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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriemodul sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Batteriemoduls. Bei dem Batteriemodul handelt es sich insbesondere um ein Batteriemodul einer Traktionsbatterie, insbesondere einer Traktionsbatterie für ein elektrisch oder teilelektrisch angetriebenes Fahrzeug. Viele Batteriezellen, zum Beispiel Lithium-Ionen-Zellen, müssen vor äußeren Einflüssen, beispielsweise mechanischen Kräften und/oder Flüssigkeiten, beispielweise Wasser, geschützt werden. Ferner sollten die Batteriezellen in der Regel in Normalrichtung zu den Elektrodenlagen verspannt werden. Dies ist vorteilhaft für die Lebensdauer der Batteriezellen. Batteriezellen, dehnen sich während eines Lade-/Entlade-Zyklus und über die Lebenszeit aus bzw. bauen einen höheren inneren Druck auf. Dieser Vorgang wird auch als „Swelling“ bezeichnet. Diese Swelling-Kräfte müssen aufgenommen und abgeführt werden, um eine Zerstörung der Batteriezellen bzw. eine Beschädigung der Batteriezellen zu vermeiden.
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Üblicherweise werden mehrere Zellen zu einen Zellstack zusammengesetzt und dieser Zellstack in ein eigenes Batteriemodul-Gehäuse so eingebaut, dass die Zellen zu „Begin-of-Life“, also zum Auslieferungszeitpunkt, vorgespannt sind. Ferner ist das Batteriemodul-Gehäuse so ausgelegt, dass es den über die Lebenszeit steigenden Druck der Zellen, auch als Swelling-Druck bezeichnet, mit einer gewissen zulässigen Verformung bis „End-of-Life“, also dem Zeitpunkt, zu dem zuvor definierte Werte durch Alterung unterschritten werden, ertragen kann. In der Regel ist das Batteriemodulgehäuse derart ausgelegt, dass dieses allein die Swelling-Kräfte aufnimmt.
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Bei Batteriemodulgehäuse-Konzepten, bei denen allein das Batteriemodulgehäuse die Swelling-Kräfte in einer Normalrichtung zu einem Batteriemodulgehäusedeckel aufnehmen soll, wird die Verbindung zwischen diesem Batteriemodulgehäusedeckel und dem Batteriemodul besonders stark belastet. Entsprechend hohe Anforderungen werden an die Verbindung zwischen dem Batteriemodulgehäusedeckel und dem restlichen Batteriemodulgehäuse gestellt.
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Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn das Batteriemodulgehäuse derart ausgelegt ist, dass der Batteriemodulgehäusedeckel das übrige Batteriemodulgehäuse dichtend verschließen soll.
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Aus der
EP 3 189 552 B1 ist ein Batteriemodul bekannt, wobei ein Packrahmen, der jeweils zwei Endplatten und Spannbänder umfasst, nebeneinander angeordneten prismatischen Batteriezellen umschließt und verspannt. Im Rahmen der Herstellung werden die Zellen zwischen den Platten angeordnet und durch äußere Krafteinwirkung auf die Platten gefügt. Die Bänder werden sodann an den Platten verschweißt, um den Swelling-Kräften der Zellen entgegenzuwirken.
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Die
DE 10 2012 224 370 A1 offenbart eine Einfassung für ein Batteriemodul, das wenigstens zwei Akkumulatorzellen umfasst, die jeweils ein Zellengehäuse aufweisen, welches zumindest teilweise aus einem deformierbaren Verbundstoff gebildet ist, wobei die Einfassung eine formstabile Wandung aus einem im Wesentlichen nicht deformierbaren Material aufweist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Batteriemodul, häufig auch als Batteriemodul bezeichnet, zu schaffen, das besonders gut dafür geeignet ist, Swelling-Kräften standzuhalten. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Batteriemoduls anzugeben.
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Diese Aufgaben werden durch ein Batteriemodul, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist, sowie durch ein Verfahren, das die Merkmale des Patentanspruchs 13 aufweist, gelöst.
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Das erfindungsgemäße Batteriemodul weist eine Batteriezellenanordnung, insbesondere in Form eines Zell-Stacks, mit einer Vielzahl von Batteriezellen auf. Ferner weist das Batteriemodul ein Batteriemodulgehäuse auf, das die Batteriezellenanordnung umschließt, wobei das Batteriemodulgehäuse einen Grundkörper zur Aufnahme der Batteriezellenanordnung aufweist. Der Grundkörper weist zumindest eine stirnseitige Öffnung, vorzugsweise zwei gegenüberliegende stirnseitige Öffnungen, zum Einbringen der Batteriezellenanordnung in den Grundkörper auf. An dem Grundkörper sind Stützlaschen angebracht, wobei sich die Batteriezellenanordnung stirnseitig an den Stützlaschen abstützt.
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Durch diese Stützlaschen werden die von den Zellen ausgeübten Swelling-Kräfte, die in Richtung der stirnseitigen Öffnung wirken, aufgenommen, indem sich die Batteriezellenanordnung an den Stützlaschen abstützt, und über die Verbindung der Stützlaschen mit dem Grundkörper in den Grundkörper, insbesondere in sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckende Gehäusewandungen des Grundkörpers, eingeleitet.
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Vorzugsweise ist auf der der den Stützlaschen gegenüberliegenden Stirnseite der Batteriezellenanordnung ein Gegenlager vorgesehen, an dem sich die Batteriezellenanordnung abstützt. Vorzugsweise ist dieses Gegenlager als Anschlag ausgebildet, der mit dem Gehäuse verbunden ist. Dadurch wird eine kraftleitende Verbindung zwischen den gegenüberliegenden Stirnseiten der Batteriezellenanordnung unter Einbindung des Grundkörpers hergestellt. Das Gegenlager kann beispielsweise wiederum durch Stützlaschen gebildet sein, die mit dem Grundkörper verbunden sind.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Stützlaschen die Batteriezellenanordnung auf einer der Öffnung zugewandten Stirnseite hintergreifen.
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Es ist durchaus denkbar, dass der Grundkörper mehrere Batteriezellenanordnungen aufnimmt. Vorzugsweise sind die Batteriezellenanordnungen in Längsrichtung des Grundkörpers hintereinander angeordnet. Dabei ist es durchaus denkbar, dass aneinander angrenzende Batteriezellenanordnungen stirnseitig aneinander anliegen und lediglich die freiliegenden Stirnseiten der beiden endseitigen Batteriezellenanordnungen an den Stützlaschen bzw. einem Gegenlager anliegen. Es ist aber auch durchaus denkbar, dass zwischen aneinander angrenzenden Batteriezellenanordnungen ein Gegenlager ausgebildet ist, sodass sich die aneinander angrenzenden Batteriezellenanordnungen an demselben Gegenlager in entgegengesetzte Richtungen abstützen. Das Gegenlager ist dabei wiederum mit dem Grundkörper verbunden. Das Gegenlager ist insbesondere in Form einer Buchse ausgebildet.
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Vorzugsweise weist der Grundkörper zwei gegenüberliegende stirnseitige Öffnungen auf, wobei im Bereich der zwei gegenüberliegenden Öffnungen jeweils Stützlaschen an dem Grundkörper angebracht sind. Die Batteriezellenanordnung ist somit zwischen den gegenüberliegenden Stützlaschen angeordnet. Es ist durchaus denkbar, dass mehrere Batteriezellenanordnung in Längsrichtung hintereinander zwischen den gegenüberliegenden Stützlaschen angeordnet sind.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass das Batteriemodulgehäuse bereits als Strukturbauteil dient, insofern das Batteriemodulgehäuse, insbesondere der Grundkörper, als Lastpfad bereits genutzt wird und dementsprechend eine hohe mechanische Stabilität aufweist. Die erfindungsgemäße Lösung hat dann den zusätzlichen Vorteil, dass die Struktur, die für andere Lastfälle bereits vorhanden ist, nämlich das Batteriemodulgehäuse, insbesondere den Grundkörper, auch für die Aufnahme der Swelling-Kräfte aktiviert wird, insofern synergetisch genutzt wird.
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Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn das Batteriemodul gemeinsam mit weiteren derartigen Batteriemodulen Bestandteil einer Traktionsbatterie ist, wobei die Batteriemodulgehäuse Außengehäuse der Traktionsbatterie bilden, insofern kein separates Batteriegehäuse vorhanden ist, das die Batteriemodule umschließt. Die Batteriemodulgehäuse sind dementsprechend derart ausgelegt, dass sie die notwendige mechanische Stabilität für das Batteriesystem bereitstellen.
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Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn das Batteriemodulgehäuse die Batteriezellenanordnung dichtend umschließt. Insofern dient das Batteriemodulgehäuse vorzugsweise dazu, die Batteriezellenanordnung vor äußeren Einflüssen zu schützen, insbesondere auch gegen das Eindringen von Wasser zu schützen, und insbesondere auch mechanische Kräfte aufnehmen soll und kann.
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Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Batteriezellen als prismatische Batteriezellen ausgebildet sind.
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Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Batteriezellenanordnung einen Zellverbund, insbesondere in Form eines Zell-Stacks, bildet.
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Es wird ferner als vorteilhaft angesehen, wenn die Batteriezellenanordnung ein Spannsystem aufweist, um die Vorspann-Kräfte während der Montage zu tragen. Hingegen ist es nicht notwendig, dass das Spannsystem dazu ausgebildet ist, die Swelling-Kräfte vollständig zu tragen, da dies durch das Batteriemodulgehäuse und die Stützlaschen erfolgt. Dadurch kann Material eingespart werden. Das Spannsystem umfasst insbesondere zwei stirnseitige Endplatten, auch als Stack-Endplatten bezeichnet, und Spannbänder, die die Endplatten miteinander verbinden. Vorzugsweise sind die Endplatten aus Metall oder weisen zumindest metallische Verstärkungsstrukturen auf. Bei den Spannbändern handelt es sich vorzugsweise um ein Metallbänder.
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Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn das Batteriemodulgehäuse als als Strangpressprofil oder als Extrusionsprofil ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn es sich bei dem Profil um ein Aluminium-Strangpressprofil handelt.
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Bei dem Material des Grundkörpers handelt es sich insbesondere um ein Metall oder eine Metalllegierung.
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Der Grundkörper ist vorzugsweise einteilig ausgebildet.
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Um die Abstützwirkung zu verbessern und ferner eine Beschädigung der Batteriezellen der Batteriezellenanordnung beim Auftreten von Swelling-Kräften zu vermeiden, wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Batteriezellenanordnung an ihrer der stirnseitigen Öffnung zugewandten Seite eine oder mehrere mit den Stützlaschen zusammenwirkende Verstärkungsstrukturen aufweist. Bei den Verstärkungsstrukturen kann es sich beispielsweise um Metallplatten handeln.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die jeweilige Stützlasche sowohl mit dem Grundkörper verbunden ist als auch mit der Batteriezellenanordnung verbunden ist.
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Es ist aber auch durchaus denkbar, dass die jeweilige Stützlasche mit einer Komponente der Batteriezellenanordnung, beispielsweise dem Spannsystem, insbesondere der Endplatte des Spannsystems, verbunden, insbesondere verschweißt, ist. mit der Verstärkungsstruktur verbunden, insbesondere verschweißt, ist.
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Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn die Stützlaschen mit dem Grundkörper und/oder der Verstärkungsstruktur verschweißt sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Batteriemodulgehäuse einen Batteriemodulgehäusedeckel, häufig auch als Modul-Endplatte bezeichnet, zum Verschließen der stirnseitigen Öffnung des Grundkörpers aufweist, wobei die Stützlaschen zwischen dem Batteriemodulgehäusedeckel und der Batteriezellenanordnung angeordnet sind. Ein derartiger Batteriemodulgehäusedeckel dient häufig dem dichten Verschließen des Batteriemodulgehäuses. Ein solcher Batteriemodulgehäusedeckel wird aufgrund der Stützlaschen bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht oder in zumindest geringerem Maße mit Swelling-Kräften beaufschlagt, sodass der Batteriemodulgehäusedeckel eine geringere Materialstärke aufweisen kann als in einem Fall, in dem keine Stützlaschen vorgesehen sind. Ohne Stützlaschen müsste der Batteriemodulgehäusedeckel die gesamten Swelling-Kräfte aufnehmen. Dadurch werden besonders hohe Anforderungen an die Stabilität des Batteriemodulgehäusedeckels und der Verbindung zwischen dem Batteriemodulgehäusedeckel und dem Grundkörper gestellt. Dies wird bei der erfindungsgemäßen Lösung vermieden. Dadurch ergibt sich ein Einsparpotenzial für das Material des Batteriemodulgehäusedeckels und Fertigungstoleranzen und Herstellungskosten, zum Beispiel durch Entfall aufwändiger Schweißprozesse oder zusätzlicher Qualitätsprüfungen.
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Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Batteriezellenanordnung im Bereich ihrer Stirnseite Ausnehmungen zur Aufnahme der Stützlaschen aufweist. Dadurch tragen die Stützlaschen nicht oder nur geringfügig gegenüber der Batteriezellenanordnung auf, sodass trotz der Stützlaschen eine besonders hohe Raumausnutzung des Grundkörpers durch die Batteriezellenanordnung möglich ist.
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Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn das Batteriemodul zwei oder mehr Batteriezellenanordnungen aufweist, wobei der Grundkörper einen Aufnahmeraum für die jeweilige Batteriezellenanordnung aufweist, wobei die Aufnahmeräume durch eine oder mehrere Zwischenwände voneinander getrennt sind. Vorzugsweise erstrecken sich derartige Aufnahmeräume in der Fahrzeugquerrichtung und die Batteriezellenanordnungen sind dementsprechend in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander angeordnet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Grundkörper Außenwände aufweist, wobei die jeweilige Stützlasche ausschließlich mit einer einzigen Außenwand der Außenwände verbunden ist oder ausschließlich mit der Zwischenwand oder einer einzigen der Zwischenwände verbunden ist. Dadurch wird die Anbringung der Stützlaschen erleichtert, insbesondere, wenn die Außenwände des Gehäuses bzw. die Zwischenwände des Gehäuses nicht exakt zueinander ausgerichtet sind bzw. eine Toleranz bei der Fertigung, wie sie insbesondere bei Strangpressprofilen auftritt, dazu führen würde, dass die Stützlaschen nicht exakt zu zwei Außenwänden bzw. einer Außenwand und einer Zwischenwand angeordnet werden können, wodurch es beim Anbringen der Stützlaschen an aneinander angrenzende Außenwände bzw. Zwischenwände zu einer Beschädigung kommen würde, wenn beispielsweise eine Schweißnaht gezogen werden soll und der Abstand zwischen der Stützlasche und der anderen Außenwand bzw. der anderen Zwischenwand zu groß wäre. Dies ist insbesondere bei einer automatischen Fertigung problematisch. Durch das Anbringen an lediglich einer einzigen Außenwand bzw. einer einzigen Zwischenwand können trotz relativ hoher Toleranzen automatisierte Fügeverfahren, insbesondere automatische Schweißverfahren, genutzt werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die jeweilige Stützlasche einen nach radial innen hervorstehenden Anlageabschnitt für die Batteriezellenanordnung und einen mit dem Grundkörper verbundenen Verbindungsabschnitt aufweist. Der Verbindungsabschnitt ist gegenüber dem Anlageabschnitt nach axial innen abgewinkelt ausgebildet. Vorzugsweise bilden der Verbindungsabschnitt und der Grundkörper einen Schrägstoß. Ferner ist es denkbar, dass der Verbindungsabschnitt derart gestaltet ist, dass der Verbindungsabschnitt mit dem Grundkörper vor dem Herstellen der Verbindung eine, vorzugsweise rinnenförmige, Vertiefung bildet, wobei im Bereich der Vertiefung eine Schweißnaht gebildet ist zum Verbinden der Stützlasche mit dem Grundkörper.
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Die vorgenannten Ausführungsformen haben den Vorteil, dass in besonders einfacher Art und Weise eine Schweißnaht, insbesondere eine Kehlnaht, gebildet werden kann zwecks Herstellens der Verbindung der Stützlasche mit dem Grundkörper. Zudem ist bei einer solchen Gestaltung der Bereich zur Herstellung der Schweißnaht stirnseitig besonders einfach und gut zugänglich.
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Insbesondere hinsichtlich eines automatisierten Herstellungsverfahrens wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die jeweilige Stützlasche, insbesondere im Bereich des Anlageabschnitts, eine Aufnahmestruktur für ein Positionierwerkzeug aufweist. Bei der Aufnahmestruktur kann es sich beispielsweise um ein Aufnahmeloch, insbesondere ein durchgehendes Aufnahmeloch, handeln. Dadurch wird in einem automatisierten Herstellungsverfahren die Handhabung und Positionierung der Stützlaschen erleichtert. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Positionierwerkzeug in die Aufnahmestruktur der jeweiligen Stützlasche einfährt, wodurch die Stützlasche an dem Positionierwerkzeug gelagert ist und anschließend mittels des Positionierwerkzeugs positioniert werden kann. Im Anschluss an die Positionierung wird die Verbindung hergestellt, insbesondere mittels Schweißens. Dann kann das Positionierwerkzeug wieder aus der Aufnahmestruktur herausgenommen werden.
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Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn jeweils eine Stützlasche im Bereich der Ecken des Grundkörpers und/oder der Ecken des Aufnahmeraums angeordnet ist.
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Es wird ferner als vorteilhaft angesehen, wenn der Batteriemodulgehäusedeckel eine geringere Materialstärke als die Stützlasche aufweist.
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Vorzugsweise dienen gegenüberliegende Seitenwände des Grundkörpers als Anbindungsfläche für die Stützlaschen.
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Vorzugsweise schließen die Stützlaschen stirnseitig bündig mit dem Grundkörper ab oder sind stirnseitig gegenüber dem Grundkörper zurückgesetzt ausgebildet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls oder einer seiner vorteilhaften Ausführungsformen, weist zumindest die folgenden Verfahrensschritte auf:
- - Bereitstellen einer Batteriezellenanordnung mit einer Vielzahl von Batteriezellen,
- - Bereitstellen eines Grundkörpers eines Batteriemodulgehäuses, wobei der Grundkörper eine stirnseitige Öffnung zum Einbringen der Batteriezellenanordnung in den Grundkörper aufweist,
- - Einbringen der Batteriezellenanordnung in den Grundkörper,
- - Anbringen von mehreren Stützlaschen an dem Grundkörper, derart, dass die Stützlaschen die Batteriezellenanordnung stirnseitig abstützen, insbesondere auf einer der Öffnung zugewandten Stirnseite hintergreifen.
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Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn im Anschluss an das Verbinden der Stützlaschen mit dem Grundkörper ein Batteriemodulgehäusedeckel mit dem Grundkörper verbunden, insbesondere umlaufend verschweißt, wird, wobei die Stützlaschen zwischen dem Batteriemodulgehäusedeckel und der Batteriezellenanordnung angeordnet sind.
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Die Ausführungen zu dem Batteriemodul und dessen vorteilhaften Ausführungsformen gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.
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In den nachfolgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne hierauf beschränkt zu sein. Es zeigen:
- 1 ein Batteriemodul in einer perspektivischen Darstellung,
- 2 das Batteriemodul gemäß 1 in einer teilweisen Explosionsdarstellung,
- 3 das Batteriemodul gemäß 1 in einer weiteren teilweisen Explosionsdarstellung,
- 4 das Batteriemodul gemäß 1 in einer Schnittansicht in der Y-Z-Ebene,
- 5 eine Stützlasche des Batteriemoduls gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht.
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Die 1 bis 5 zeigen eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriemoduls 1 bzw. Komponenten dieses Batteriemoduls 1. Das Batteriemodul 1 weist vorliegend zwei Batteriezellenanordnungen 6 in Form von Zell-Stacks auf. Die Batteriezellenanordnungen 6 weisen jeweils eine Vielzahl von Batteriezellen 2 auf, wobei vorliegend diese Batteriezellen 2 als prismatische Batteriezellen ausgebildet sind.
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Das Batteriemodul 1 weist ein Batteriemodulgehäuse 3, 4 auf, wobei das Batteriemodulgehäuse 3, 4 einen Grundkörper 3 und zwei Batteriemodulgehäusedeckel 4 aufweist. Die Batteriemodulgehäusedeckel 4 verschließen dabei gegenüberliegende stirnseitige Öffnungen des Grundkörpers 3 des Batteriemodulgehäuses 3, 4. Dieser Grundkörper 3 ist vorliegend als Aluminium-Strangpressprofil ausgebildet. Der Grundkörper 3 weist vier Seitenwände auf, die vorliegend rechtwinklig zueinander ausgebildet sind, und weist ferner eine Zwischenwand 11 auf, wobei die Zwischenwand 11 den Innenraum des Grundkörpers 3 in zwei Aufnahmeräume zur Aufnahme von jeweils einem der Batteriezellenanordnungen 6 teilt. Die Batteriezellenanordnungen 6 werden über eine der stirnseitigen Öffnungen in den jeweiligen Aufnahmeraum des Grundkörpers 3 eingebracht. Wie insbesondere der 1 zu entnehmen ist, hat das Batteriemodul 1 seine größte Ausdehnung in der Fahrzeugquerrichtung Y und die beiden Batteriezellenanordnungen 6 sind in der Fahrzeuglängsrichtung X hintereinander angeordnet. Auf einer in der Fahrzeughochrichtung Z oberen Seite des Grundkörpers 3 ist eine Kühlplatte 13 angeordnet. Eine solche Kühlplatte 13 befindet sich auch auf der Unterseite des Grundkörpers 3.
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An dem Grundkörper 3 sind Stützlaschen 5 angebracht, wobei die Stützlaschen 5 die Batteriezellenanordnungen 6 auf einer der Öffnung zugewandten Stirnseite der jeweiligen Batteriezellenanordnungen 6 hintergreifen. Im Bereich der stirnseitigen Öffnung des jeweiligen Aufnahmeraums sind jeweils vier Stützlaschen 5 angebracht. Die Stützlaschen 5 sind dabei in den vier Ecken des jeweiligen Aufnahmeraums angeordnet. Die jeweilige Batteriezellenanordnung 6 weist an ihrer der stirnseitigen Öffnung zugewandten Seite in Hochrichtung Z beabstandete Verstärkungsstrukturen 8 in Form von Metallplatten auf, wobei sich diese Metallplatten 8 an den Stützlaschen 5 abstützen bzw. bei Auftreten von Swelling-Kräften mit diesen zusammenwirken. Unterhalb dieser Verstärkungsplatten 8 ist eine Kopfplatte ausgebildet, wobei diese Kopfplatte aus einem Stahl besteht. Ebenfalls an der Stirnseite der Batteriezellenanordnung 6 ist ein Stromableiter 12 ausgebildet. Das Zell-Stack ist ferner mit einer Brandschutzplatte 7 versehen.
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Wie insbesondere den 2 und 3 zu entnehmen ist, ist die jeweilige Stützlasche 5 jeweils nur mit einer einzigen Wand des Grundkörpers 3 verbunden, nämlich mit dieser Wand verschweißt. Die Stützlaschen 5 sind ferner mit der jeweiligen Verstärkungsstruktur 8 verschweißt. Diese Schweißverbindungen sind in der 3 als Schweißnähte 9 dargestellt.
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Der jeweilige Batteriemodulgehäusedeckel 4 dient dem Verschließen der stirnseitigen Öffnungen des Grundkörpers 3, wobei die Stützlaschen 5 zwischen dem Batteriemodulgehäusedeckel 4 und der Batteriezellenanordnungen 6 angeordnet sind. Der Batteriemodulgehäusedeckel 4 wird mit einer umlaufenden Schweißnaht 10 mit dem Grundkörper 3 dichtend verschweißt.
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Wie insbesondere der 5 zu entnehmen ist, weist die jeweilige Stützlasche 5 Anlageabschnitt 16 auf, an den sich die jeweilige Batteriezellenanordnung 6 in der Fahrzeugquerrichtung Y bzw. entgegen der Fahrzeugquerrichtung Y abstützt. Der Anlageabschnitt 16 steht daher gegenüber dem Grundkörper bezüglich einer vorliegend in Y-Richtung verlaufenden Längsachse des Grundkörpers 3 nach radial innen hervor. Ferner weist die Stützlasche 5 einen mit dem Grundkörper 3 verbundenen Verbindungsabschnitt 17 auf, wobei der Verbindungsabschnitt 17 gegenüber den Anlageabschnitt 16 nach abgewinkelt, vorliegend in bezüglich der Längsachse des Grundkörpers 3 nach axial inne abgewinkelt, ausgebildet ist und somit einen Schrägstoß mit dem Grundkörper 3 bildet. Im Bereich dieses Schrägstoßes ist auf diese Weise eine rinnenförmige Vertiefung gebildet, wobei im Bereich der Vertiefung die Schweißnaht 9 gebildet ist, zum Verbinden der Stützlasche 5 mit dem Grundkörper 3. Durch die Ausbildung der Schweißnaht 9 in der Vertiefung ist zum einen die Bildung der Schweißnaht 9 erleichtert und zum anderen steht die Schweißnaht 9 nicht oder nur geringfügig gegenüber dem Anlageabschnitt 16 in Richtung des Batteriemodulgehäusedeckels 4 hervor. Dadurch ist sichergestellt, dass die Schweißnaht 9 nicht das dichtende Verschließen des Batteriemodulgehäusedeckels 4 verhindert bzw. behindert. Dadurch werden ansonsten notwendige Nacharbeiten an der Schweißnaht 9 vermieden.
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Der Anlageabschnitt 16 weist eine Aufnahmestruktur 18 in Form eines Aufnahmelochs für ein Positionierwerkzeug auf.
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Die 4 veranschaulicht die Krafteinleitung von auftretenden Swelling-Kräften in die Wände des Grundkörpers 3 mittels der Stützlaschen 5. Mit dem Pfeil 15 ist die Kraftwirkung der Swelling-Kräfte dargestellt. Wie man den übrigen Kraftpfeilen entnehmen kann, werden die in Richtung des Batteriemodulgehäusedeckels 4 wirkenden Swelling-Kräfte mittels der mit dem Grundkörper 3 verbundenen Stützlaschen 5 in die Seitenwände des Grundkörpers 3 eingeleitet. Dementsprechend wird der Batteriemodulgehäusedeckel 4 nicht oder nur in geringerem Maße mit Swelling-Kräften beaufschlagt.
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Wie man ebenfalls der 4 entnehmen kann, weist die Batteriezellenanordnung 6 Ausnehmungen 14 zur Aufnahme von jeweils einer der Stützlaschen 5 auf, sodass die Stützlaschen 5 in der Fahrzeugquerrichtung Y bzw. entgegen der Fahrzeugquerrichtung Y nur geringfügig gegenüber der Batteriezellenanordnung 6 hervorstehen und annähern bündig mit dem Grundkörper 3 in Fahrzeugquerrichtung Y abschließen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Batteriemodul
- 2
- Batteriezelle
- 3
- Grundkörper
- 4
- Batteriemodulgehäusedeckel
- 5
- Stützlasche
- 6
- Batteriezellenanordnung
- 7
- Brandschutzplatte
- 8
- Verstärkungsstruktur
- 9
- Schweißnaht
- 10
- umlaufende Schweißnaht
- 11
- Zwischenwand
- 12
- Stromableiter
- 13
- Kühlplatte
- 14
- Ausnehmung
- 15
- Pfeil
- 16
- Stützabschnitt
- 17
- Verbindungsabschnitt
- 18
- Aufnahmestruktur
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 3189552 B1 [0005]
- DE 102012224370 A1 [0006]
