DE102021122980A1

DE102021122980A1 - Traktionsbatteriesystem eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102021122980A1
Application number: DE102021122980.4A
Authority: DE
Inventors: Philipp Kellner; Ilija Brandic; Immanuel Vogel; Christopher Volkmer; Sascha Mostofi
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2021-09-06
Filing date: 2021-09-06
Publication date: 2023-03-09
Anticipated expiration: 2041-09-07
Also published as: US20230070257A1; DE102021122980B4; CN115764045A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Traktionsbatteriesystem (1) eines Kraftfahrzeugs, umfassend zumindest zwei Batteriemodule (2) mit jeweils einer Vielzahl von Batterien, wobei das Batteriemodul (2) ein Modulgehäuse (3) aufweisend einen Gehäusebehälter (11) und zumindest einen Gehäusedeckel (7) umfasst, und wobei das Batteriemodul (2) eine Entlüftungseinheit (9) mit einer Entlüftungsöffnung (10) und mit einem Berstelement (12) aufweist, wobei über die Entlüftungsöffnung (10) Gas aus dem Modulgehäuse (3) geführt werden kann, und wobei das Traktionsbatteriesystem (1) einen ersten Längsträger (4) und einen zweiten Längsträger (5) aufweist, zwischen denen die Batteriemodule (2) angeordnet sind, und wobei der Längsträger (4; 5) eine Entlüftungskammer (13) besitzt, die zur Aufnahme und Weiterleitung des über die Entlüftungseinheit (9) strömenden Gases ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß ist zur Kühlung des im Längsträger (4; 5) strömenden Gases eine Kühlkammer (14) sich entlang der Entlüftungskammer (13) erstreckend, von dieser getrennt ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Traktionsbatteriesystem eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruch 1.
Kraftfahrzeuge mit Traktionsbatteriesystemen sind bekannt. Es handelt sich bei dem Traktionsbatteriesystem um eine Vielzahl von Batteriemodulen aufweisend eine Mehrzahl von Batteriezellen, die zum elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs ausgebildet sind. Die Mehrzahl von Batteriezellen sind zu einem Batteriemodul gebündelt, wobei mehrere Batteriemodule in einem Batteriegehäuse der Traktionsbatterie aufgenommen sind. Das Traktionsbatteriesystem ist in einem Aufnahmeraum einer Karosserie des Kraftfahrzeugs aufgenommen.
Im Betrieb des Traktionsbatteriesystems kann es zu einer so genannten Entgasung einer Batteriezelle kommen, bspw. durch ein so genanntes thermisches Event, wobei entstandene Gase kontrolliert aus dem Traktionsbatteriesystem abgeführt werden. Zur Abführung der Gase ist eine Entlüftungseinheit vorgesehen, welche ein Berstelement umfasst, das bei einem infolge der Gase erhöhten Innendruck im Batteriemodul nachgeben kann und eine der Entlüftungseinheit zugeordnete Entlüftungsöffnung freigeben kann, damit die Gase aus dem Batteriemodul entweichen können.
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2018 210 307 A1 geht ein Elektrofahrzeug mit einem Traktionsbatteriesystem hervor, welches mehrere Batteriezellen mit jeweils einem Gehäuse und einer Entlüftungseinheit aufweist, wobei das Traktionsbatteriesystem mit Hilfe einer Tragstruktur an einer Karosserie des Elektrofahrzeugs befestigt ist, und wobei die Tragstruktur einen Hohlraum aufweist, welcher mit den Entlüftungseinheiten fluidisch verbunden ist, so dass ein aus den Gehäusen über die Entlüftungseinheiten austretendes Fluid über den Hohlraum der Tragstruktur abgeführt werden kann.
Der Offenlegungsschrift WO 2021/053133 A1 kann ein Traktionsbatteriesystem eines Kraftfahrzeugs entnommen werden, welches ein Gehäuse, mehrere, in dem Gehäuse angeordneten Batteriezellen und eine Bodenplatte aufweist, wobei die Batteriezellen auf der Bodenplatte angeordnet sind. Die Bodenplatte besitzt einen Hohlraum, wobei der Hohlraum über eine Entlüftungsöffnung mit dem Gehäuse fluidisch verbunden ist.
Aus der Offenlegungsschrift CN 112531246 A ist ein Kraftfahrzeug mit einem Traktionsbatteriesystem bekannt, wobei das Traktionsbatteriesystem mit einem Rahmen zur Befestigung des Traktionsbatteriesystems an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs und mehreren, an dem Rahmen befestigten Batteriemodulen ausgebildet ist, wobei der Rahmen einen Hohlraum aufweist, welcher über jeweils eine Öffnung mit den Batteriemodulen fluidisch verbunden ist und der Abführung von bei einem thermischen Event entstehenden Gasen dient.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2011 100 626 A1 offenbart ein Traktionsbatteriesystem eines Kraftfahrzeugs, wobei das Traktionsbatteriesystem eine Entlüftungsöffnung aufweist, welche mit einem Hohlraum eines Trägers einer Tragstruktur des Kraftfahrzeugs fluidisch verbunden ist.
Aus den Offenlegungsschriften DE 10 2019 100 955 A1 und DE 10 2017 117 354 A1 ist ein Traktionsbatteriesystem eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei das Traktionsbatteriesystem mehrere Batteriezellen aufweist, welche jeweils ein Entlüftungselement aufweisen, wobei die Entlüftungselemente mit einer Entlüftungssammelleitung fluidisch verbunden sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein verbessertes Traktionsbatteriesystem eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Kraftfahrzeug mit einem Traktionsbatteriesystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Ein erfindungsgemäßes Traktionsbatteriesystem eines Kraftfahrzeugs umfasst zumindest zwei Batteriemodule mit jeweils einer Vielzahl von Batterien, wobei das Batteriemodul ein Modulgehäuse aufweisend einen Gehäusebehälter und zumindest einen Gehäusedeckel besitzt. Das Batteriemodul weist eine Entlüftungseinheit mit einer Entlüftungsöffnung und mit einem Berstelement auf, wobei über die Entlüftungsöffnung Gas aus dem Modulgehäuse geführt werden kann. Das Traktionsbatteriesystem weist einen ersten Längsträger und einen zweiten Längsträger auf, zwischen denen die Batteriemodule angeordnet sind. Der Längsträger besitzt eine Entlüftungskammer, die zur Aufnahme und Weiterleitung des über die Entlüftungseinheit strömenden Gases ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist zur Kühlung des im Längsträger strömenden Gases eine Kühlkammer sich entlang der Entlüftungskammer erstreckend, von dieser getrennt, ausgebildet. Der Vorteil der Erfindung ist die Reduzierung einer Temperatur des in der Entlüftungskammer strömenden heißen Gases, wodurch eine Schädigung beispielsweise weiterer Batteriemodule oder zumindest eines weiteren Batteriemoduls aufgrund des heißen Gases wesentlich reduziert ist.
Mit Hilfe der im Längsträger ausgebildeten Entlüftungskammer, welcher sich üblicherweise in Richtung einer Karosserielängsachse des Kraftfahrzeugs erstreckt, können somit die Gase, die beispielsweise bei einer Entgasung einer oder mehrerer Batterien auftreten, beispielsweise aufgrund eines thermischen Events, kontrolliert abgeführt werden. Die Gase werden dabei so aus dem System abgeführt, dass die Gase parallel zu ihrer Abfuhr gekühlt werden, damit aufgrund der heißen Gase weitere, insbesondere empfindliche Bauteile, wie zum Beispiel andere, intakte Batterien keinen Schaden nehmen. Die Kühlung des abgeführten Gases führt zu einer wesentlichen Temperatursenkung, wodurch eine Erwärmung oder Erhitzung an den Längsträger angrenzender Bauteile durch beispielsweise Wärmeübertragung nicht oder weniger stark erwärmt werden.
Die getrennte Ausbildung der Kühlkammer und der Entlüftungskammer führt zu einer bevorzugten Kühlung, da bspw. Kühlmedien eingesetzt werden können, die nicht mit dem Gas in der Entlüftungskammer nach Außen geleitet und somit abgeführt werden. Es kann auch eine einfache Luftkühlung infolge einer Durchströmung der Kühlkammer realisiert werden.
Es wird durch die Kühlung eine Reaktionsfreudigkeit des Gases mit Sauerstoff von Frischluft reduziert, wodurch sich eine weitere Schadensbegrenzung realisieren lässt.
Die Realisierung der Entlüftungskammer im Längsträger birgt den weiteren Vorteil der Vermeidung einer Flammenbildung, da das aus dem Modulgehäuse ausströmende Gas einen möglichst langen Weg in einem begrenzt großen Kanal strömen kann und auf diesem Weg zusätzlich abkühlen kann, bevor es mit einer großen Menge Sauerstoff aus der Umgebungsluft reagieren kann.
Vorteilhaft weist der Längsträger die Kühlkammer auf. Somit kann auf einfache Weise auch eine an die Entlüftungskammer angrenzend ausgebildete Kühlkammer herbeigeführt werden. Eine Angrenzung der Kühlkammer an die Entlüftungskammer führt zu einer besonders effektiven Kühlung aufgrund eines Wandwärmeübergangs.
Vorteilhaft und kostengünstig ist der Längsträger in einem Strangpressverfahren oder einem Extrusionsverfahren hergestellt. Es können damit auf einfache Weise unterschiedliche Kammerprofile realisiert werden, wobei die Kammern gemäß einer Erstreckung des Längsträgers, somit diesen vollständig durchdringend, realisiert werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Entlüftungseinheit zusätzlich zur Entlüftungskammer einen zwischen der Entlüftungsöffnung und der Entlüftungskammer angeordneten Hilfskanal auf. Der Hilfskanal kann somit als Umlenkkanal eingesetzt werden, beispielsweise sofern die Entlüftungskammer, oder mit anderen Worten der Längsträger, nicht auf gleicher Höhe der Entlüftungsöffnung ausgeführt ist. Auch kann mit Hilfe des Hilfskanals eine sichere Entlüftungseinheit auch bei komplexen Bauformen herbeigeführt werden. Vorteilhaft ist der Hilfskanal im Gehäusedeckel oder in einem an den Gehäusedeckel angrenzend ausgebildeten Rohrelement ausgebildet.
In einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen dem Hilfskanal und der Entlüftungskammer ein Dichtelement ausgebildet, damit ein Überströmen aus dem Hilfskanal am Entlüftungskanal vorbei vermieden ist.
Vorteilhafterweise ist im Hilfskanal ein Ventil angeordnet. Damit kann ein Eindringen von Gas aus der Entlüftungskammer in das Modulgehäuse vermieden werden. Dies ist insbesondere dahingehend vorteilhaft, da beim Entgasen ein Eintreten frischer, mit Sauerstoff versehener Luft in das Modulgehäuse durch die aufgrund der zerstörten, resp. geöffneten Berstelemente geöffneten Entlüftungsöffnungen zu einer stark erhöhten Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion zwischen dem Gas und dem Sauerstoff der frischen Luft führen können.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Traktionsbatteriesystems sind die Batteriemodule seriell quer zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs zwischen den Längsträgern angeordnet, wobei in Richtung einer Längsachse des Traktionsbatteriesystems jeweils nur ein Batteriemodul zwischen den Längsträgern aufgenommen ist. Das heißt mit anderen Worten, dass zwischen den Längsträgern in Fahrtrichtung betrachtet oder entlang der Längsachse betrachtet, jeweils nur ein Modulgehäuse aufgenommen ist, wobei mehrere Modulgehäuse hintereinander zwischen den Längsträgern angeordnet sind. Dadurch wird eine verbesserte Stabilität des Traktionsbatteriesystems erreicht.
Die Längsträger sind bevorzugt im Bereich von Schwellern einer Karosserie des Kraftfahrzeugs angeordnet.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der Gehäusebehälter kostengünstig in einem Extrusionsverfahren in Form eines Hohlprofils hergestellt und ist mit Hilfe des Gehäusedeckels an zumindest einem seiner offenen Enden verschließbar. So kann ein kostengünstiges Modulgehäuse bereitgestellt werden, welches zumindest teilweise die Entlüftungseinheit aufweist.
In der Entlüftungskammer kann auch ein Fügeelement angeordnet sein, bspw. zur Befestigung einer das Traktionsbatteriesystem bedeckenden Bodenplatte.
Vorteilhaft ist die Entlüftungskammer an ihrem einer Karosseriefront des Kraftfahrzeugs zugewandt ausgebildeten Ende vollständig geschlossen, so dass das in der Entlüftungskammer strömende Gas gerichtet in Richtung eines Hecks der Karosserie geleitet wird.
Sofern das Berstelement bezüglich eines Druckes, welcher an einer vom Modulgehäuse abgewandt ausgebildeten Seite des Berstelementes anliegt, eine höhere Druckbeständigkeit aufweist, als bezüglich eines Druckes, welcher an einer dem Modulgehäuse zugewandt ausgebildeten Seite des Berstelementes anliegt, kann vorteilhaft ein Einströmen von Gas über die Entlüftungskammer in das Modulgehäuse vermieden werden.
Es ist somit ein Traktionsbatteriesystem eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt, welches eine optimierte Nutzung von Bauräumen des Kraftfahrzeugs für einen größtmöglichen Kundennutzen aufweist. Das Traktionsbatteriesystem weist insgesamt einen einfachen und somit kostengünstigen Aufbau auf, wobei eine Reduzierung einer Geschwindigkeit des thermischen Events realisierbar ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es zeigen:

1 in einer perspektivischen Ansicht ein erfindungsgemäßes Traktionsbatteriesystem in einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 in einem Schnitt II-II entlang einer Y-Z-Karosserieachsenebene das Traktionsbatteriesystem gem. 1,
3 in einem Ausschnitt das erfindungsgemäße Traktionsbatteriesystem in einem zweiten Ausführungsbeispiel, und
4 in einem Schnitt IV-IV entlang einer Y-Z-Karosserieachsenebene das Traktionsbatteriesystem gem. 3.

Ein erfindungsgemäßes Traktionsbatteriesystem 1 eines nicht näher abgebildeten elektrisch betreibbaren Kraftfahrzeugs ist wie in 1 abgebildet aufgebaut. Das Traktionsbatteriesystem 1 besitzt im vorliegenden Ausführungsbeispiel sechs Batteriemodule 2, welche jeweils ein Modulgehäuse 3 aufweisen, in dem eine Vielzahl von Batteriezellen aufgenommen sind. Selbstredend ist die Anzahl der Batteriemodule 2 beliebig wählbar, unter insbesondere Beachtung einer Leistung und eines Bauraums des Kraftfahrzeugs. Das Traktionsbatteriesystem 1 ist an einem ersten Längsträger 4 und an einem zweiten Längsträger 5 befestigt, wobei eine Ausrichtung der Batteriemodule 2 bevorzugt quer zu einer Fahrtrichtung F des Kraftfahrzeugs liegt. Das heißt mit anderen Worten, dass die Batteriemodule 2 seriell quer zu der Fahrtrichtung F zwischen den Längsträgern 4, 5 aufgenommen sind, wobei zwischen den Längsträgern 4, 5 seriell betrachtet jeweils nur ein Batteriemodul 2 angeordnet ist.
Die beiden Längsträger 4, 5 sind als Montageträger ausgebildet, damit eine vereinfachte Montage des Traktionsbatteriesystems 1 an einer nicht näher abgebildeten Karosserie des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden kann, da mit Hilfe der beiden vor einer Anbindung des Traktionsbatteriesystems 1 an die Karosserie befestigten Längsträger 4, 5 am Traktionsbatteriesystem 1 ein Kraftfahrzeugmodul 6 ausgebildet ist, das auf einfache Weise komplettiert mit der Karosserie verbunden werden kann. Die Längsträger 4, 5 können bspw. an Schwellern der Karosserie befestigt werden.
Den beiden Längsträgern 4, 5 zugewandt weisen die einzelnen Modulgehäuse 3 jeweils einen Gehäusedeckel 7 auf, der bspw. mit Hilfe einer Rastverbindung 8 an einem Gehäusebehälter 11 des Modulgehäuses 3, welcher bevorzugt in einem Strangpress- oder Extrusionsverfahren, bevorzugt in Form eines Hohlprofils, hergestellt ist, gehalten ist.
Zur Abführung im Betrieb des Traktionsbatteriesystems 1 möglicherweise auftretenden Gasen bei einer Entgasung einer Batteriezelle, bspw. durch ein so genanntes thermisches Event, weist das Batteriemodul 2 eine Entlüftungseinheit 9 auf, welche eine Entlüftungsöffnung 10 besitzt, wobei die Entlüftungsöffnung 10 vorteilhaft im Gehäusedeckel 7 ausgebildet ist, wie es in 2 illustriert ist. Es können beide dem Modulgehäuse 3 zugeordneten Gehäusedeckel 7 eine Entlüftungsöffnung 10 aufweisen, ebenso kann auch nur einer der beiden Gehäusedeckel 7 eine Entlüftungsöffnung 10 besitzen. Auch könnte die Entlüftungsöffnung 10 in einem Gehäusebehälter 11 des Modulgehäuses 3 ausgebildet sein.
In der Entlüftungsöffnung 10 ist ein elastisches und ab einem bestimmten Druck berstbares Berstelement 12 der Entlüftungseinheit 9 in Form einer Scheibe aufgenommen. Das Berstelement 12 kann vorteilhaft in Form einer Membran ausgebildet sein, welche bei einem bestimmten, im Modulgehäuse 3 herrschenden Druck zerbirst. Das heißt, sofern im Modulgehäuse 3 ein Druck anliegt, dessen Wert einem Wert des bestimmten Drucks entspricht oder diesen übersteigt, wird die Entlüftungsöffnung 10 aufgrund eines Berstens, oder mit anderen Worten eines Zerrreissens des Berstelementes 12 freigegeben und das Gas kann aus dem Modulgehäuse 3 entweichen.
Zur kontrollierten Abfuhr des Gases weist die Entlüftungseinheit 9 eine Entlüftungskammer 13 auf, in die über die Entlüftungsöffnung 10 einströmendes Gas an bevorzugt eine Umgebung weitergeleitet werden kann. Die Entlüftungskammer 13 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Längsträger 4; 5 ausgebildet. Das heißt mit anderen Worten, dass die Entlüftungsöffnung 10 mit der Entlüftungskammer 13 zur Durchströmung verbunden ist, damit ausgehend von der freigegebenen Entlüftungsöffnung 10 das Gas in die Entlüftungskammer 13 einströmen kann, um von dort weitergeleitet zur werden.
Der Längsträger 4; 5 ist in Form eines Längsprofils mit zumindest einer weiteren Kammer, einer Kühlkammer 14, ausgebildet, wobei die Kammern 13, 14 sich in Richtung einer Längsachse 23 des Traktionsbatteriesystems 1, welche auch einer Längsachse der Längsträger 4, 5 entspricht, erstreckend ausgebildet sind. Die Längsträger 4, 5 sind beispielhaft in einem Strangpress- oder Extrusionsverfahren hergestellt, wobei die Kühlkammer 14 an die Entlüftungskammer 13 unmittelbar angrenzend ausgebildet ist. Die Kühlkammer 14 ist mit Hilfe eines Trägerstegs 27 von der Entlüftungskammer 13 getrennt ausgeführt.
Unter einer getrennten Ausbildung der Kühlkammer 14 und der Entlüftungskammer 13 kann eine vollständig unabhängig voneinander vorliegende Ausbildung sein, jedoch kann auch eine, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel realisiert, durch eine Wand, die beispielhaft in Form des Trägerstegs 27 ausgeführt ist, getrennte Ausbildung der Kammern 13, 14 verstanden werden.
Die Kühlkammer 14 weist ein Kühlmittel auf, welches vorteilhaft flüssig oder gasförmig ist. Mit Hilfe des Kühlmittels wird das in der Entlüftungskammer 13 strömende Gas gekühlt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Gehäusedeckel 7 einen Hilfskanal 15 der Entlüftungseinheit 9 auf, welcher die Entlüftungsöffnung 10 mit der Entlüftungskammer 13 durchströmbar verbindend ausgebildet ist. Der Hilfskanal 15 dient weiter der Umlenkung, da die Entlüftungsöffnung 10 quasi rechtwinklig zu einer Einströmöffnung 17 der Entlüftungskammer 13 ausgebildet ist. Zur Vermeidung eines Entweichens des Gases stromauf der Entlüftungskammer 13 und stromab der Entlüftungsöffnung 10 ist zwischen einer der Entlüftungskammer 13 zugewandt ausgebildeten Hilfskanalöffnung 16 des Hilfskanals 15 und der Einströmöffnung 17 ein Dichtelement 18 angeordnet.
Das Berstelement 12 ist an einer dem Gehäusebehälter 11 zugewandt ausgebildeten Seite des Gehäusedeckels 7 angeordnet, und ist somit in Strömungsrichtung des Gases, das heißt mit anderen Worten aus einem Behälterinnenraum 22 in den Hilfskanal 15, vor dem Hilfskanal 15 angebracht.
In den 3 und 4 ist das erfindungsgemäße Traktionsbatteriesystem 1 in einem zweiten Ausführungsbeispiel illustriert. Die Entlüftungseinheit 9 weist ein hohles Rohrelement 19 mit einem der Entlüftungsöffnung 10 zugewandt ausgebildeten Flansch 20 zur Befestigung des Rohrelementes 19 auf, wobei das Rohrelement 19 zur Herbeiführung des Hilfskanals 15 ausgebildet ist. Das Rohrelement 19 besitzt einen der Entlüftungsöffnung 10 zugewandt ausgebildeten trichterförmigen Elementabschnitt 21 mit dessen Hilfe eine vorteilhafte schnelle Abführung des Gases erzielt werden kann. Hier könnte ebenfalls das Dichtelement 18 zwischen dem Rohrelement 19 und der Einströmöffnung 15 angeordnet sein. Das Rohrelement 19 könnte auch als Schlauch, somit elastisch, ausgebildet sein.
Die Entlüftungskammer 13, welche sich, wie auch die Kühlkammer 14 in Richtung einer Längsachse 23 des Längsträgers 4; 5 erstreckt, ist zur Aufnahme eines Fügeelementes 24 zur Halterung einer das Traktionsbatteriesystem 1 gegenüber einem Fahrboden bedeckenden Bodenplatte 25 ausgebildet. Das heißt mit anderen Worten, dass die Entlüftungskammer 13 eine Fügefläche besitzt.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Längsachse 23 sich entlang einer Karosserielängsachse X erstreckt, welche orthogonal zu einer Karosseriequerachse Y und einer Karosseriehochachse Z ausgebildet ist, wie es in einem kartesischen Koordinatensystem in 1 illustriert ist. Die in den 2 und 4 illustrierten Schnitte sind Schnitte entlang einer gemäß der Karosseriequerachse Y und der der Karosseriehochachse Z aufgespannten Y-Z-Karosserieachsenebene. Die jeweils eingezeichnete Schnittlinie ist entsprechend dieser Y-Z-Karosserieachsenebene zu verstehen.
In einem nicht näher abgebildeten Ausführungsbeispiel weist der Längsträger 4; 5 an einem seiner beiden Enden 26 ein das Ende 26 vollständig schließendes Abdeckelement und ein zumindest die Kühlkammer 14 schließendes weiteres Abdeckelement auf, damit das Gas gerichtet über das zumindest die Entlüftungskammer 13 freigebende Ende 26 strömen kann, welches bevorzugt das entgegen der Fahrtrichtung F ausgebildete Ende 26 ist. Oder mit anderen Worten gesagt, ist das Abdeckelement an dem einer Karosseriefront des Kraftfahrzeugs zugewandt ausgebildeten Ende des Längsträgers 4; 5 zur vollständigen Schließung des Endes angeordnet.
In einem weiteren nicht näher abgebildeten Ausführungsbeispiel ist zwischen der Entlüftungsöffnung 10 und der Einströmöffnung 17 ein Ventil, bevorzugt ein Rückschlagventil ausgebildet, damit ein Einströmen von die Entlüftungskammer 13 durchströmendem Gas in eines der Modulgehäuse 3 vermieden werden kann.
Das Berstelement 12 weist vorteilhaft bezüglich eines Druckes, welcher an einer vom Modulgehäuse 3 abgewandt ausgebildeten Seite des Berstelementes 12 anliegt, eine höhere Druckbeständigkeit auf, als bezüglich eines Druckes, welcher an einer dem Modulgehäuse 3 zugewandt ausgebildeten Seite des Berstelementes 12 anliegt, wodurch ein Einströmen von Gas aus der Entlüftungskammer 13 in ein anderes Modulgehäuse 3 verhindert wird. Das heißt mit anderen Worten, dass, sofern eines der Berstelemente 12 geborsten ist, das aus dem diesem Berstelement 12 zugeordneten Modulgehäuse 3 austretende Gas nicht in eines der anderen Modulgehäuse 3 einströmen kann.
Bezugszeichenliste

1: Traktionsbatteriesystem
2: Batteriemodul
3: Modulgehäuse
4: Erster Längsträger
5: Zweiter Längsträger
6: Kraftfahrzeugmodul
7: Gehäusedeckel
8: Rastverbindung
9: Entlüftungseinheit
10: Entlüftungsöffnung
11: Gehäusebehälter
12: Berstelement
13: Entlüftungskammer
14: Kühlkammer
15: Hilfskanal
16: Hilfskanalöffnung
17: Einströmöffnung
18: Dichtelement
19: Rohrelement
20: Flansch
21: Elementabschnitt
22: Behälterinnenraum
23: Längsachse
24: Fügeelement
25: Bodenplatte
26: Ende
27: Trägersteg
F: Fahrtrichtung
X: Karosserielängsachse
Y: Karosseriequerachse
Z: Karosseriehochachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018210307 A1 [0004]
WO 2021053133 A1 [0005]
CN 112531246 A [0006]
DE 102011100626 A1 [0007]
DE 102019100955 A1 [0008]
DE 102017117354 A1 [0008]

Claims

Traktionsbatteriesystem (1) eines Kraftfahrzeugs, umfassend zumindest zwei Batteriemodule (2) mit jeweils einer Vielzahl von Batterien, wobei das Batteriemodul (2) ein Modulgehäuse (3) aufweisend einen Gehäusebehälter (11) und zumindest einen Gehäusedeckel (7) umfasst, und wobei das Batteriemodul (2) eine Entlüftungseinheit (9) mit einer Entlüftungsöffnung (10) und mit einem Berstelement (12) aufweist, wobei über die Entlüftungsöffnung (10) Gas aus dem Modulgehäuse (3) geführt werden kann, und wobei das Traktionsbatteriesystem (1) einen ersten Längsträger (4) und einen zweiten Längsträger (5) aufweist, zwischen denen die Batteriemodule (2) angeordnet sind, und wobei der Längsträger (4; 5) eine Entlüftungskammer (13) besitzt, die zur Aufnahme und Weiterleitung des über die Entlüftungseinheit (9) strömenden Gases ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung des im Längsträger (4; 5) strömenden Gases eine Kühlkammer (14) sich entlang der Entlüftungskammer (13) erstreckend, von dieser getrennt ausgebildet ist.
Traktionsbatteriesystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger (4; 5) die Kühlkammer (14) aufweist.
Traktionsbatteriesystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkammer (14) an die Entlüftungskammer (13) angrenzend ausgebildet ist.
Traktionsbatteriesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkammer (14) ein Kühlmedium aufweist.
Traktionsbatteriesystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger (4; 5) in einem Strangpressverfahren oder einem Extrusionsverfahren hergestellt ist.
Traktionsbatteriesystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungseinheit (9) zusätzlich zur Entlüftungskammer (13) einen zwischen der Entlüftungsöffnung (10) und der Entlüftungskammer (13) angeordneten Hilfskanal (15) aufweist.
Traktionsbatteriesystem (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskanal (15) im Gehäusedeckel (7) oder in einem an den Gehäusedeckel (7) angrenzend ausgebildeten Rohrelement (19) ausgebildet ist.
Traktionsbatteriesystem (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Hilfskanal (15) und der Entlüftungskammer (13) ein Dichtelement (18) ausgebildet ist.
Traktionsbatteriesystem (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Hilfskanal (15) ein Ventil angeordnet ist.
Traktionsbatteriesystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriemodule (2) seriell quer zu einer Fahrtrichtung (F) das Kraftfahrzeugs zwischen den Längsträgern (4, 5) angeordnet sind, wobei entlang einer Längsachse (23) des Traktionsbatteriesystems (1) seriell jeweils nur ein Batteriemodul (2) zwischen den Längsträgern (4, 5) aufgenommen ist.
Traktionsbatteriesystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusebehälter (11) in einem Extrusionsverfahren in Form eines Hohlprofils ausgebildet ist und mit Hilfe des Gehäusedeckels (7) an zumindest einem seiner offenen Enden verschließbar ist.
Traktionsbatteriesystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprühe, dadurch gekennzeichnet, dass in der Entlüftungskammer (13) ein Fügeelement (24) angeordnet ist.
Traktionsbatteriesystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungskammer (13) an ihrem einer Karosseriefront des Kraftfahrzeugs zugewandt ausgebildeten Ende vollständig geschlossen ist.
Traktionsbatteriesystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Berstelement (12) bezüglich eines Druckes, welcher an einer vom Modulgehäuse (3) abgewandt ausgebildeten Seite des Berstelementes (12) anliegt, eine höhere Druckbeständigkeit aufweist, als bezüglich eines Druckes, welcher an einer dem Modulgehäuses (3) zugewandt ausgebildeten Seite des Berstelementes (12) anliegt.