-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriemodul zum Speichern elektrischer Energie für ein batterieelektrisches Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein batterieelektrisches Fahrzeug, das mit wenigstens einem derartigen Batteriemodul ausgestattet ist.
-
Ein gattungsgemäßes Batteriemodul ist aus der
DE 10 2019 114 047 A1 bekannt. Es umfasst ein Batteriegehäuse, das einen Batteriegehäuseinnenraum umschließt und das eine Batteriegehäuseunterseite, die im Einbauzustand des Batteriemoduls einer Fahrzeugunterseite zugewandt ist, sowie eine Batteriegehäuseoberseite aufweist, die im Einbauzustand des Batteriemoduls von der Fahrzeugunterseite abgewandt ist. Das Batteriemodul ist außerdem mit wenigstens einer elektrochemischen Batteriezelle ausgestattet, die im Batteriegehäuseinnenraum angeordnet ist. Ferner ist das Batteriemodul mit einem Druckausgleichselement ausgestattet, das so ausgestaltet ist, dass es ab einem vorbestimmten Überdruck im Batteriegehäuseinnenraum öffnet und einen Gasstrom vom Batteriegehäuseinnenraum durch das Druckausgleichselement ermöglicht. Des Weiteren ist das Batteriemodul mit einem Ableitkanal ausgestattet, der außen an das Druckausgleichselement angeschlossen ist und der bei geöffnetem Druckausgleichselement den Gasstrom außerhalb des Batteriegehäuses vom Druckausgleichselement nach unten abführt. Der Ableitkanal weist einen an das Druckausgleichselement angeschlossenen Einlassbereich und einen an den Einlassbereich anschließenden Auslassbereich auf. Beim bekannten Batteriemodul ist der Ableitkanal als Rohr mit konstantem Querschnitt ausgestaltet.
-
Ein derartiges Batteriemodul weist üblicherweise mehrere Batteriezellen auf. Im Betrieb des Batteriemoduls können in den Batteriezellen Gase entstehen, die in den Batteriegehäuseinnenraum gelangen können. Mit Hilfe der Druckausgleichseinrichtung und des Ableitkanals können diese Gase in Form eines Gasstroms abgeleitet werden. Im Fall eines Defekts oder eines Kurzschlusses in einer Batteriezelle kann in der betroffenen Batteriezelle eine exotherme Reaktion stattfinden, bei der vergleichsweise viel Gas in relativ kurzer Zeit entsteht, was ebenfalls zu einer unerwünschten Druckerhöhung im Batteriegehäuseinnenraum führen kann. Die Druckausgleichseinrichtung ermöglicht in Verbindung mit dem Ableitkanal die Ableitung dieser Gase. Je nach Defekt der jeweiligen Batteriezelle kann das entstehende Gas eine vergleichsweise hohe Temperatur aufweisen. Bei einem derartigen Defekt ist es wichtig, dass auch bei geöffnetem Druckausgleichselement kein Sauerstoff, der sich z.B. in der Umgebungsluft befindet, aus der Umgebung in den Batterieinnenraum gelangt.
-
Aus der
DE 10 2017 210 663 A1 , aus der
US 2017/0 237 055 A1 und aus der
US 2019/0 198 835 A1 sind weitere Batteriemodule bekannt, bei denen das Batteriegehäuse mit einem Druckausgleichselement und einem Ableitkanal ausgestattet ist.
-
Aus der
US 2007/0 216 371 A1 ist ein anderes Batteriemodul bekannt, das mit einem Kühlsystem ausgestattet ist.
-
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Batteriemodul der vorstehend beschriebenen Art bzw. für ein damit ausgestattetes Fahrzeug eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine erhöhte Betriebssicherheit auszeichnet.
-
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Die Erfindung beruht hinsichtlich des Batteriemoduls auf dem allgemeinen Gedanken, den Ableitkanal so auszugestalten, dass er im Einlassbereich einen Einlassquerschnitt aufweist, der größer ist als ein Auslassquerschnitt, den der Ableitkanal im Auslassbereich aufweist. Bei geöffnetem Druckausgleichselement strömt der Gasstrom demnach zunächst durch den größeren Einlassquerschnitt und gelangt innerhalb des Ableitkanals dann zum kleineren Auslassquerschnitt, wodurch eine Beschleunigung der Gasströmung erzielt wird. Durch die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms im Auslassbereich und somit insbesondere am auslassseitigen Mündungs- oder Austrittsende des Ableitkanals wird die Wahrscheinlichkeit reduziert, dass Luft aus der Umgebung durch den Ableitkanal und durch das geöffnete Druckausgleichselement in den Batteriegehäuseinnenraum gelangt. Insoweit wird die Funktions- und Betriebssicherheit des hier vorgestellten Batteriemoduls und letztlich auch des damit ausgestatteten batterieelektrischen Fahrzeugs erhöht.
-
Der Ableitkanal kann durch einen Blechformkörper, insbesondere aus Metall, gebildet sein und kann grundsätzlich eine beliebige, geeignete Geometrie aufweisen. Der sich bei geöffnetem Druckausgleichselement einstellende Gasstrom besitzt im Ableitkanal eine Strömungsrichtung. Entlang dieser Strömungsrichtung besitzt der Ableitkanal somit einen variierenden durchströmbaren Querschnitt. Insbesondere kann der durchströmbare Querschnitt im Einlassbereich vom Einlassquerschnitt kontinuierlich oder gestuft bis zum Auslassbereich abnehmen. Innerhalb des Auslassbereichs kann konstant der Auslassquerschnitt vorliegen. Ebenso ist denkbar, dass der durchströmbare Querschnitt auch im Auslassbereich weiter gestuft oder stufenlos abnimmt.
-
Das Druckausgleichselement kann als Überdrucköffnungsventil ausgestaltet sein, das einen Ventilsitz und einen in den Ventilsatz vorgespannten Ventilkörper aufweist, der ab dem vorbestimmten Überdruck vom Ventilsitz abhebt und so die Durchströmung des Druckausgleichselements ermöglicht. Alternativ dazu kann das Druckausgleichselement auch als Berstventil ausgestaltet sein, bei dem in einer Ventilöffnung eine Berstmembran angeordnet ist, die beim vorbestimmten Überdruck zerbricht bzw. birst und dadurch die Ventilöffnung freigibt.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann an die Batteriegehäuseoberseite ein Ausgleichsbehälter oder Ausgleichsgehäuse angebaut sein, das einen Ausgleichsgehäuseinnenraum umschließt, der fluidisch mit dem Batteriegehäuseinnenraum verbunden ist. Das Druckausgleichselement kann nun an diesem Ausgleichsgehäuse angeordnet sein, beispielsweise angebaut oder befestigt sein. Die Anordnung des Druckausgleichselements am Ausgleichsgehäuse erfolgt dabei derart, dass bei geöffnetem Druckausgleichselement der Gasstrom vom Batteriegehäuseinnenraum zunächst durch den Ausgleichsgehäuseinnenraum und von dort zum Druckausgleichselement strömt, von wo der Gasstrom durch den Ableitkanal abgeführt wird. Das oben auf das Batteriegehäuse aufgebaute Ausgleichsgehäuse hat den Vorteil, dass durch den Ausgleichsgehäuseinnenraum ein Sammelraum für Gas bereitgestellt wird, der sich am Batteriegehäuse quasi beliebig in Abhängigkeit des zur Verfügung stehenden Bauraums am Fahrzeug positionieren lässt. Somit kann eine sichere Ableitung des Gases im Bedarfsfall begünstigt werden.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann sich der Ableitkanal zumindest im Einlassbereich oberhalb der Batteriegehäuseoberseite erstrecken, sodass er bei geöffnetem Druckausgleichselement den Gasstrom in einer Seitenrichtung führt, die sich quer zu einer Höhenrichtung erstreckt, in der die Batteriegehäuseoberseite von der Batteriegehäuseunterseite beabstandet ist. Somit kann der Ableitkanal den Gasstrom insbesondere seitlich vom Ausgleichsgehäuse und beabstandet zum Batteriegehäuse abführen, wodurch die thermische Belastung des Batteriegehäuses im Falle eines heißen Gasstromes reduziert ist.
-
Eine andere Weiterbildung schlägt vor, dass der Ableitkanal zumindest im Auslassbereich eine in der Umgangsrichtung umlaufende, die Batteriegehäuseunterseite mit der Batteriegehäuseoberseite verbindende Batteriegehäuseseitenwand in der Höhenrichtung überlappt. Die Umfangsrichtung läuft dabei um eine parallel zur Höhenrichtung verlaufende Batteriegehäusemittelachse um. Diese Ausführungsform führt dazu, dass der Ableitkanal eine Kante des Batteriegehäuses übergreift, die die Batteriegehäuseoberseite mit der Batteriegehäuseseitenwand verbindet. In der Folge kann der Gasstrom im Ableitkanal am Batteriegehäuse seitlich vorbeigeführt werden.
-
Eine andere Weiterbildung schlägt vor, dass sich der Auslassbereich außerhalb des Batteriegehäuses in der Höhenrichtung zumindest bis zur Batteriegehäuseunterseite erstreckt. Ein austrittsseitiges Mündungs- oder Austrittsende des Ableitkanals befindet sich dann etwa auf der Höhe der Batteriegehäuseunterseite oder unterhalb davon. Hierdurch kann eine sichere Ableitung des Gasstroms vom Batteriegehäuse erzielt werden.
-
Besonders vorteilhaft ist dabei eine Weiterbildung, bei welcher der Ableitkanal zumindest im Auslassbereich eine Orientierung oder Längsrichtung aufweist, die sowohl gegenüber der Höhenrichtung als auch gegenüber der Seitenrichtung geneigt ist, beispielsweise um 45° ± 15°. Im Einbauzustand des Batteriemoduls kann zweckmäßig vorgesehen sein, dass der Ableitkanal die Batterieseitenwand an einer dem Fahrzeugheck zugewandten Rückseite übergreift, wobei der Auslassbereich bei geöffnetem Druckausgleichselement den Gasstrom nach unten und nach hinten abführt. Insbesondere bei fahrendem Fahrzeug kann dadurch erreicht werden, dass der Gasstrom vom Batteriegehäuse weggeführt wird.
-
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann im Ableitkanal eine Labyrinthstruktur angeordnet sein. Die Labyrinthstruktur führt bei geöffnetem Druckausgleichselement zu Strömungshindernissen für den Gasstrom, sodass der Ableitkanal einen erhöhten Durchströmungswiderstand besitzt. Der erhöhte Durchströmungswiderstand führt im Gasstrom innerhalb des Ableitkanals zu einem höheren Druck. Dieser erhöhte Druck im Gasstrom behindert eine Luftströmung von der Umgebung durch den Ableitkanal in Richtung Batteriegehäuseinnenraum.
-
Der Ableitkanal ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zumindest im Einlassbereich als Metallbauteil ausgeführt. Vorzugsweise ist der Ableitkanal insgesamt als Metallbauteil ausgestaltet.
-
Beim batterieelektrischen Fahrzeug beruht die vorliegende Erfindung auf dem allgemeinen Gedanken, den Ableitkanal auslassseitig auf eine Austrittsöffnung auszurichten oder den Ableitkanal so anzuordnen, dass er auslassseitig an oder in dieser Austrittsöffnung mündet. Diese Austrittsöffnung ist dabei in einer Unterbodenverkleidung ausgebildet, die ein Unterboden einer Karosserie des Fahrzeugs an seiner Unterseite aufweist. Das Batteriemodul ist in diesem Unterboden angeordnet und an der Unterseite durch die Unterbodenverkleidung abgedeckt. Durch die Ausrichtung des Ableitkanals auf die Austrittsöffnung der Unterbodenverkleidung wird erreicht, dass bei geöffnetem Druckausgleichselement der Gasstrom vom Ableitkanal zur Austrittsöffnung geleitet wird. Somit kann der Gasstrom durch die Austrittsöffnung direkt in die Umgebung des Fahrzeugs gelangen. Insbesondere wird dadurch eine Konzentration des Gases innerhalb des Unterbodens vermieden. Es versteht sich, dass diese Konfiguration, die auf einer Ausrichtung des Ableitkanals auf die Austrittsöffnung beruht, grundsätzlich unabhängig von der Geometrie des Ableitkanals realisierbar ist, also insbesondere unabhängig davon, ob der Austrittsquerschnitt kleiner ist als der Eintrittsquerschnitt.
-
Im Unterboden des Fahrzeugs ist zumindest ein Batteriemodul angeordnet, bei dem es sich vorzugsweise um ein Batteriemodul der vorstehend beschriebenen Art handelt.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Unterboden zumindest einen Träger aufweisen, der sich entlang einer die Batteriegehäuseunterseite mit der Batteriegehäuseoberseite verbindenden Batteriegehäuseseitenwand erstreckt. Üblicherweise kann das Batteriegehäuse in der Höhenrichtung einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen, sodass die Batteriegehäuseseitenwand zwei zueinander parallele und parallel zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Längsabschnitte und zwei parallel zueinander und parallel zur Fahrzeugquerrichtung verlaufende Querabschnitte aufweist. Der fragliche Träger kann sich demnach parallel zur Fahrzeuglängsrichtung oder parallel zur Fahrzeugquerrichtung erstrecken. Bevorzugt handelt es sich beim fraglichen Träger um einen Querträger. Der Ableitkanal kann nun so angeordnet und ausgestaltet sein, dass der Ableitkanal an einer von der Batteriegehäuseseitenwand abgewandten Seite des Trägers am Träger vorbeigeführt ist. Mit anderen Worten, der Ableitkanal erstreckt sich außerhalb des Batteriegehäuses so, dass sich der Träger zwischen dem Batteriegehäuse und dem Ableitkanal hindurch erstreckt. Beispielsweise kann der Ableitkanal hierzu zumindest im Auslassbereich gegenüber der Höhenrichtung und gegenüber der Seitenrichtung geneigt sein, beispielsweise in einem Bereich von 30° bis 60°, z.B. um etwa 45°. Diese Maßnahme erhöht einerseits den thermischen Schutz des Batteriegehäuses, da der Querträger als Schutzschild benutzt wird. Andererseits kann diese Bauform den in Fahrzeugen engen Bauraum besser ausnutzen.
-
Eine andere Ausführungsform schlägt vor, dass der Ableitkanal am besagten Träger befestigt ist. Hierdurch wird der Ableitkanal zusätzlich stabilisiert, was die Funktionssicherheit des Batteriemoduls und somit des Fahrzeugs erhöht.
-
Die Austrittsöffnung kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einen umlaufenden, nach oben abstehenden Kragen aufweisen. Der Ableitkanal mündet zweckmäßig innerhalb des Kragens, wodurch die Ableitung des Gasstroms in die Umgebung des Fahrzeugs begünstigt ist.
-
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Austrittsöffnung in ihrem Öffnungsquerschnitt Strömungsleitelemente aufweist, beispielsweise nach Art einer Jalousie. Die Strömungsleitelemente oder Lamellen besitzen eine Strömungsleitfunktion und zwingen einem durch die Austrittsöffnung strömenden Gasstrom eine Strömungsrichtung auf. Zweckmäßig können die Strömungsleitelemente dabei so konfiguriert und/oder angeordnet sein, dass sie den durch die Austrittsöffnung strömenden Gasstrom bezüglich des Fahrzeugs nach hinten ablenken. Hierzu können die Strömungsleitelemente einen auf das Mündungsende des Ableitkanals ausgerichteten Anströmabschnitt und einen im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Abströmabschnitt aufweisen.
-
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
-
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Vorstehend genannte und nachfolgend noch zu nennende Bestandteile einer übergeordneten Einheit, wie z.B. einer Einrichtung, einer Vorrichtung oder einer Anordnung, die separat bezeichnet sind, können separate Bauteile bzw. Komponenten dieser Einheit bilden oder integrale Bereiche bzw. Abschnitte dieser Einheit sein, auch wenn dies in den Zeichnungen anders dargestellt ist.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
-
Es zeigen, jeweils schematisch,
- 1 eine stark vereinfachte, prinzipielle Schnittansicht eines Fahrzeugs im Bereich eines Batteriemoduls,
- 2 eine vereinfachte Schnittansicht wie in 1 im Bereich einer Austrittsöffnung, jedoch bei einer anderen Ausführungsform,
- 3 eine Ansicht wie in 2, jedoch bei einer weiteren Ausführungsform.
-
Entsprechend 1 umfasst ein batterieelektrisches Fahrzeug 1, das hier nur teilweise dargestellt ist, eine Karosserie 2, von der hier nur ein Ausschnitt eines Unterbodens 3 dargestellt ist. Das Fahrzeug 1 kann ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug sein. Bevorzugt handelt es sich beim Fahrzeug 1 um einen Personenkraftwagen. Das Fahrzeug 1 ist außerdem mit wenigstens einem Batteriemodul 4 ausgestattet, das hierzu im Unterboden 3 des Fahrzeugs 1 angeordnet ist. Das Fahrzeug 1 besitzt eine Fahrzeuglängsrichtung X oder Längsrichtung X, die in den 1 bis 3 durch einen Doppelpfeil angedeutet ist und jeweils in der Zeichnungsebene liegt. Das Fahrzeug 1 weist außerdem eine Höhenrichtung Z auf, die senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung X verläuft und in den 1 bis 3 ebenfalls durch einen Doppelpfeil angedeutet ist und jeweils in der Zeichnungsebene liegt. Das Fahrzeug 1 weist außerdem eine Fahrzeugquerrichtung Y oder Querrichtung Y auf, die in den 1 bis 3 jeweils senkrecht auf der Zeichnungsebene steht. Die Querrichtung Y erstreckt sich senkrecht zur Längsrichtung X und senkrecht zur Höhenrichtung Z. Die Längsrichtung X und die Querrichtung Y erstrecken sich horizontal, während sich die Höhenrichtung Z vertikal erstreckt. Die relativen Ortsangaben „unten“, „oben“, „hinten“ und „vorne“ beziehen sich auf die Höhenrichtung Z bzw. auf die Längsrichtung X. In den 1 bis 3 befindet sich die Fahrzeugvorderseite links, während sich die Fahrzeugrückseite rechts befindet.
-
Das Batteriemodul 4 dient zum Speichern elektrischer Energie für das Fahrzeug 1. Das Batteriemodul 4 weist ein Batteriegehäuse 5 auf, das einen Batteriegehäuseinnenraum 6 umschließt. Zweckmäßig umschließt das Batteriegehäuse 5 den Batteriegehäuseinnenraum 6 fluidisch dicht. Im Batteriegehäuseinnenraum 6 ist wenigstens eine elektrochemische Batteriezelle 7 angeordnet. Üblicherweise weist das Batteriemodul 4 im Batteriegehäuse 5 zumindest einen Batteriezellenstapel 8 auf, der mehrere aufeinandergestapelte Batteriezellen 7 aufweist. Ebenso kann vorgesehen sein, dass das Batteriemodul 4 mehrere derartige Batteriezellenstapel 8 aufweist, die jeweils im Batteriegehäuse 5 angeordnet sind. Im Beispiel der 1 sind zwei solcher Batteriezellenstapel 8 erkennbar, die in der Längsrichtung X hintereinander angeordnet sind. Innerhalb jedes Batteriezellenstapels 8 sind mehrere Batteriezellen 7 in der Querrichtung Y aufeinandergestapelt.
-
Das Batteriegehäuse 5 weist eine Batteriegehäuseunterseite 9 und eine Batteriegehäuseoberseite 10 auf. In dem in 1 gezeigten Einbauzustand des Batteriemoduls 4 ist die Batteriegehäuseunterseite 9 einer Fahrzeugunterseite 11 zugewandt, während die Batteriegehäuseoberseite 10 von der Fahrzeugunterseite 11 abgewandt ist.
-
Das Batteriemodul 4 ist mit einem Druckausgleichselement 12 und mit einem Ableitkanal 13 ausgestattet. Das Druckausgleichselement 12 ist so konfiguriert, dass es ab einem vorbestimmten Überdruck im Batteriegehäuseinnenraum 6 öffnet und dadurch einen Druckausgleich zwischen dem Batteriegehäuseinnenraum 6 und einer Umgebung 14 ermöglicht. Beim Druckausgleich bzw. bei geöffnetem Druckausgleichselement 12 kann sich ein in den 1 bis 3 jeweils durch Pfeile angedeuteter Gasstrom 15 ausbilden, der vom Batteriegehäuseinnenraum 6 durch das Druckausgleichselement 12 strömt. Der Ableitkanal 13 ist an das Druckausgleichselement 12 angeschlossen und ist so konzipiert, dass er bei geöffnetem Druckausgleichselement 12 den Gasstrom 15 außerhalb des Batteriegehäuses 5 vom Druckausgleichselement 12 nach unten abführt. Der Anschluss des Ableitkanals 13 an das Druckausgleichselement 12 kann grundsätzlich auf jede beliebige Weise erfolgen. Beispielhaft ist in 1 eine formschlüssige Verbindung mittels einer Flanschverbindung 16 angedeutet.
-
Der Ableitkanal 13 weist einen an das Druckausgleichselement 12 angeschlossenen Einlassbereich 17 und einen Auslassbereich 18 auf, der an den Einlassbereich 17 anschließt und der eine Mündungsöffnung 19 aufweist, die sich an einem vom Druckausgleichselement 12 entfernten Ende des Ableitkanals 13 befindet. Innerhalb des Einlassbereichs 17 weist der Ableitkanal 13 quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms 15 einen Einlassquerschnitt 20 auf. Im Auslassbereich 18 weist der Ableitkanal 13 quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms 15 einen Auslassquerschnitt 21 auf. Wie sich 1 entnehmen lässt, ist der Auslassquerschnitt 21 kleiner als der Einlassquerschnitt 20. Insbesondere kann der Einlassquerschnitt 20 mindestens doppelt so groß sein wie der Auslassquerschnitt 21.
-
Gemäß 1 kann an die Batteriegehäuseoberseite 10 ein Ausgleichsgehäuse 22 angebaut sein, das einen Ausgleichsgehäuseinnenraum 23 umschließt. Zweckmäßig umschließt das Ausgleichsgehäuse 22 den Ausgleichsgehäuseinnenraum 23 fluidisch dicht. Der Ausgleichsgehäuseinnenraum 23 ist fluidisch mit dem Batteriegehäuseinnenraum 6 verbunden. Dies kann durch wenigstens eine, hier nicht gezeigte, Verbindungsöffnung erfolgen. Das Druckausgleichselement 12 ist nun am Ausgleichsgehäuse 22 angebracht. Sofern sich im Batteriegehäuseinnenraum 6 ein Überdruck einstellt, herrscht dieser auch im Ausgleichsgehäuseinnenraum 23. Bei hinreichendem Überdruck öffnet das Druckausgleichselement 12. Der sich dabei einstellende Gasstrom 15 strömt dann vom Batteriegehäuseinnenraum 6 durch den Ausgleichsgehäuseinnenraum 23 zum Druckausgleichselement 12 und von diesem durch den Ableitkanal 13 zur Umgebung 14.
-
Durch die Anordnung des Druckausgleichelements 12 am Ausgleichsgehäuse 22, das sich an der Batteriegehäuseoberseite 10 befindet, kann der Ableitkanal 13 so konfiguriert werden, dass sich der Ableitkanal 13 zumindest teilweise im Einlassbereich 17 oberhalb der Batteriegehäuseoberseite 10 erstreckt, also oberhalb des Batteriegehäuses 5 verläuft. Bei geöffnetem Druckausgleichselement 12 führt der Ableitkanal 13 den Gasstrom 15 in einer Seitenrichtung 24 weg vom Batteriegehäuse 5, wobei diese Seitenrichtung 24 in 1 durch einen Pfeil angedeutet ist und sich parallel zur Längsrichtung X erstreckt. Bezogen auf das Batteriemodul 4 erstreckt sich die Seitenrichtung 24 allgemein quer zur Höhenrichtung Z, in der die Batteriegehäuseoberseite 10 von der Batteriegehäuseunterseite 9 beabstandet ist.
-
Das Batteriegehäuse 5 weist außerdem eine Batteriegehäuseseitenwand 25 auf, die in der Umfangsrichtung umläuft und die Batteriegehäuseunterseite 9 mit der Batteriegehäuseoberseite 10 verbindet. Die Umfangsrichtung läuft dabei bezüglich der Höhenrichtung Z um. In 1 ist nur ein parallel zur Querrichtung Y verlaufender Querabschnitt der Batteriegehäuseseitenwand 25 erkennbar, der dem Fahrzeugheck zugewandt ist. Der Ableitkanal 13 ist so konfiguriert, dass er die Batteriegehäuseseitenwand 25, hier in dem hinteren Querabschnitt, in der Höhenrichtung Z überlappt. Hierdurch kann der Ableitkanal 13 den Gasstrom 15 am Batteriegehäuse 5 vorbei nach unten ableiten. Insbesondere kann sich der Auslassbereich 18 außerhalb des Batteriegehäuses 5 in der Höhenrichtung Z bis zur Batteriegehäuseunterseite 9 erstrecken, sodass sich die Mündungsöffnung 19 des Ableitkanals 13 bezüglich der Höhenrichtung Z etwa auf der Höhe der Batteriegehäuseunterseite 9 befindet.
-
Im Beispiel der 1 ist im Ableitkanal 13 eine optionale Labyrinthstruktur 26 angeordnet, die so ausgestaltet ist, dass sie eine Mehrfachumlenkung des Gasstroms 15 erzwingt. Die Labyrinthstruktur 26 kann hierzu mehrere Blenden 27 aufweisen, die in unterschiedlichen Richtungen in den Querschnitt des Ableitkanals 13 hineinragen und jeweils eine Strömungsumlenkung erzwingen.
-
Der Unterboden 3 weist gemäß 1 zumindest einen Träger 28 auf, bei dem es sich vorzugsweise um einen Querträger handelt, der parallel zur Querrichtung Y verläuft. Der Träger 28 kann dabei einen Bestandteil eines rohbauseitigen Tragrahmens bilden, an dem das Batteriemodul 4 bzw. das Batteriegehäuse 5 befestigt ist. Entsprechende Befestigungsstellen sind hier nicht gezeigt. Gemäß den 1 bis 3 kann der Unterboden 3 ferner an seiner Unterseite bzw. an der Fahrzeugunterseite 11 eine Unterbodenverkleidung 29 aufweisen, bei der es sich beispielsweise um ein Metallblech oder um eine Kunststoffplatte handeln kann. In dieser Unterbodenverkleidung 29 ist eine Austrittsöffnung 30 ausgespart. Gemäß den 1 bis 3 ist der Ableitkanal 13 auslassseitig auf die Austrittsöffnung 30 ausgerichtet, sodass bei geöffnetem Druckausgleichselement 12 der Gasstrom 15 in Richtung Austrittsöffnung 30 aus dem Ableitkanal 13 austritt. Hierzu kann, wie in den 1 bis 3 gezeigt, der Ableitkanal 13 an oder in der Austrittsöffnung 30 münden. In diesem Fall ist die Mündungsöffnung 19 im Bereich der Austrittsöffnung 30 angeordnet. Durch diese Maßnahme kann bei geöffnetem Druckausgleichselement 12 der Gasstrom 15 mit Hilfe des Ableitkanals 13 bis zur Austrittsöffnung 30 geführt werden, von wo aus der Gasstrom 15 unmittelbar in die Umgebung 14 austreten kann. Somit wird ein Eintreten des Gasstroms 15 in den Unterboden 3 verhindert oder zumindest behindert.
-
Im Beispiel der 1 ist die Austrittsöffnung 30 lediglich von einem Öffnungsrand 31 eingefasst. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist an der Unterbodenverkleidung 29 ein Kragen 32 ausgebildet, der entlang des Öffnungsrands 31 umläuft und die Austrittsöffnung 30 einfasst. Der Kragen 32 steht dabei nach oben von der Unterbodenverkleidung 29 ab. 3 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der im Öffnungsquerschnitt der Austrittsöffnung 30 mehrere Strömungsleitelemente 33 angeordnet sind. Die Strömungsleitelemente 33 können, wie in 3 gezeigt, als Lamellen konfiguriert sein, die einen dem Ableitkanal 13 zugewandten Anströmabschnitt 34 und einen dazu abgewinkelten, horizontal verlaufenden Austrittsabschnitt aufweisen. Hierdurch wird eine Strömungsumlenkung des Gasstroms 15 beim Durchströmen der Austrittsöffnung 30 erreicht, nämlich weg vom Batteriegehäuse 5, hier nach hinten, wodurch sich der Gasstrom 15 schneller vom Batteriegehäuse 5 entfernen kann.
-
Gemäß 1 ist das Batteriegehäuse 5 so im Unterboden 3 angeordnet, dass sich die Batteriegehäuseseitenwand 25, insbesondere im hinteren Querabschnitt, entlang des Trägers 28 erstreckt. Der Ableitkanal 13 ist in diesem Fall so konfiguriert, dass er den Träger 28 von oben übergreift, sodass der Träger 28 in der Längsrichtung X zwischen dem Batteriegehäuse 5 und dem Ableitkanal 13 angeordnet ist. Im Beispiel der 1 liegt der Ableitkanal 13 im Auslassbereich 18 an besagtem Träger 28 auf und kann optional daran befestigt sein. Eine hierzu geeignete Befestigungsstelle 34 ist in 1 angedeutet und kann beispielsweise durch eine Schweißverbindung oder Schraubverbindung gebildet sein.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102019114047 A1 [0002]
- DE 102017210663 A1 [0004]
- US 2017/0237055 A1 [0004]
- US 2019/0198835 A1 [0004]
- US 2007/0216371 A1 [0005]
