cold rolling. Cold rolling is usually followed by a heating process to create an increased metallurgical bond between the two metals.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stromschiene in einem Querschnitt eine Breite b aufweist, für die gilt 10 mm ≤ b ≤ 20 mm, und/oder eine Höhe aufweist, für die gilt 0,5 mm ≤ h ≤ 3 mm. Auf diese Weise wird eine Stromschiene bereitgestellt, dessen Querschnitt eine erhöhte Steifigkeit aufweist und die Leiterplatte wirksam gegen eine unmittelbare Erwärmung durch ein durch die Entgasungsöffnung austretendes Elektrolytgas schützt.According to a preferred development of the invention, it is provided that the busbar has a width b in a cross section, for which 10 mm≦b≦20 mm applies, and/or has a height for which 0.5 mm≦h≦3 mm applies . In this way, a busbar is provided, the cross section of which has increased rigidity and effectively protects the printed circuit board against direct heating by an electrolyte gas escaping through the degassing opening.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass für einen Abstand a zwischen der Stromschiene und der Entgasungsöffnung gilt: 1 mm ≤ a ≤ 5mm. Auf diese Weise wird ein Abstand a zwischen der Entgasungsöffnung und der Stromschiene bereitgestellt, der einerseits ein Entweichen und Austreten des Elektrolytgases ermöglicht und zudem einen minimalen Abstand zur Stromschiene bzw. zu der auf der Stromschiene mittelbar oder unmittelbar angeordneten Leiterplatte angibt. Auf diese Weise kann der Bauraum der Batterie reduziert sein.A preferred development of the invention lies in the fact that the following applies to a distance a between the busbar and the degassing opening: 1 mm≦a≦5 mm. In this way, a distance a is provided between the degassing opening and the busbar, which on the one hand allows the electrolyte gas to escape and escape and also a minimal distance from the busbar or to the printed circuit board directly or indirectly arranged on the busbar. In this way, the installation space of the battery can be reduced.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein kleinster Überdeckungsüberstand der Stromschiene gegenüber der Entgasungsöffnung größer ist als 5 mm, wobei die Grenze eingeschlossen ist. Der Überdeckungsabstand ist ein kleinster Abstand in einer Richtung parallel zur Ebene der Stromschiene und/oder einer Richtung parallel zur Ebene der Wandung, zwischen einer Außenkante der Entgasungsöffnung und einer Außenkante der Stromschiene.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the smallest overhang of the busbar in relation to the degassing opening is greater than 5 mm, the limit being included. The overlap distance is a smallest distance in a direction parallel to the busbar plane and/or in a direction parallel to the wall plane, between an outer edge of the degassing opening and an outer edge of the busbar.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Stromschiene im Querschnitt L-förmig, T-förmig oder bogenförmig ausgebildet ist. Mit anderen Worten kann die Stromschiene eine Struktur aufweisen, die in Richtung der Wandung gebogen ist. Bei der L-förmig ausgebildeten Stromschiene ist vorzugsweise der kurze Steg in Richtung Wandung gerichtet. Somit kann austretendes Gas explizit in eine Richtung ausgelenkt werden, um beispielsweise die an die Stromschiene angrenzende Leiterplatte in einen bestimmten Bereich vor den austretenden Elektrolytgasen zu schützen. Bei einer T-förmig ausgebildeten Stromschiene ist vorzugsweise der lange Steg der T-förmig ausgebildeten Stromschiene mittig über der Entgasungsöffnung angeordnet, so dass austretendes Gas vorzugsweise gleichmäßig seitlich entweichen kann. Bei einer bogenförmig ausgebildeten Stromschiene ist vorgesehen, dass ein aus der Entgasungsöffnung austretendes Gas durch den Bogen zurück in Richtung Gehäusewandung gelenkt wird. Durch die Wegvergrößerung des austretenden Gases kann vermieden werden, dass das heiße Gas unmittelbar auf die Leiterplatte auftrifft. Somit können die auf der Leiterplatte angeordneten elektronischen und/oder elektrischen Bauteile vor dem heißen Gas geschützt werden.A preferred further development of the invention provides that the conductor rail has an L-shaped, T-shaped or arc-shaped cross section. In other words, the busbar can have a structure that is bent in the direction of the wall. In the case of the L-shaped conductor rail, the short web is preferably directed in the direction of the wall. Escaping gas can thus be explicitly deflected in one direction in order, for example, to protect the printed circuit board adjoining the busbar in a specific area from the escaping electrolyte gases. In the case of a T-shaped busbar, the long web of the T-shaped busbar is preferably arranged centrally above the degassing opening, so that escaping gas can preferably escape uniformly to the side. In the case of a busbar designed in the form of an arc, it is provided that a gas emerging from the degassing opening is directed back through the arc in the direction of the housing wall. By increasing the path of the escaping gas, it can be avoided that the hot gas hits the printed circuit board directly. The electronic and/or electrical components arranged on the printed circuit board can thus be protected from the hot gas.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Batterie eine Mehrzahl von nebeneinander und/oder hintereinander angeordneten Batteriezellen aufweist und die Stromschiene in Längsrichtung der Batterie angeordnet ist und die Entgasungsöffnungen überragt. Mit anderen Worten wird eine Stromschiene bereitgestellt, um alle Entgasungsöffnungen zu überragen und/oder abzudecken. Auf diese Weise kann mit lediglich einer Stromschiene ein wirksamer Schutz für die Leiterplatte bereitgestellt werden, um diese vor den austretenden Elektrolytgasen zu schützen.A preferred development of the invention is that the battery has a plurality of battery cells arranged next to one another and/or one behind the other and the conductor rail is arranged in the longitudinal direction of the battery and protrudes beyond the degassing openings. In other words, a busbar is provided in order to protrude and/or cover all degassing openings. In this way, effective protection for the circuit board can be provided with just one busbar in order to protect it from the escaping electrolyte gases.
In diesem Zusammenhang ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Stromschiene in Längsrichtung der Batterie, bezogen auf eine Oberseite der Batteriezellen und/oder Batteriezellgehäuse, geneigt ausgebildet ist. Mit anderen Worten weist die Batterie eine Längsrichtung auf. In Längsrichtung der Batterie sind die Batteriezellen bzw. Batteriezellgehäuse nebeneinander bzw. hintereinander angeordnet. Die jeweilige in dem Batteriezellgehäuse angeordnete Entgasungsöffnung sind somit in einer Flucht zueinander ausgerichtet. Bezogen auf eine Oberseite der Batteriezellgehäuse, in der die Entgasungsöffnung angeordnet ist und die der Stromschiene zugewandt ist, ist die Stromschiene geneigt ausgebildet. Auf diese Weise kann über die Neigung der Stromschiene das austretende Elektrolytgas in eine Richtung, nämlich in Längsrichtung der Batterie, ausgelenkt und/oder abgeführt werden. Auf diese Weise kann die Gefahr eines Wärmestaus in Folge von austretendem Elektrolytgas innerhalb des Batteriegehäuses reduziert werden.In this context, it is advantageously provided that the busbar is designed to be inclined in the longitudinal direction of the battery, relative to an upper side of the battery cells and/or battery cell housing. In other words, the battery has a longitudinal direction. The battery cells or battery cell housings are arranged next to one another or one behind the other in the longitudinal direction of the battery. The respective degassing openings arranged in the battery cell housing are thus aligned in alignment with one another. In relation to an upper side of the battery cell housing, in which the degassing opening is arranged and which faces the busbar, the busbar is designed to be inclined. In this way, the escaping electrolyte gas can be deflected and/or discharged in one direction, namely in the longitudinal direction of the battery, via the inclination of the busbar. In this way, the risk of heat accumulation as a result of escaping electrolyte gas inside the battery housing can be reduced.
Die Erfindung betrifft zudem ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Batterie, wobei die Batterie mit einer in einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs angeordneten elektrischen Maschine elektrisch leitend verbunden ist.The invention also relates to a motor vehicle with the battery according to the invention, the battery being electrically conductively connected to an electric machine arranged in a drive train of the motor vehicle.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel. Das Ausführungsbeispiel ist nicht einschränkend, sondern vielmehr als beispielhaft zu verstehen. Es soll den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung auszuführen. Die Anmelderin behält sich vor, einzelne und/oder mehrere der in dem Ausführungsbeispiel offenbarten Merkmale zum Gegenstand von Patentansprüchen zu machen oder solche Merkmale in bestehende Patentansprüche aufzunehmen. Das Ausführungsbeispiel wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.Further features and advantages of the present invention result from the dependent claims and the following exemplary embodiment. The embodiment is not restrictive, but rather should be understood as an example. It is intended to enable those skilled in the art to carry out the invention. The applicant reserves the right to make individual and/or several of the features disclosed in the exemplary embodiment the subject of patent claims or to include such features in existing patent claims. The embodiment is explained in more detail with reference to a drawing.
In dieser zeigt:
-
1 eine Explositionsdarstellung einer Batterie gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
1 an exploded view of a battery according to a preferred embodiment of the invention.
In
Die Batterie 10 weist eine Mehrzahl von Batteriezellen auf. Jede Batteriezelle ist in einem Batteriezellgehäuse 12 angeordnet. Vorliegend sind somit eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Batteriezellgehäuse 12 vorgesehen. Jedes der Gehäuse 12 weist wenigstens eine Wandung 14 auf. In der Wandung 14 ist eine irreversibel verschlossene Entgasungsöffnung 16 ausgebildet. Die irreversibel verschlossene Entgasungsöffnung 16 ist vorzugsweise eine Membran, die eine randgeschlossene Durchtrittsöffnung in der Wandung 14 des Batteriezellgehäuses 12 verschließt. Wenn die Membran der Entgasungsöffnung 16 beschädigt und/oder eingerissen ist, so kann diese nicht mehr verschlossen werden. In der Wandung 14 sind weiterhin zwei zueinander beabstandet angeordnete Durchbrüche ausgebildet, wobei durch jeden Durchbruch ein elektrischer Kontakt 18 zur elektrischen Kontaktierung der Batteriezelle geführt ist. Die Entgasungsöffnung 16 ist zwischen den beiden Kontakten 18 innerhalb der Wandung 14 ausgebildet.The
Beabstandet zur Wandung 14 ist eine Leiterplatte 20 eines Batteriemanagementsystems angeordnet, wobei auf der Leiterplatte 20 wenigstens ein elektrisches und/oder elektronisches Bauteil angeordnet ist. Das elektronische Bauteil auf der Leiterplatte kann einerseits dazu eingerichtet und/oder ausgebildet sein, eine Zellspannung der Batteriezellen zu erfassen und/oder zu überwachen. Weiterhin können elektrische und/oder elektronische Bauteile auf der Leiterplatte 20 angeordnet sein, die Sicherheitsfunktion der Batterie 10, wie beispielsweise eine Notabschaltung, übernehmen. Zwischen der Wandung 14 und der Leiterplatte 20 ist eine Stromschiene 22 angeordnet, die mittelbar oder unmittelbar mit dem Kontakt 18 der Batteriezelle elektrisch leitend verbunden ist. Die Stromschiene 22 ist beabstandet zur Entgasungsöffnung 16 ausgebildet und vorzugsweise auf einer der Batterie 10 zugewandten Unterseite der Leiterplatte 20 mittelbar oder unmittelbar angeordnet. Die Stromschiene 22 überragt die Entgasungsöffnungen 16 der Batteriezellgehäuse 12 vollständig. Mit anderen Worten ist eine Fläche der Stromschiene 22 größer als eine Fläche der Entgasungsöffnung 16 zudem ist die Stromschiene 22 parallel und beabstandet zur Entgasungsöffnung angeordnet, wobei de Stromschiene 22 die Entgasungsöffnung 16 flächenmäßig vollständig überdeckt. Ein kleinster Überdeckungsüberstand der Stromschiene 22 gegenüber der Entgasungsöffnung 16 ist größer als 5 mm, wobei die Grenze eingeschlossen ist.A
Somit fungiert die Stromschiene 22 als Schutzelement für die Leiterplatte 20 vor durch die Entgasungsöffnung 16 austretenden Elektrolytgasen. Auf diese Weise kann die Gefahr reduziert werden, dass aus der Entgasungsöffnung 16 austretende Elektrolytgase, die in der Regel eine sehr hohe Temperatur aufweisen und unter hohem Druck durch die Entgasungsöffnung 16 entweichen, die Leiterplatte 20 derart beschädigen, dass die auf der Leiterplatte 20 angeordneten elektronischen Bauteile ausfallen. Die Stromschiene 22 kann mittelbar oder unmittelbar auf der Unterseite der Leiterplatte 20 angeordnet sein. Da die ohnehin vorhandene Stromschiene 22 zur Kontaktierung der Batteriezellen als Prallblech und/oder Schutzblech ausgerichtet und/oder ausgebildet ist, kann der Abstand zwischen der Wandung 14 und der Leiterplatte 20 reduziert werden, so dass die Abmessungen bzw. der Bauraum der Batterie 10 reduziert werden kann.The
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