DE102021110103A1 - Electrically operated or partially electrically operated vehicle comprising a high-voltage battery with a terminal compartment cover - Google Patents

Electrically operated or partially electrically operated vehicle comprising a high-voltage battery with a terminal compartment cover Download PDF

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Maximilian Müller
Stephan Schams
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisch betriebenes oder teilelektrisch betriebenes Fahrzeug, wobei das Fahrzeug eine Hochvoltbatterie (1) mit mehreren Batteriemodulen (2) aufweist, wobei das jeweilige Batteriemodul (2) mehrere Batteriezellen (3) aufweist, wobei das jeweilige Batteriemodul (2) zwei elektrische Anschlusspole zum elektrischen Verbinden der Batteriemodule (2) aufweist, wobei jeweils zwei Batteriemodule (2) mittels eines die Anschlusspole verbindenden Modulverbinders (4) miteinander elektrisch verbunden sind, wobei einer oder mehrere der Modulverbinder (4) in einem ersten Anschlussraum (5) angeordnet sind, wobei die Hochvoltbatterie (1) eine erste Anschlussraumabdeckung (6) aufweist, wobei die erste Anschlussraumabdeckung (6) den ersten Anschlussraum (5) zumindest in einer Hochrichtung (Z) des Fahrzeugs abdeckt, wobei ein Material der ersten Anschlussraumabdeckung (6) mineralische Stoffe aufweist

Figure DE102021110103A1_0000
The invention relates to an electrically operated or partially electrically operated vehicle, the vehicle having a high-voltage battery (1) with a plurality of battery modules (2), the respective battery module (2) having a plurality of battery cells (3), the respective battery module (2) having two electric Connection poles for electrically connecting the battery modules (2), two battery modules (2) each being electrically connected to one another by means of a module connector (4) connecting the connection poles, one or more of the module connectors (4) being arranged in a first connection space (5). , wherein the high-voltage battery (1) has a first connection space cover (6), the first connection space cover (6) covering the first connection space (5) at least in a vertical direction (Z) of the vehicle, a material of the first connection space cover (6) containing mineral substances having
Figure DE102021110103A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisch betriebenes oder teilelektrisch betriebenes Fahrzeug, wobei das Fahrzeug eine Hochvoltbatterie mit mehreren Batteriemodulen aufweist.The invention relates to an electrically operated or partially electrically operated vehicle, the vehicle having a high-voltage battery with a plurality of battery modules.

Aus der Praxis bekannte Hochvoltbatterien, wie sie zum Beispiel als Energiespeicher bzw. Traktionsbatterie in Hybridfahrzeugen oder Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommen, verfügen typischerweise über mehrere Batteriemodule, wobei jedes Batteriemodul mehrere Batteriezellen aufweist. Derartige Batteriemodule weisen typischerweise zwei elektrische Anschlusspole auf zum Verschalten der Batteriemodule. Insbesondere dienen diese elektrischen Anschlusspole dem Verschalten der Batteriemodule zu der eigentlichen Hochvoltbatterie.High-voltage batteries known from practice, such as those used as energy stores or traction batteries in hybrid vehicles or electric vehicles, typically have multiple battery modules, with each battery module having multiple battery cells. Such battery modules typically have two electrical connection poles for connecting the battery modules. In particular, these electrical connection poles are used to connect the battery modules to the actual high-voltage battery.

Problematisch bei derartigen Hochvoltbatterien ist insbesondere das sogenannte thermische Durchgehen (Terminal Runway), beispielsweise verursacht durch einen elektrischen Kurzschluss innerhalb einer Batteriezelle oder innerhalb eines Batteriemoduls. Um die Gefährdung bzw. Beschädigung weiterer Komponenten oder Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs zu verhindern, sind typischerweise feuerfeste Materialien zwischen den Batteriezellen vorgesehen, insbesondere um ein Übergreifen auf umliegende Batteriezellen bei einem Defekt einer der Batteriezellen zu verhindern. Beispielsweise ist aus der WO 2020/023357 A1 bekannt, zwischen den Batteriezellen eines Batteriemoduls schwer brennbare, feuerresistente Materialien einzubringen, um die jeweilige Batteriezelle von den umliegenden Batteriezellen zu isolieren.A particular problem with such high-voltage batteries is the so-called thermal runaway (terminal runway), caused for example by an electrical short circuit within a battery cell or within a battery module. In order to prevent other components or vehicle occupants from being endangered or damaged, fireproof materials are typically provided between the battery cells, in particular to prevent spreading to surrounding battery cells in the event of a defect in one of the battery cells. For example, from the WO 2020/023357 A1 It is known to introduce flame-retardant, fire-resistant materials between the battery cells of a battery module in order to isolate the respective battery cell from the surrounding battery cells.

Problematisch bei einem thermischen Durchgehen einer Batteriezelle oder eines Batteriemoduls ist insbesondere die Tatsache, dass die bei einem Durchgehen der Batterie bzw. Batteriezelle entstehenden Gase bzw. bei einem Aufreißen des Batteriemoduls entstehenden Gase häufig korrosiv und/oder brennbar sind und die Spannungsdifferenz zwischen benachbarten Batteriemodulen derart auch hoch sein kann, dass die Spannungsdifferenz ausreichend ist, um dieses Gas zu entzünden bzw. dieses Gas ausreichend leitfähig ist, um einen Lichtbogen zwischen benachbarten Batteriemodulen entstehen zu lassen.A particular problem with a thermal runaway of a battery cell or a battery module is the fact that the gases generated when the battery or battery cell runs away or when the battery module ruptures are often corrosive and/or combustible and the voltage difference between adjacent battery modules is such can also be high that the voltage difference is sufficient to ignite this gas or this gas is sufficiently conductive to cause an arc between adjacent battery modules.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen besonders vorteilhaften Schutz der Batteriemodule bereitzustellen, der im Falle eines thermischen Durchgehens eines der Batteriezellen der Batteriemodule oder eines Batteriemoduls die übrigen Batteriemodule und insbesondere auch den Fahrgastinnenraum gegen Flammen und auch insbesondere gegenüber beim thermischen Durchgehen austretenden Gasen schützt.The object of the present invention is therefore to provide a particularly advantageous protection for the battery modules which, in the event of a thermal runaway of one of the battery cells of the battery modules or a battery module, protects the other battery modules and in particular also the passenger compartment against flames and also in particular against gases escaping during thermal runaway .

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Fahrzeug, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.This problem is solved by a vehicle that has the features of patent claim 1 .

Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug handelt es sich um ein elektrisch betriebenes oder teilelektrisch betriebenes Fahrzeug, beispielsweise ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug. Das Fahrzeug weist eine Hochvoltbatterie, insbesondere eine Traktionsbatterie, mit mehreren Batteriemodulen auf. Das jeweilige Batteriemodul weist mehrere Batteriezellen auf, wobei das jeweilige Batteriemodul zwei elektrische Anschlusspole zum elektrischen Verbinden der Batteriemodule aufweist. Jeweils zwei Batteriemodule sind mittels eines die Anschlusspole verbindenden Modulverbinders miteinander elektrisch verbunden. Einer oder mehrere der Modulverbinder sind dabei in einem ersten Anschlussraum angeordnet, wobei die Hochvoltbatterie eine erste Anschlussraumabdeckung aufweist, wobei die erste Anschlussraumabdeckung dem ersten Anschlussraum zumindest in einer Hochrichtung des Fahrzeugs abdeckt. Ein Material der ersten Anschlussraumabdeckung weist mineralische Stoffe auf. Insbesondere handelt es sich bei der Anschlussraumabdeckung um ein Formteil aus Mineralstoffen. Die Verwendung von mineralischen Stoffen hat den Vorteil, dass dadurch die Anschlussraumabdeckung besonders hitzebeständig und chemisch besonders resistent ist.The vehicle according to the invention is an electrically operated or partially electrically operated vehicle, for example an electric vehicle or a hybrid vehicle. The vehicle has a high-voltage battery, in particular a traction battery, with a number of battery modules. The respective battery module has a plurality of battery cells, with the respective battery module having two electrical connection poles for electrically connecting the battery modules. In each case two battery modules are electrically connected to one another by means of a module connector connecting the connection poles. One or more of the module connectors are arranged in a first connection space, the high-voltage battery having a first connection space cover, the first connection space cover covering the first connection space at least in a vertical direction of the vehicle. A material of the first connection space cover has mineral substances. In particular, the terminal compartment cover is a molded part made of minerals. The use of mineral materials has the advantage that the terminal compartment cover is particularly heat-resistant and particularly chemically resistant.

Durch die erste Anschlussraumabdeckung wird der Anschlussraum gegenüber dem umliegenden Volumen abgeschottet, sodass durch die Anschlussraumabdeckung ein etwaiger Gasvolumenstrom im Bereich des Anschlussraums geführt wird. Somit stellt die Anschlussraumabdeckung sicher, dass es zu keinem unkontrollierten Gasfluss bzw. Gasaustausch zwischen dem Anschlussraum und der Umgebung kommt. Die Anschlussraumabdeckung muss dafür nicht notwendigerweise den ersten Anschlussraum hermetisch abdichten, vielmehr ist es denkbar und bevorzugt, dass durch die Anschlussraumabdeckung eine gewisse Führung eines im Bereich des Anschlussraums entstehenden Gasvolumenstroms bewirkt wird. Dementsprechend kann durch die Anschlussraumabdeckung eine Führung des Gasvolumenstroms in dem ersten Anschlussraum bewirkt werden, insbesondere derart, dass ein, beispielsweise bei einem thermischen Durchgehen entstehendes Gas, durch die Anschlussraumabdeckung in Bereiche abgeleitet wird, in denen keine oder nur eine geringere Gefahr durch das entstandene Gas entstehen kann. Dabei ist es durchaus denkbar, dass durch die Anschlussraumabdeckung der Gasvolumenstrom in dem ersten Anschlussraum in Richtung eines Außenbereichs der Hochvoltbatterie geleitet wird.The connection space is sealed off from the surrounding volume by the first connection space cover, so that any gas volume flow in the area of the connection space is routed through the connection space cover. The terminal compartment cover thus ensures that there is no uncontrolled gas flow or gas exchange between the terminal compartment and the environment. The connection space cover does not necessarily have to hermetically seal the first connection space for this purpose; rather, it is conceivable and preferred for the connection space cover to effect a certain guidance of a gas volume flow occurring in the area of the connection space. Accordingly, the connection space cover can be used to guide the gas volume flow in the first connection space, in particular in such a way that a gas that is produced, for example in the event of a thermal runaway, is diverted through the connection space cover into areas in which there is no or only a minor hazard from the gas produced can arise. It is quite conceivable that the gas volume flow in the first connection space is directed through the connection space cover in the direction of an outer area of the high-voltage battery.

Die Anschlussraumabdeckung bewirkt zum einen einen Ausgas-/Brandschutz für einen etwaigen Batteriedeckel und den Fahrgastinnenraum sowie eine Abschottung von Gasansammlungen im Bereich der Modulverbinder durch thermische Isolation und Gasführung.On the one hand, the terminal compartment cover provides outgassing/fire protection for any battery cover and the passenger compartment, as well as sealing off gas accumulations in the area of the module connectors through thermal insulation and gas routing.

Die erste Anschlussraumabdeckung ist insbesondere aus einem hitzebeständigen, schwer entflammbaren Material gefertigt. Insbesondere ist die Anschlussraumabdeckung aus einem Material gefertigt, das chemisch resistent gegen die bei einem thermischen Durchgehen entstehenden Gase ist. Vorzugsweise ist die Anschlussraumabdeckung aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigtThe first connection space cover is made in particular from a heat-resistant, flame-retardant material. In particular, the terminal compartment cover is made from a material that is chemically resistant to the gases that form during a thermal runaway. The connection space cover is preferably made of an electrically insulating material

Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn einer oder mehrere der Modulverbinder in einem nicht mit dem ersten Anschlussraum identischen zweiten Anschlussraum angeordnet sind, wobei die Hochvoltbatterie eine zweite Anschlussraumabdeckung aufweist, wobei die zweite Anschlussraumabdeckung den zweiten Anschlussraum zumindest in einer Hochrichtung des Fahrzeugs abdeckt. Ein Material der zweiten Anschlussraumabdeckung weist mineralische Stoffe auf.It is considered advantageous if one or more of the module connectors are arranged in a second connection space that is not identical to the first connection space, the high-voltage battery having a second connection space cover, the second connection space cover covering the second connection space at least in a vertical direction of the vehicle. A material of the second connection space cover has mineral substances.

Die Abdeckung des Anschlussraums in Fahrzeughochrichtung hat den Vorteil, dass durch die Abdeckung in Fahrzeughochrichtung eine besonders effektive Führung bzw. eine besonders effektive Abschottung des etwaig entstehenden Gases erreicht wird, da das entstehende Gas typischerweise eine höhere Temperatur aufweist und dementsprechend bestrebt ist, in Fahrzeughochrichtung zu strömen.Covering the terminal compartment in the vertical direction of the vehicle has the advantage that the cover in the vertical direction of the vehicle provides particularly effective guidance or sealing off of any gas that may be produced, since the gas that is produced is typically at a higher temperature and accordingly tends to increase in the vertical direction of the vehicle stream.

Vorzugsweise ist die erste Anschlussraumabdeckung derart gestaltet und angeordnet, dass diese den ersten Anschlussraum abschottet und/oder eine Führung eines Gasvolumenstroms in dem ersten Anschlussraum bewirkt.The first connection space cover is preferably designed and arranged in such a way that it seals off the first connection space and/or guides a gas volume flow in the first connection space.

Vorzugsweise ist die zweite Anschlussraumabdeckung derart gestaltet und angeordnet, dass diese den zweiten Anschlussraum abschottet und/oder eine Führung eines Gasvolumenstroms in dem zweiten Anschlussraum bewirkt.The second connection space cover is preferably designed and arranged in such a way that it seals off the second connection space and/or guides a gas volume flow in the second connection space.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung als Formteil ausgebildet ist. Vorzugsweise handelt es sich bei der ersten und/oder der zweiten Anschlussraumabdeckung um ein Formteil aus Mineralstoffen.It is considered particularly advantageous if the first and/or the second connection space cover is designed as a molded part. The first and/or the second connection space cover is preferably a molded part made of mineral materials.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung ein keramisches Material aufweist, insbesondere aus einem keramischen Material besteht.It is considered particularly advantageous if the first and/or the second connection space cover has a ceramic material, in particular consists of a ceramic material.

Vorzugsweise handelt es sich bei den mineralischen Stoffen um Mineralien der Glimmergruppe oder Mica. Bevorzugt handelt es sich bei dem Material der Anschlussraumabdeckung um ein Material, das zu zumindest 80 Gew.-% aus Mineralien der Glimmergruppe oder Mica besteht.The mineral substances are preferably minerals from the mica group or mica. The material of the connection space cover is preferably a material that consists of at least 80% by weight of minerals from the mica group or mica.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung ein aus einem Halbzeug gebildetes Formteil ist. So ist es durchaus denkbar, dass die Anschlussraumabdeckung aus einem plattenförmigen Material durch Stanzen und/oder Abkanten gebildet ist.It is considered particularly advantageous if the first and/or the second connection space cover is a molded part formed from a semi-finished product. So it is quite conceivable that the connection space cover is formed from a plate-like material by stamping and/or folding.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung lösbar mit der übrigen Hochvoltbatterie, insbesondere einem Rahmen der Hochvoltbatterie verbunden ist.It is considered particularly advantageous if the first and/or the second connection space cover is detachably connected to the rest of the high-voltage battery, in particular to a frame of the high-voltage battery.

Es ist aber auch durchaus denkbar, dass die Anschlussraumabdeckung mit einem die Hochvoltbatterie aufnehmenden Karosseriebauteil lösbar verbunden ist. Insbesondere ist die Hochvoltbatterie in einem Hochvoltbatteriebatterieraum angeordnet, wobei die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung mit einem Strukturbauteil des Hochvoltbatterieraums, vorzugsweise lösbar, verbunden ist.However, it is also entirely conceivable for the connection space cover to be detachably connected to a body component that accommodates the high-voltage battery. In particular, the high-voltage battery is arranged in a high-voltage battery compartment, the first and/or the second connection compartment cover being connected, preferably detachably, to a structural component of the high-voltage battery compartment.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung mittels lösbarere Rastmittel mit der übrigen Hochvoltbatterie und/oder dem Strukturbauteil verbunden ist. Die lösbare Verbindung der Anschlussraumabdeckung mit der übrigen Hochvoltbatterie bzw. mit dem Strukturbauteil hat den Vorteil, dass die Anschlussraumabdeckung besonders einfach montiert und demontiert werden kann, insbesondere um Zugang zu den Modulverbindern bzw. den Anschlusspolen zu gewähren.It is considered particularly advantageous if the first and/or the second connection space cover is connected to the rest of the high-voltage battery and/or the structural component by means of detachable latching means. The detachable connection of the connection space cover to the rest of the high-voltage battery or to the structural component has the advantage that the connection space cover can be fitted and removed particularly easily, in particular to allow access to the module connectors or the connection poles.

Vorzugsweise überdeckt die Anschlussraumabdeckung eines oder mehrere der Batteriemodule lediglich teilweise, insbesondere lediglich angrenzend an den der Anschlussraumabdeckung zugeordneten Anschlussraum. Dadurch können Material und Gewicht für die Anschlussraumabdeckung besonders geringgehalten werden.The connection space cover preferably only partially covers one or more of the battery modules, in particular only adjacent to the connection space assigned to the connection space cover. As a result, material and weight for the terminal compartment cover can be kept particularly low.

Es ist durchaus denkbar, dass die Anschlussraumabdeckung mit der übrigen Hochvoltbatterie, insbesondere mit den Batteriemodulen, verklebt ist. Die Verklebung hat den Vorteil, dass die Verklebung eine besonders gute Abschottung des Anschlussraums mittels der Anschlussraumabdeckung bewirkt.It is quite conceivable that the terminal compartment cover is glued to the rest of the high-voltage battery, in particular to the battery modules. Gluing has the advantage that the gluing brings about a particularly good sealing off of the connection space by means of the connection space cover.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung mehrere Batteriemodule überspannt, insbesondere zumindest drei, vorzugsweise drei bis zehn Batteriemodule überspannt.It is considered to be particularly advantageous if the first and/or the second connection space cover spans several battery modules, in particular at least three, preferably three to ten battery modules spanned.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Anschlusspole des jeweiligen Batteriemoduls an einer Stirnseite des jeweiligen Batteriemoduls ausgebildet sind. Ferner wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die zumindest zwei Anschlusspole des jeweiligen Batteriemoduls an derselben Seite des Batteriemoduls ausgebildet sind.It is considered particularly advantageous if the connection poles of the respective battery module are formed on an end face of the respective battery module. Furthermore, it is considered particularly advantageous if the at least two connection poles of the respective battery module are formed on the same side of the battery module.

Es ist durchaus denkbar und bevorzugt, dass die Hochvoltbatterie eine Batterieabdeckung aufweist, wobei die Batterieabdeckung die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung in Fahrzeughochrichtung abdeckt, vorzugsweise die Hochvoltbatterie ein Batteriegehäuse aufweist, wobei die jeweilige Anschlussraumabdeckung innerhalb des Batteriegehäuses angeordnet ist.It is entirely conceivable and preferred that the high-voltage battery has a battery cover, with the battery cover covering the first and/or the second connection space cover in the vertical direction of the vehicle, preferably the high-voltage battery having a battery housing, with the respective connection space cover being arranged inside the battery housing.

Vorzugsweise ist die Anschlussraumabdeckung gewinkelt ausgebildet.The connection space cover is preferably angled.

Vorzugsweise weist die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung einen Abschnitt auf, wobei dieser Abschnitt den jeweiligen Anschlussraum in Hochrichtung und ein anderer Abschnitt der jeweiligen Anschlussraumabdeckung den jeweiligen Anschlussraum in Fahrzeugquerrichtung und/oder in Fahrzeuglängsrichtung abdeckt.The first and/or the second connection space cover preferably has a section, this section covering the respective connection space in the vertical direction and another section of the respective connection space cover covering the respective connection space in the vehicle transverse direction and/or in the vehicle longitudinal direction.

Vorzugsweise weist die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung in der Fahrzeughochrichtung und/oder in der Fahrzeugquerrichtung und/oder in der Fahrzeuglängsrichtung eine geschlossene Oberfläche auf. Dadurch ist eine besonders gute Abschottung des jeweiligen Anschlussraums gewährleistet.The first and/or the second terminal compartment cover preferably has a closed surface in the vertical direction of the vehicle and/or in the transverse direction of the vehicle and/or in the longitudinal direction of the vehicle. This ensures particularly good sealing off of the respective connection space.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung nach oben geschlossen ist und nach unten offen ist, sodass der Anschlussraum nach oben abgeschottet ist und nach unten offen ist.It is considered to be particularly advantageous if the first and/or the second connection space cover is closed at the top and is open at the bottom, so that the connection space is partitioned off at the top and is open at the bottom.

Vorzugsweise weist die Hochvoltbatterie zumindest zwei Reihen von Batteriemodulen auf, wobei der erste oder der zweite Anschlussraum zwischen den beiden Reihen ausgebildet ist, wobei in diesem Anschlussraum Modulverbinder angeordnet sind, wobei diese Modulverbinder die Batteriemodule der jeweiligen Reihe miteinander und/oder Batteriemodule der einen Reihe mit Batteriemodulen der anderen Reihe verbinden. Vorzugsweise erstrecken sich die Reihen in Fahrzeuglängsrichtung oder in Fahrzeugquerrichtung.The high-voltage battery preferably has at least two rows of battery modules, with the first or the second connection space being formed between the two rows, with module connectors being arranged in this connection space, these module connectors connecting the battery modules of the respective row to one another and/or battery modules of one row to one another Connect battery modules of the other row. The rows preferably extend in the longitudinal direction of the vehicle or in the transverse direction of the vehicle.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Hochvoltbatterie zumindest zwei Reihen von Batteriemodulen aufweist, wobei der erste oder der zweite Anschlussraum zwischen den beiden Reihen ausgebildet ist, wobei in diesem Anschlussraum Modulverbinder angeordnet sind, wobei ein Abschnitt der Anschlussraumabdeckung den Anschlussraum in Fahrzeughochrichtung und ein anderer Abschnitt der Anschlussraumabdeckung den Anschlussraum in Fahrzeugquerrichtung und/oder in Fahrzeuglängsrichtung abdeckt.In a preferred embodiment, it is provided that the high-voltage battery has at least two rows of battery modules, with the first or the second connection space being formed between the two rows, with module connectors being arranged in this connection space, with a section of the connection space cover covering the connection space in the vertical direction of the vehicle and a another section of the connection space cover covers the connection space in the vehicle transverse direction and/or in the vehicle longitudinal direction.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Anschlussraumabdeckung mittels eines Klipssystems mit der übrigen Hochvoltbatterie und/oder einem Strukturbauteil verbunden ist.It is considered particularly advantageous if the connection space cover is connected to the rest of the high-voltage battery and/or a structural component by means of a clip system.

Vorzugsweise weist die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung eine Stärke von 500 µm bis 2000 µm, vorzugsweise von 500 µm bis 1000 µm auf.The first and/or the second connection space cover preferably has a thickness of 500 μm to 2000 μm, preferably 500 μm to 1000 μm.

In den nachfolgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne auf dieses beschränkt zu sein. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Hochvoltbatterie einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs in einer Ansicht gemäß dem Pfeil I in 2,
  • 2 die Hochvoltbatterie in einer Schnittansicht gemäß der Linie II-II in 1.
In the following figures, the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment, without being restricted to this. Show it:
  • 1 a schematic representation of a high-voltage battery of a first embodiment of the vehicle according to the invention in a view according to the arrow I in 2 ,
  • 2 the high-voltage battery in a sectional view along line II-II in 1 .

Die 1 und 2 zeigen eine Hochvoltbatterie 1 eines erfindungsgemäßen elektrisch betriebenen Fahrzeugs. Die Hochvoltbatterie 1 weist mehrere Batteriemodule 2, vorliegend drei Reihen von jeweils vier Batteriemodulen 2, somit insgesamt zwölf Batteriemodule 2 auf. Das jeweilige Batteriemodul 2 weist mehrere Batteriezellen 3 auf, wobei das jeweilige Batteriemodul 2 zwei nicht näher dargestellte elektrische Anschlusspole zum elektrischen Verbinden der Batteriemodule 2 aufweist. Die Batteriemodule 2 der jeweiligen Reihe sind durch Modulverbinder 4 miteinander elektrisch verbunden, vorliegend in Reihe geschaltet, wobei zusätzlich jeweils ein Batteriemodul 2 der jeweiligen Reihe mit einem Batteriemodul 2 der benachbarten Reihe verbunden ist. Die der ersten Reihe und der zweiten Reihe zuordenbaren Modulverbinder 4 sind in einem gemeinsamen ersten Anschlussraum 5 angeordnet. Die der dritten Reihe zuordenbaren Modulverbinder 4 sind in einem zweiten Anschlussraum 7 angeordnet.the 1 and 2 show a high-voltage battery 1 of an electrically operated vehicle according to the invention. The high-voltage battery 1 has a plurality of battery modules 2, in the present case three rows of four battery modules 2 each, thus a total of twelve battery modules 2. The respective battery module 2 has a plurality of battery cells 3, the respective battery module 2 having two electrical connection poles, not shown in detail, for electrically connecting the battery modules 2. The battery modules 2 of the respective row are electrically connected to one another by module connectors 4, in the present case connected in series, with one battery module 2 of the respective row also being connected to a battery module 2 of the adjacent row. The module connectors 4 that can be assigned to the first row and the second row are arranged in a common first connection space 5 . The module connectors 4 that can be assigned to the third row are arranged in a second connection space 7 .

Die Hochvoltbatterie 1 weist eine erste Anschlussraumabdeckung 6 und eine zweite Anschlussraumabdeckung 8 auf, wobei die erste Anschlussraumabdeckung 6 den ersten Anschlussraum 5 in einer Hochrichtung Z des Fahrzeugs abdeckt, vorliegend oberhalb der Batteriemodule 2 angeordnet ist. Die zweite Anschlussraumabdeckung 8 deckt den zweiten Anschlussraum 7 sowohl in der Hochrichtung Z des Fahrzeugs als auch in der Querrichtung Y des Fahrzeugs ab.The high-voltage battery 1 has a first connection space cover 6 and a second connection space cover 8 , the first connection space cover 6 covering the first connection space 5 in a vertical direction Z of the vehicle, in the present case being arranged above the battery modules 2 . The second connection room cover Cover 8 covers the second connection space 7 both in the vertical direction Z of the vehicle and in the transverse direction Y of the vehicle.

Die erste Anschlussraumabdeckung 6 ist vorliegend eben und plattenförmig ausgebildet, wohingegen die zweite Anschlussraumabdeckung 8 gewinkelt ausgebildet ist.In the present case, the first connection space cover 6 is flat and plate-shaped, whereas the second connection space cover 8 is angled.

Vorliegend handelt es sich bei der jeweiligen Anschlussraumabdeckung 6, 8 um eine Mineralstoffplatte, dementsprechend ein Formteil aus einem mineralischen Stoff oder mineralischen Stoffen. Das jeweilige Formteil weist eine Stärke von etwa 1000 µm somit 1 mm auf.In the present case, the respective connection space cover 6, 8 is a mineral material plate, correspondingly a molded part made of a mineral material or mineral materials. The respective molded part has a thickness of about 1000 µm, i.e. 1 mm.

Die jeweilige Anschlussraumabdeckung 6, 8 bewirkt eine Abschottung des jeweiligen Anschlussraums 5, 7 gegenüber der Umgebung des jeweiligen Anschlussraums 5, 7. Durch die jeweilige Anschlussraumabdeckung 6, 8 ist vorliegend im Bereich des jeweiligen Anschlussraums 5, 7 ein Kanal gebildet, der der Gasführung dient, insbesondere der Gasführung eines bei einem thermischen Durchgehen eines der Batteriezellen 3 oder eines der Batteriemodule 2 entstehenden Gases.The respective connection space cover 6, 8 causes the respective connection space 5, 7 to be sealed off from the environment of the respective connection space 5, 7. The respective connection space cover 6, 8 in the present case forms a channel in the area of the respective connection space 5, 7, which is used for gas routing , In particular the gas routing of a gas produced in the event of a thermal runaway of one of the battery cells 3 or one of the battery modules 2 .

Dadurch, dass die jeweilige Anschlussraumabdeckung 6, 8 elektrisch isolierend wirkt, wird eine Lichtbogenbildung zusätzlich verhindert.Because the respective terminal compartment cover 6, 8 has an electrically insulating effect, arcing is additionally prevented.

Bezugszeichenlistereference list

11
Hochvoltbatteriehigh-voltage battery
22
Batteriemodulbattery module
33
Batteriezellebattery cell
44
Modulverbindermodule connector
55
erster Anschlussraumfirst connection room
66
erste Anschlussraumabdeckungfirst terminal compartment cover
77
zweiter Anschlussraumsecond connection room
88th
zweite Anschlussraumabdeckungsecond terminal compartment cover

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • WO 2020/023357 A1 [0003]WO 2020/023357 A1 [0003]

Claims (14)

Elektrisch betriebenes oder teilelektrisch betriebenes Fahrzeug, wobei das Fahrzeug eine Hochvoltbatterie (1) mit mehreren Batteriemodulen (2) aufweist, wobei das jeweilige Batteriemodul (2) mehrere Batteriezellen (3) aufweist, wobei das jeweilige Batteriemodul (2) zwei elektrische Anschlusspole zum elektrischen Verbinden der Batteriemodule (2) aufweist, wobei jeweils zwei Batteriemodule (2) mittels eines die Anschlusspole verbindenden Modulverbinders (4) miteinander elektrisch verbunden sind, wobei einer oder mehrere der Modulverbinder (4) in einem ersten Anschlussraum (5) angeordnet sind, wobei die Hochvoltbatterie (1) eine erste Anschlussraumabdeckung (6) aufweist, wobei die erste Anschlussraumabdeckung (6) den ersten Anschlussraum (5) zumindest in einer Hochrichtung (Z) des Fahrzeugs abdeckt, wobei ein Material der ersten Anschlussraumabdeckung (6) mineralische Stoffe aufweist.Electrically operated or partially electrically operated vehicle, the vehicle having a high-voltage battery (1) with a plurality of battery modules (2), the respective battery module (2) having a plurality of battery cells (3), the respective battery module (2) having two electrical connection poles for electrical connection having the battery modules (2), two battery modules (2) each being electrically connected to one another by means of a module connector (4) connecting the connection poles, one or more of the module connectors (4) being arranged in a first connection space (5), the high-voltage battery (1) has a first connection space cover (6), the first connection space cover (6) covering the first connection space (5) at least in a vertical direction (Z) of the vehicle, a material of the first connection space cover (6) having mineral substances. Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei einer oder mehrere der Modulverbinder (4) in einem nicht mit dem ersten Anschlussraum (5) identischen zweiten Anschlussraum (7) angeordnet sind, wobei die Hochvoltbatterie (1) eine zweite Anschlussraumabdeckung (8) aufweist, wobei die zweite Anschlussraumabdeckung (8) den zweiten Anschlussraum (7) zumindest in einer Hochrichtung des Fahrzeugs abdeckt, wobei ein Material der zweiten Anschlussraumabdeckung (8) mineralische Stoffe aufweist.vehicle after claim 1 , wherein one or more of the module connectors (4) are arranged in a second connection space (7) that is not identical to the first connection space (5), the high-voltage battery (1) having a second connection space cover (8), the second connection space cover (8) covers the second connection space (7) at least in a vertical direction of the vehicle, wherein a material of the second connection space cover (8) has mineral substances. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung (6, 8) ein Formteil ist, insbesondere ein Formteil aus mineralischen Stoffen ist.vehicle after claim 1 or 2 , wherein the first and / or the second connection space cover (6, 8) is a molded part, in particular a molded part made of mineral substances. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung eine Stärke von 500 µm bis 2000 µm, vorzugsweise von 700 µm bis 1000 µm, aufweist.vehicle after one of Claims 1 until 3 , wherein the first and / or the second connection space cover has a thickness of 500 microns to 2000 microns, preferably from 700 microns to 1000 microns. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung (6, 8) ein keramisches Material aufweist, insbesondere aus einem keramischen Material besteht.vehicle after one of Claims 1 until 4 , wherein the first and / or the second connection space cover (6, 8) has a ceramic material, in particular consists of a ceramic material. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei es sich bei den mineralischen Stoffen um Mineralien der Glimmergruppe oder Mica handelt, vorzugsweise ein Material der ersten und/oder der zweiten Anschlussraumabdeckung (6, 8) zu zumindest 80 Gew.-% aus Mineralien der Glimmergruppe oder Mica besteht.vehicle after one of Claims 1 until 5 , wherein the mineral substances are minerals from the mica group or mica, preferably a material of the first and/or the second terminal compartment cover (6, 8) consists of at least 80% by weight minerals from the mica group or mica. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung (6, 8) ein aus einem Halbzeug gebildetes Formteil ist.vehicle after one of Claims 1 until 6 , wherein the first and / or the second terminal compartment cover (6, 8) is a molded part formed from a semi-finished product. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung (6, 8) lösbar mit der übrigen Hochvoltbatterie (1), insbesondere einem Rahmen der Hochvoltbatterie (1) verbunden ist.vehicle after one of Claims 1 until 7 , wherein the first and/or the second connection space cover (6, 8) is detachably connected to the rest of the high-voltage battery (1), in particular to a frame of the high-voltage battery (1). Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung (6, 8) mittels lösbarer Rastmittel mit der übrigen Hochvoltbatterie (1) verbunden ist.vehicle after one of Claims 1 until 8th , wherein the first and/or the second connection space cover (6, 8) is connected to the rest of the high-voltage battery (1) by means of detachable latching means. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung (6, 8) mit der übrigen Hochvoltbatterie (1), insbesondere den Batteriemodulen (2) verklebt ist.vehicle after one of Claims 1 until 9 , wherein the first and/or the second connection space cover (6, 8) is glued to the rest of the high-voltage battery (1), in particular the battery modules (2). Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Hochvoltbatterie (1) eine Batterieabdeckung aufweist, wobei die Batterieabdeckung die erste und/oder die zweite Anschlussraumabdeckung (6, 8) in Fahrzeughochrichtung (Z) abdeckt, vorzugsweise die Hochvoltbatterie (1) ein Batteriegehäuse aufweist, wobei die jeweilige Anschlussraumabdeckung (6, 8) innerhalb des Batteriegehäuses angeordnet ist.vehicle after one of Claims 1 until 10 , the high-voltage battery (1) having a battery cover, the battery cover covering the first and/or the second connection space cover (6, 8) in the vertical direction (Z) of the vehicle, the high-voltage battery (1) preferably having a battery housing, the respective connection space cover (6 , 8) is arranged inside the battery case. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei ein Abschnitt der ersten und/oder der zweiten Anschlussraumabdeckung (6, 8) den jeweiligen Anschlussraum (5, 7) in Hochrichtung und ein anderer Abschnitt der jeweiligen Anschlussraumabdeckung (6, 8) den jeweiligen Anschlussraum (5, 7) in Fahrzeugquerrichtung (Y) und/oder in Fahrzeuglängsrichtung (X) abdeckt.vehicle after one of Claims 1 until 11 , wherein a section of the first and / or the second connection space cover (6, 8) the respective connection space (5, 7) in the vertical direction and another section of the respective connection space cover (6, 8) the respective connection space (5, 7) in the vehicle transverse direction ( Y) and/or in the vehicle longitudinal direction (X). Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Hochvoltbatterie (1) zumindest zwei Reihen von Batteriemodulen (6, 8) aufweist, wobei der erste oder der zweite Anschlussraum (5, 7) zwischen den beiden Reihen ausgebildet ist, wobei in diesem Anschlussraum (5, 7) Modulverbinder (4) angeordnet sind, wobei diese Modulverbinder (4) die Batteriemodule (2) der jeweiligen Reihe miteinander und/oder Batteriemodule (2) der einen Reihe mit Batteriemodulen (2) der anderen Reihe verbinden.vehicle after one of Claims 1 until 12 , wherein the high-voltage battery (1) has at least two rows of battery modules (6, 8), the first or the second connection space (5, 7) being formed between the two rows, wherein module connectors (4 ) are arranged, these module connectors (4) connecting the battery modules (2) of the respective row to one another and/or battery modules (2) of one row to battery modules (2) of the other row. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Hochvoltbatterie (1) zumindest zwei Reihen von Batteriemodulen (2) aufweist, wobei der erste oder der zweite Anschlussraum (5, 7) zwischen den beiden Reihen ausgebildet ist, wobei in diesem Anschlussraum (5, 7) Modulverbinder (4) angeordnet sind, wobei ein Abschnitt der Anschlussraumabdeckung (6, 8) den Anschlussraum (5, 7) in Fahrzeughochrichtung (Z) und ein anderer Abschnitt der Anschlussraumabdeckung (6, 8) den Anschlussraum (5, 7) in Fahrzeugquerrichtung (Y) und/oder in Fahrzeuglängsrichtung (X) abdeckt.vehicle after one of Claims 1 until 13 , wherein the high-voltage battery (1) has at least two rows of battery modules (2), the first or the second connection space (5, 7) being formed between the two rows, module connectors (4) being arranged in this connection space (5, 7). are, wherein a section of the connection space cover (6, 8) the connection space (5, 7) in the vehicle vertical direction (Z) and another section the terminal compartment cover (6, 8) covers the terminal compartment (5, 7) in the vehicle transverse direction (Y) and/or in the vehicle longitudinal direction (X).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020023357A1 (en) 2018-07-26 2020-01-30 3M Innovative Properties Company Flame resistant materials for electric vehicle battery applications
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