DE102021119108A1

DE102021119108A1 - Kraftfahrzeug mit Speicherzellenreihen

Info

Publication number: DE102021119108A1
Application number: DE102021119108.4A
Authority: DE
Inventors: Julian Patscheider; Andreas Schleicher
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-07-23
Filing date: 2021-07-23
Publication date: 2023-01-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug (1) mit einer Traktionsbatterie (3; 13) aufweisend eine Vielzahl von zylinderförmigen Speicherzellen (7), wobei die Speicherzellen (7) gruppenweise in Reihen (8) elektrisch seriell verbunden sind, indem die Speicherzellen (7) innerhalb einer Reihe (8) hintereinander angeordnet sind, so dass deren Längsachsen auf einer Linie (9) liegen und sich jeweils benachbarte Speicherzellen (7) derselben Reihe (8) direkt kontaktieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Traktionsbatterie mit einer Vielzahl von zylinderförmigen Speicherzellen.
Aus dem Stand der Technik sind elektrifizierte Kraftfahrzeuge mit Traktionsbatterien bekannt, welche eine Vielzahl von Speicherzellen aufweisen. Die Speicherzellen sind üblicherweise gruppiert und innerhalb einer Gruppe elektrisch seriell verbunden. Die Gruppen sind wiederum elektrisch parallel verschaltet. Diese elektrischen Kontaktierungen innerhalb einer Gruppe werden üblicherweise mittels Kontaktierungsplatten realisiert.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftfahrzeug mit einer kostengünstigeren Traktionsbatterie bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug mit einer Traktionsbatterie bereitgestellt. Das Kraftfahrzeug hat eine Vielzahl von zylinderförmigen Speicherzellen, wobei die Speicherzellen gruppenweise in Reihen elektrisch seriell verbunden sind, indem die Speicherzellen innerhalb einer Reihe hintereinander angeordnet sind, so dass deren Längsachsen auf einer Linie liegen und sich jeweils benachbarte Speicherzellen derselben Reihe direkt kontaktieren. Dadurch können zumindest einige der Kontaktierungen zwischen Speicherzellen eingespart werden, weil die Speicherzellen durch die Reihenanordnung direkt aneinander kontaktiert werden, ohne dass ein separates Kontaktierelement erforderlich ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung liegen die Längsachsen der Speicherzellen innerhalb einer Ebene, die normal zu einer Hochachse des Fahrzeugs verläuft. Auf diese Weise können sehr platzsparend, mit geringem Bauraumbedarf in Hochrichtung, viele Speicherzellen untergebracht werden.
Insbesondere ist die Traktionsbatterie unterhalb eines Fahrzeuginsassenraums angeordnet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wobei die Speicherzellen in einem Batteriegehäuse eingehaust sind und wobei zumindest die äußeren Speicherzellen einer Reihe von einer Halterung gehalten werden, die einerseits eine Fahrzeugkarosserie und/oder einen Fahrzeugboden und andererseits eine vom Fahrzeug weg weisende Wandung des Batteriegehäuses berühren. Dadurch erhöht die Halterung eine Stabilität des Batteriegehäuses und erhöht somit den Schutz der Speicherzellen vor mechanischer Beschädigung. Insbesondere bietet die Halterung einen gewissen Schutz im Hinblick auf eine Pollerbeschädigung der Traktionsbatterie von unten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Speicherzellen in einem Batteriegehäuse eingehaust und innerhalb des Batteriegehäuses ist ein Entgasungsraum ausgebildet, welcher so positioniert ist, dass er von der Linie, auf welcher die Längsachsen der Speicherzellen liegen, durchkreuzt wird. Somit wird platzsparend innerhalb des Batteriegehäuses ein Entgasungsraum bereitgestellt, der verhindern soll, dass heiße Gase im Falle einer Entgasung der Speicherzellen an die Umgebung des Kraftfahrzeugs entweichen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist eine zu den Speicherzellen weisende Wandung des Entgasungsraums eine geringere thermische Widerstandsfähigkeit auf, als ein Material des Batteriegehäuses. Dadurch wird diese Wandung durch die heißen Gase im Falle einer Entgasung aufgeschmolzen, bevor das Batteriegehäuse aufgeschmolzen wird.
Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einem Verbrennungsmotor bereit.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:

1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug;
2 zeigt schematisch eine Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
3 zeigt schematisch eine Detailansicht des Bereichs D1 aus 2;
4 zeigt schematisch eine Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
5 zeigt schematisch eine Detailansicht des Bereichs D2 aus 4.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Fahrzeuginsassenraum 2 und einer Traktionsbatterie 3; 13, die unterhalb des Fahrzeuginsassenraums 2 angeordnet ist. Genauer ist die Traktionsbatterie 3; 13 von unten an einer Fahrzeugkarosserie 4 und/oder an einem Fahrzeugboden 5 befestigt. Der Fahrzeugboden 5 ist zwischen dem Fahrzeuginsassenraum 2 und der Traktionsbatterie 3; 13 angeordnet und trennt den Fahrzeuginsassenraum 2 von der Traktionsbatterie 3; 13. Bei dem Fahrzeug 1 handelt es sich um ein elektrifiziertes Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, welches zumindest zeitweise rein elektrisch angetrieben wird. Die Traktionsbatterie 3; 13 dient zum Speichern und Bereitstellen von elektrischer Energie auf elektrochemischer Basis zumindest zum Antrieb des Kraftfahrzeugs.
2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Traktionsbatterie 3 für das Kraftfahrzeug 1. Die Traktionsbatterie 3 weist ein Batteriegehäuse 6 auf, welches eine Vielzahl von Speicherzellen 7 einhaust. Wie in 2 dargestellt, ist das Batteriegehäuse 6 von unten an dem Fahrzeugboden 5, befestigt, beispielsweise angeschraubt. Das Batteriegehäuse 6 kann aber auch direkt an der Fahrzeugkarosserie 4 befestigt sein.
3 zeigt schematisch eine Detailansicht des Bereichs D1 aus 2. In dem Batteriegehäuse 6 sind die Speicherzellen 7 aufgenommen. Dabei handelt es sich um zylinderförmige Speicherzellen, sog. Rundzellen, die in Reihen 8 gruppiert sind. Die Speicherzellen 7 jeder Reihe 8 sind dabei so ausgerichtet, dass alle Längsachsen der Speicherzellen 7 auf einer Linie 9 liegen. Diese Linie 9 liegt wiederum innerhalb einer Ebene, welche normal zu einer Hochachse des Kraftfahrzeugs 1 ist. Die Linie 9 kann sowohl parallel zu einer Längsrichtung des Kraftfahrzeugs 1 verlaufen als auch quer dazu. Die Speicherzellen 7 jeder der Reihen 8 sind innerhalb einer Reihe 8 entlang der Linie 9 direkt nacheinander angeordnet, so dass zwei benachbarte Speicherzellen 7 einander mechanisch und elektrisch kontaktieren. Auf diese Weise bilden die Speicherzellen 7 jeder Reihe 8 elektrisch eine Serienschaltung aus. Die Reihen 8 sind untereinander elektrisch parallel und/oder seriell verschaltet.
Ferner sind in dem Batteriegehäuse 6 mehrere Halterungen 10 angeordnet, welche sich zwischen einer oberen und unteren Wandung des Batteriegehäuses 6 erstrecken. Im dargestellten Ausführungsbeispiel von dem Fahrzeugboden 5 zu einer vom Fahrzeug 1 weg weisenden bzw. zu einer Fahrbahn weisenden Wandung des Batteriegehäuses 6. Zumindest die äußeren Speicherzellen 7 jeder der Reihen 8 sind abschnittsweise in einer Halterung 10 aufgenommen, so dass die Reihen 8 gehalten und positioniert werden.
4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Traktionsbatterie 13 für das Kraftfahrzeug 1. 5 zeigt schematisch eine Detailansicht des Bereichs D2 aus 4. Die Traktionsbatterie 13 weist ein Batteriegehäuse 16 auf, welches sich nur durch einen Entgasungsraum 11 vom Batteriegehäuse 6 unterscheidet. Hinsichtlich des übrigen Aufbaus wird auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen, die auch für das zweite Ausführungsbeispiel zutreffend ist.
Der Entgasungsraum 11 ist innerhalb des Batteriegehäuses 16 angeordnet und derart positioniert, dass die Linien 9 der Reihen 8 den Entgasungsraum 11 durchkreuzen. Eine Wandung 12, welche zwischen einem Inneren des Entgasungsraums 11 und den Speicherzellen 7 angeordnet ist, ist aus einem Material ausgebildet, welches eine geringere thermische Beständigkeit aufweist als das Material aus dem das Batteriegehäuse 16 hergestellt ist. Somit durchschmelzen heiße Gase, die im Falle einer Ausgasung der Speicherzellen 7 auftreten können, die Wandung 12 bevor sie das Batteriegehäuse 16 durchschmelzen können.
Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Veranschaulichung und Beschreibung als beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf die offenbarten Ausführungsbeispiele zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.

Claims

Kraftfahrzeug (1) mit einer Traktionsbatterie (3; 13) aufweisend eine Vielzahl von zylinderförmigen Speicherzellen (7), wobei die Speicherzellen (7) gruppenweise in Reihen (8) elektrisch seriell verbunden sind, indem die Speicherzellen (7) innerhalb einer Reihe (8) hintereinander angeordnet sind, so dass deren Längsachsen auf einer Linie (9) liegen und sich jeweils benachbarte Speicherzellen (7) derselben Reihe (8) direkt kontaktieren.
Kraftfahrzeug (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Längsachsen der Speicherzellen (7) innerhalb einer Ebene liegen, die normal zu einer Hochachse des Fahrzeugs (1) verläuft.
Kraftfahrzeug (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Traktionsbatterie (3; 13) unterhalb eines Fahrzeuginsassenraums (2) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug (1) gemäß Anspruch 3, wobei die Speicherzellen (7) in einem Batteriegehäuse (6; 16) eingehaust sind und wobei zumindest die äußeren Speicherzellen (7) einer Reihe (8) von einer Halterung (10) gehalten werden, die einerseits eine Fahrzeugkarosserie (4) und/oder einen Fahrzeugboden (5) und andererseits eine vom Fahrzeug weg weisende Wandung des Batteriegehäuses (6; 16) berühren.
Kraftfahrzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Speicherzellen (7) in einem Batteriegehäuse (6; 16) eingehaust sind und innerhalb des Batteriegehäuses (6; 16) ein Entgasungsraum (11) ausgebildet ist, welcher so positioniert ist, dass er von der Linie (9), auf welcher die Längsachsen der Speicherzellen (7) liegen, durchkreuzt wird.
Kraftfahrzeug (1) gemäß Anspruch 5, wobei eine zu den Speicherzellen (7) weisende Wandung (12) des Entgasungsraums (11) eine geringere thermische Widerstandsfähigkeit aufweist, als ein Material des Batteriegehäuses (6; 16).