DE102021133509A1

DE102021133509A1 - Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichers

Info

Publication number: DE102021133509A1
Application number: DE102021133509.4A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Graf; Maximilian Kapun; Nicholas Schmitt
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2021-12-16
Filing date: 2021-12-16
Publication date: 2023-06-22

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher (14) für ein Kraftfahrzeug, wobei der Energiespeicher (14) ein Batteriegehäuse (20) und mindestens ein in dem Batteriegehäuse (20) angeordnetes Batteriemodul (16) aufweist, das mindestens eine Batteriezelle (18) umfasst. Dabei ist im Batteriegehäuse (20) ein durch eine Kanalwandung (38) begrenzter Entgasungskanal (24) vom mindestens einen Batteriemodul (16) zu mindestens einer im Batteriegehäuse (20) befindlichen Ausgangsöffnung (28a, 28b, 28c) bereitgestellt, wobei die Kanalwandung (38) ein Inneres (34) des Entgasungskanals (24) umgibt, und wobei ein Teil der Kanalwandung (38) durch mindestens ein Bauteil (16, 20) bereitgestellt ist, welches mindestens eine in das Innere (34) des Entgasungskanals (24) ragende abgerundete Ecke (42) und/oder abgerundete Kante (40a, 40b, 40c, 40d, 40e) aufweist, die zumindest eine elektrisch leitfähige erste Oberfläche (16a, 21) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug, wobei der Energiespeicher ein Batteriegehäuse und mindestens ein in dem Batteriegehäuse angeordnetes Batteriemodul aufweist, das mindestens eine Batteriezelle umfasst. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Energiespeicher und ein Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichers.
Bei heutigen Energiespeichern, zum Beispiel Hochvoltbatterien, kann es passieren, dass eine oder mehrere Batteriezellen ausgasen. Bei einem derartigen Vorkommnis wird der Batterieinnenraum mit Gasen beaufschlagt, die eine höhere Leitfähigkeit als Luft besitzen. Innerhalb dieses Batterieraums befinden sich neben hochspannungsführenden Leitern ebenfalls geerdete Leiter, entsprechen bilden sich elektromagnetische Felder zwischen diesen Leitern aus. Strömt nun das aus der Zelle entweichende Gas in den von den elektromagnetischen Feldern durchsetzten Batterieinnenraum, werden die für eine Entladung nötigen Bedingungen günstiger, wodurch sich an undefinierten Stellen Spannungsüberschläge in Form von Lichtbögen ausbilden können. Solche Lichtbogenereignisse entzünden das ausströmende Gas, und es kommt infolgedessen zu lokalen Bränden mit hoher thermischer Energie, welche meist eine Zerstörung der Batteriehülle, das heißt des Batteriegehäuses, zur Folge haben kann.
Die DE 10 2019 209 448 A1 beschreibt ein Batteriemodul mit einem Gehäuse und einer Vielzahl von elektrisch verschalteten Batteriezellen. Des Weiteren umfasst das Batteriemodul eine mechanische Fixierung der Batteriezellen in dem Gehäuse, wobei die mechanische Fixierung ein Stützelement aufweist, das mit mindestens einer Gehäusewand des Gehäuses in Berührung ist, wobei zwischen dem Stützelement und den Batteriezellen ein Mindestabstand eingestellt ist, um einen Lichtbogen zwischen Batteriezellen und der Gehäusewand zu verhindern. Dabei beträgt der Abstand zwischen den Batteriezellen und dem Stützelement mindestens das 1,5-fache des Mindestabstands.
Hierbei wird also ein Abstand vergrößert, um einen solchen Lichtbogen zu verhindern. Dies erfordert nachteiligerweise jedoch mehr Bauraum.
Die DE 10 2012 000 819 A1 beschreibt einen elektrochemischen Energiespeicher mit einem Gehäuse und einem Dichtungsmaterial, das an oder auf einer Wandung des Gehäuses angeordnet ist und das beim Überschreiten einer Schwellentemperatur sein Volumen vergrößert. Dadurch kann eine Undichtigkeit in der Verpackung beziehungsweise dem Gehäuse abgedichtet werden oder eine Öffnung in einer Einrichtung des Energiespeichers verschlossen werden. Auch kann dies das Auftreten von Lichtbögen oder einer Funkenbildung in der Umgebung, an der Gehäuseoberfläche oder an elektrischen Leitern des elektrochemischen Energiespeichers verhindern oder erschweren.
Das Vorsehen zusätzlicher Elemente benötigt wiederum zusätzlichen Bauraum und erhöht auch zudem das Gesamtgewicht der Batterie.
Des Weiteren beschreibt die DE 10 2015 211 656 A1 eine Batteriezelle mit einer elektrisch isolierenden Folie mit Konturierung. Die Folie kann auf eine Außenseite des Zellgehäuses angeordnet sein. Darüber hinaus kann die Batteriezelle auch schachtelförmige Formteile umfassen, die ebenfalls elektrisch isolierend ausgebildet sein können. Diese können im Falle eines Ausgasens der Batteriezelle durch den Gasaustritt einfach geschmolzen werden oder an entsprechender Position eine Aussparung aufweisen, um den Gasaustritt zu ermöglichen. Die Zellterminals sind durch ein oberseitig an der Zelle angeordnetes schachtelförmiges Formteil hindurchgesteckt.
Eine Lichtbogenbildung kann hierdurch jedoch nicht verhindert werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Energiespeicher, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren bereitzustellen, die es erlauben, das Risiko einer Lichtbogenbildung im Falle eines Gasaustritts aus einer Batteriezelle innerhalb des Batteriegehäuses zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Energiespeicher, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
Ein erfindungsgemäßer Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Batteriegehäuse und mindestens ein in dem Batteriegehäuses angeordnetes Batteriemodul, das mindestens eine Batteriezelle aufweist. Im Batteriemodul ist dabei ein durch eine Kanalwandung begrenzter Entgasungskanal von mindestens einem Batteriemodul zu mindestens einem Batteriegehäuse befindliche Ausgangsöffnung bereitgestellt, wobei die Kanalwandung ein Inneres des Entgasungskanals umgibt, und wobei ein Teil der Kanalwandung durch mindestens ein Bauteil bereitgestellt ist, welches mindestens eine in das Innere des Entgasungskanals ragende abgerundete Ecke und/oder abgerundete Kante aufweist, die zumindest eine elektrisch leitfähige erste Oberfläche aufweist.
Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass die Entstehung von Lichtbögen dem Paschen-Gesetz unterliegt. Dieses besagt, dass die nötige Durchschlagspannung eine Funktion des Produkts aus Gasdruck und Elektrodenabstand - hier dem Abstand der hochspannungsführenden Leitern von den geerdeten Leitern - ist. Die Spannung bestimmt dabei die elektromagnetische Feldstärke, und der Gasdruck ist proportional zur Dichte der freien Elektronen im Gasraum. Es kommt folglich zu einem Spannungsdurchschlag in Form eines Lichtbogens, wenn einem freien Elektron ausreichend kinetische Energie durch das anliegende elektromagnetische Feld zugeführt werden kann, das dieses durch Stoßionisation ein Atom ionisieren kann. Dabei wird ein weiteres Elektron frei, welches wiederum weitere Atome ionisieren kann. Es entstehen eine Elektronenlawine und damit ein Lichtbogen. Möchte man diese Lichtbögen bei einem Entgasen von Zellen innerhalb einer Hochvoltbatterie beziehungsweise des hier vorliegenden Energiespeichers verhindern, so kann dies erreicht werden, indem die Durchschlagspannung unterhalb der durch das Paschen-Gesetz beschriebenen Kurve, auch Paschen-Kurve genannt, gehalten wird. Dies wiederum kann bewerkstelligt werden, indem zumindest einer der folgenden Parameter beeinflusst wird bzw. eine der folgenden Maßnahmen getroffen wird: Der Elektrodenabstand wird vergrößert, ein lokales Druckgefälle und die Temperaturerhöhung beim Entgasen werden vermieden, und die sich ausbildenden elektromagnetischen Felder werden möglichst homogen gehalten. Die anliegende Spannung ist durch die Hochvoltbatterie, das heißt den Energiespeicher selbst, vorgegeben, und diese kann folglich nicht ausreichend schnell beeinflusst werden. Der Elektrodenabstand kann durch den begrenzten Bauraum innerhalb des Energiespeichers auch nur bedingt beeinflusst werden. Reagiert eine Zelle exotherm, sollte deren Gas möglichst kontrolliert abgeführt werden. Eine Druckerhöhung im Entgasungsraum wäre demnach hinderlich und ist aufgrund von konstruktiven Anforderungen an den Energiespeicher, zum Beispiel eine Hochvoltbatterie, wie Dichtigkeitsanforderungen, Gewichtseinsparung und geringe Wandstärken, nicht ideal umzusetzen. Die Erfindung beruht weiterhin auf der Erkenntnis, dass die sich ausbildenden elektromagnetischen Felder jedoch beeinflussen lassen, und zwar durch einfache Maßnahmen, da die sich ausbildenden elektromagnetischen Felder möglichst homogen gehalten werden können, indem die durch Ecken und Kanten auftretenden Feldüberhöhungen vermieden werden. Dies lässt sich wiederum durch das Vermeiden von Ecken und Kanten erreichen. An Ecken, Kanten, insbesondere Spitzen, würden sich nämlich die elektromagnetischen Feldlinien wesentlich verdichten, was auch als Spitzenwirkung oder Spitzeneffekt bezeichnet wird, sodass gerade dort die Wahrscheinlichkeit für einen Spannungsdurchbruch sehr hoch ist, insbesondere wenn solche Ecken und Kanten in einem Bereich liegen, an welchem das aus einer Zelle austretende Gas vorbeigeführt wird. Dies ist insbesondere wiederum auch nur dann der Fall, wenn solche Ecken und Kanten selbst elektrisch leitfähig sind, das heißt aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sind oder zumindest eine elektrisch leitfähige Oberfläche aufweisen. Durch das abgerundete Ausführen von Ecken und/oder Kanten, die in das Innere des Entgasungskanals ragen und die zumindest eine elektrisch leitfähige Oberfläche aufweisen oder auch vollständig elektrisch leitfähig ausgebildet sind, lässt sich das Risiko für einen Spannungsdurchschlag im Falle eines Ausgasens der mindestens einen Batteriezelle deutlich reduzieren oder ganz eliminieren. Diese Maßnahme erfordert vorteilhafterweise auch keinerlei zusätzlichen Bauteile und beansprucht keinen zusätzlichen Bauraum. Vielmehr kann die Auslegung eines Energiespeichers im Wesentlichen so beibehalten werden wie bisher, lediglich vorhandene Ecken und Kanten, die Teil einer Kanalwandung des Entgasungskanals sind und in das Innere eines solchen Entgasungskanals hineinragen, können entsprechend abgerundet ausgeführt werden. Folglich wird es durch die Erfindung ermöglicht, das Risiko einer Lichtbogenbildung im Falle eines Gasaustritts aus einer Batteriezelle innerhalb des Batteriegehäuses so deutlich zu reduzieren und dies auf besonders bauraumsparende, effiziente Weise, ohne dass zusätzliche Bauteile vorgesehen werden müssen oder Abstände vergrößert werden müssen.
Diese abgerundete Ausführung von Kanten und/oder Ecken kann dabei für nur einen Teil der im Entgasungskanal vorhandenen Ecken und Kanten vorgesehen werden, oder für alle. Auch Spitzen sollen als Spezialfall einer Ecke verstanden werden können. In das Innere des Entgasungskanals ragende Ecken und/oder Kante können zudem auch als konvexe Ecken und/oder konvexe Kanten bezeichnet werden, und das Innere des Entgasungskanals ist im Bereich einer solchen konvexen Ecke und/oder konvexen Kante entsprechend konkav. Eine Ecke und/oder Kante weist entsprechend einen Außenwinkel zwischen zwei an der Bildung der Ecke und/oder Kante beteiligen Flächen des Bauteils auf, der größer ist als 180°.
Unter einer abgerundeten Ecke oder einer abgerundeten Kante kann dabei insbesondere eine Ecke beziehungsweise Kante verstanden werden, die eine Rundung gemäß einem Krümmungsradius aufweist, der größer ist als ein vorgebbarer Mindestwert. Dieser vorgebbare Mindestwert liegt dabei vorzugsweise zumindest im einstelligen Millimeterbereich. Insbesondere beträgt dieser Mindestwert vorzugsweise mindestens einen Millimeter oder auch mehrere Millimeter und kann sogar einen oder mehrere Zentimeter betragen. Das Ausmaß der Rundung der abgerundeten Ecken und/oder abgerundeten Kanten kann dabei wiederum von weiteren Parametern abhängig gewählt sein, zum Beispiel abhängig vom Abstand der betroffenen abgerundeten Kante und/oder abgerundeten Ecke von einem weiteren elektrisch leitfähigen Bauteil als Teil der Kanalwandung, welches eine Potentialdifferenz zur abgerundeten Ecke und/oder abgerundeten Kante aufweist, sowie auch abhängig von der Höhe einer solchen Potentialdifferenz.
Der Energiespeicher kann, wie bereits erwähnt, zum Beispiel als Hochvoltbatterie für das Kraftfahrzeug ausgebildet sein. Weiterhin fungiert der Energiespeicher als eine Traktionsbatterie für das Kraftfahrzeug. Das Batteriemodul kann prinzipiell nur eine einzelne Batteriezelle umfassen, umfasst jedoch vorzugsweise mehrere Batteriezellen. Die Batteriezellen können zum Beispiel als Lithium-Ionen-Zellen ausgebildet sein. Zudem kann der Energiespeicher auch mehr als nur ein Batteriemodul umfassen, das heißt also vorzugsweise mehrere Batteriemodule. Optional kann das mindestens eine Batteriemodul zudem auch ein Modulgehäuse aufweisen, in welchem die mindestens eine Batteriezelle angeordnet ist. Ein solches Modulgehäuse kann dann entsprechend auch eine Außenseite des Batteriemoduls bereitstellen. Weiterhin ist der Entgasungskanal innerhalb des Batteriegehäuses bereitgestellt. Dieser kann sich optional auch außerhalb des Batteriegehäuses noch weiter fortsetzen, was jedoch vorliegend nicht von Interesse ist. Der Entgasungskanal führt also zumindest vom mindestens einen Batteriemodul bis zur mindestens einen Ausgangsöffnung im Batteriegehäuse. Eine solche Ausgangsöffnung kann zum Beispiel in einer Wand des Batteriegehäuses vorgesehen sein. Diese kann als permanente Öffnung ausgebildet sein oder im Entgasungsfall freigebbare Öffnung, zum Beispiel als Berstmembran, Überdruckventil oder ähnliches. Das Batteriegehäuse kann dabei auch mehrere solcher Ausgangsöffnungen umfassen. Der Entgasungskanal kann sich zudem auch noch in das Innere des Batteriemoduls bis zur mindestens einen Batteriezelle fortsetzen. Auch dieser Teil des Entgasungskanals kann mit abgerundeten Ecken und/oder abgerundeten Kanten versehen sein. Durch die Vermeidung von Ecken und Kanten innerhalb des Entgasungskanals lässt sich damit vorteilhafterweise das Risiko einer Lichtbogenbildung entlang des gesamten Entgasungspfads vorteilhafterweise enorm reduzieren.
Um dem Gas ein kontrolliertes Austreten aus der Batteriezelle zu ermöglichen, kann das Zellgehäuse eine freigebbare Entgasungsöffnung aufweisen, welche zum Beispiel als Berstmembran ausgeführt sein kann. Der Entgasungskanal kann sich beispielsweise unmittelbar an eine solche Entgasungsöffnung der mindestens einen Batteriezelle anschließen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Innere des Entgasungskanals durch einen Freiraum, insbesondere einen gesamten Freiraum, zwischen einer Außenseite des mindestens einen Batteriemoduls und einer Innenseite des Batteriegehäuses bereitgestellt. Mit anderen Worten muss kein separat gefertigter und im Innenraum des Batteriegehäuses montierter Entgasungskanal vorgesehen sein, sondern es kann einfach der Freiraum innerhalb des Batteriegehäuses und außerhalb des mindestens einen Batteriemoduls zur Abführung des aus der mindestens einen Batteriezelle austretenden Gases im Entgasungsfall genutzt werden. Unter einem Entgasungskanal kann also auch ein Entgasungsraum verstanden werden. Mit anderen Worten soll der Begriff „Kanal“ keine besondere geometrische Formgebung des Entgasungskanals implizieren. Dabei kann der gesamte Freiraum zumindest einen Teil eines solchen Entgasungskanals darstellen, oder auch nur ein Teil eines solchen Freiraums. Zudem können im Inneren des Batteriegehäuses auch mehrere Entgasungskanäle vorgesehen sein. Diese können fluidisch miteinander gekoppelt sein oder auch räumlich voneinander separiert ausgeführt sein. In jedem Fall ist es vorteilhaft, dass zumindest ein Teil eines solchen Freiraums als Entgasungskanal genutzt wird, da dies keine separate Kanalführung und Integration erfordert. Hierdurch lässt sich wiederum Gewicht und Bauraum sparen. Das Volumen, in welche das aus der Zelle austretende Gas expandieren kann, lässt sich durch die Nutzung eines solchen Freiraums zudem auch maximieren.
Entsprechend stellt es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn zumindest ein Teil der Kanalwandung durch eine Gehäusewand des Batteriegehäuses und/oder eine Außenwand des mindestens einen Batteriemoduls bereitgestellt ist. Das aus einer Batteriezelle austretende Gas wird folglich also aus dem mindestens einen Batteriemodul herausgeführt und befindet sich dann entsprechend im Freiraum, der zwischen dem Batteriegehäuse und dem Batteriemodul bereitgestellt ist. Die Außenwand des mindestens einen Batteriemoduls sowie auch die Gehäusewand des Batteriegehäuses fungieren in diesem Fall gleichzeitig auch als Kanalwandung des Entgasungskanals. Entsprechend kann das oben genannte mindestens eine Bauteil mit der in das Innere des Entgasungskanals ragenden abgerundeten Ecke und/oder abgerundeten Kante durch einen Teil der Gehäusewand des Batteriegehäuses und/oder durch einen Teil der Außenwand des mindestens einen Batteriemoduls bereitgestellt sein. Mit anderen Worten können sowohl Bestandteile des Batteriemoduls, insbesondere des Modulgehäuses, welches die Außenwand bereitstellt, sowie auch die Gehäusewand des Batteriegehäuses, zumindest Teile dieser Gehäusewand, die in das Innere des Entgasungskanals angrenzen, ebenfalls mit abgerundeten Ecken und/oder abgerundeten Kanten ausgeführt sein. Beispielsweise können die Modulgehäuse selbst an ihren Ecken und Kanten abgerundet ausgeführt sein, sowie auch Befestigungsmittel wie Schrauben, Muttern, Schraubenköpfe oder ähnliches. Die Abrundung von Ecken und Kanten muss sich aber nicht nur auf das Batteriemodul und/oder das Batteriegehäuse beziehen, sondern kann sich auch auf alle übrigen innerhalb des Batteriegehäuses und außerhalb des Batteriemoduls angeordneten Bauteile beziehen, zum Beispiel Schrauben, Halterungen oder ähnliches, die einerseits elektrisch leitfähig sind oder zumindest mit einer elektrisch leitfähigen Oberfläche ausgebildet sind und die andererseits ebenfalls einen Teil der Kanalwand des Entgasungskanals bereitstellen. Die Kanalwand kann dabei insbesondere durch all diejenigen Bauteile bereitgestellt sein, die beim Ausströmen des Gases aus der Zelle mit diesem Gas in Kontakt geraten können.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kanalwand derart ausgebildet, dass diese zumindest zum Großteil keine in das Innere ragenden Ecken und Kanten aufweist, die nicht abgerundet ausgebildet sind. Vorteilhaft ist es also, um das Risiko eines Spannungsdurchschlags zu minimieren, nicht nur einige Ecken und Kanten abgerundet auszuführen, sofern mehrere Ecken und Kanten als Teil der Kanalwandung vorhanden sind, sondern einen Großteil dieser Ecken und Kanten, gegebenenfalls auch alle. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass zumindest 50 Prozent der Oberfläche der Kanalwandung und bevorzugt mehr, zum Beispiel mindestens 70 Prozent oder mindestens 80 Prozent der Oberfläche, keine nicht abgerundeten Ecken oder nicht abgerundete Kanten aufweist.
Daher stellt es ein weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die Kanalwandung einen räumlich zusammenhängenden Sicherheitsbereich aufweist, der mindestens einen Großteil der Kanalwandung bereitstellt, insbesondere der Fläche der Kanalwandung bereitstellt, wobei der Sicherheitsbereich keine in das Innere ragenden Ecken und Kanten aufweist, die nicht abgerundet ausgebildet sind. Dieser Sicherheitsbereich kann also mehr als 50 Prozent der Wandfläche der Kanalwandung bereitstellen, vorzugsweise jedoch noch mehr, wie beispielsweise mindestens 70 Prozent oder mindestens 80 Prozent, oder auch mindestens 90 Prozent. Es kann auch die gesamte Kanalwandung als solcher Sicherheitsbereich ausgeführt sein und entsprechend überhaupt keine nicht abgerundeten Ecken und Kanten aufweisen, die in das Innere des Entgasungskanals ragen. Dadurch kann die Sicherheit maximiert werden.
Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Entgasungskanal einen Soll-Entladungsbereich auf, welcher ein in das Innere ragendes Soll-Entladungselement mit zumindest einer elektrisch leitfähigen zweiten Oberfläche aufweist, das insbesondere mindestens eine Kante und/oder Spitze und/oder Ecke umfasst. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn nicht die gesamte Kanalwandung als oben definierter Sicherheitsbereich ausgestaltet ist, sondern wenn in zumindest einem Bereich, der vorliegend als Soll-Entladungsbereich bezeichnet wird, gezielt eine solche Entladung über eine Lichtbogenbildung provoziert wird. Dies lässt sich durch das Vorsehen einer elektrisch leitfähigen Kante oder Ecke, insbesondere einer besonders spitz zulaufenden Ecke oder Kante, welche vorliegend auch als Spitze bezeichnet wird, erreichen. Hierbei muss nicht notwendigerweise wiederum das gesamte die Kante und/oder Spitze und/oder Ecke bereitstellende Bauteil elektrisch leitfähig ausgebildet sein, sondern es reicht hier auch wiederum eine elektrisch leitfähige Oberfläche, zum Beispiel aus Metall. Durch das Soll-Entladungselement kann also eine Art Blitzableiter bereitgestellt werden. Durch die provozierte Lichtbogenbildung lässt sich vorteilhafterweise eine gezielte Entladung bereitstellen, was wiederum die Potentialdifferenzen zwischen anderen Bauteilen reduziert. Dadurch erniedrigt sich das Risiko einer Lichtbogenbildung in anderen Bereichen weiter. Dies ermöglicht es wiederum vorteilhafterweise, den Soll-Entladungsbereich in einem unkritischen Bereich innerhalb des Batteriegehäuses vorzusehen, wo also eine eventuelle Lichtbogenbildung keinen Schaden anrichtet. Dieser unkritische Bereich liegt vorzugsweise in der Nähe der mindestens einen Ausgangsöffnung.
Entsprechend stellt es eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn der Sicherheitsbereich weiter von der mindestens einen Ausgangsöffnung entfernt ist, als der Soll-Entladungsbereich. Der Soll-Entladungsbereich ist dabei vorzugsweise in unmittelbarer Nähe der Ausgangsöffnung angeordnet. Insbesondere kann das oben beschriebene Soll-Entladungselement, das als Blitzableiter fungiert, direkt neben, in der Nähe und/oder vor der Ausgangsöffnung angeordnet sein. Dies ermöglicht es vorteilhafterweise, dass sich der Lichtbogen im Falle einer Lichtbogenbildung aus der Ausgangsöffnung und damit aus dem Batteriegehäuse hinaus erstreckt. Mit anderen Worten pflanzt sich der entstandene Lichtbogen nach außen außerhalb des Batteriegehäuses fort und zusätzliche Schäden innerhalb des Batteriegehäuses können vermieden oder in ihrem Ausmaß reduziert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Batteriegehäuse mehrere Aufnahmebereiche auf, die durch Trennwände des Batteriegehäuses räumlich separiert sind, die in einer ersten Richtung nebeneinander angeordnet sind und sich jeweils in eine zweite Richtung erstrecken, die senkrecht zur ersten Richtung ist, wobei jedem Aufnahmebereich eine Ausgangsöffnung zugeordnet ist, die insbesondere an einem jeweiligen Ende des Aufnahmebereichs in der zweiten Richtung angeordnet sind. Die mehreren Aufnahmebereiche können sich also jeweils in Längsrichtung erstrecken, und zwar in der zweiten Richtung, während sie in Bezug auf die erste Richtung nebeneinander angeordnet sind. Am Ende der jeweiligen Aufnahmebereiche ist eine jeweilige Ausgangsöffnung vorgesehen, die wie zur mindestens einen Ausgangsöffnung beschrieben ausgebildet sein kann. Insbesondere umfassen die mehreren Ausgangsöffnungen die bereits beschriebene mindestens eine Ausgangsöffnung. Weiterhin können in einem jeweiligen Aufnahmebereich mindestens ein Batteriemodul oder auch mehrere Batteriemodule angeordnet sein. Das aus einem Batteriemodul ausströmende Gas wird entlang des betreffenden Aufnahmebereichs bis zur zugeordneten Ausgangsöffnung geleitet und tritt aus dieser aus. Auf diesem Entgasungsweg sind vorzugsweise ausschließlich oder hauptsächlich abgerundete Ecken und Kanten und abgerundete Flächen vorgesehen, sodass eine Lichtbogenbildung vermieden werden kann, insbesondere bis auf eine optionale, gezielte Lichtbogenbildungsprovokation in Form des optionalen Soll-Entladungselements, welches in der Nähe dem jeweiligen Aufnahmebereich zugeordneten Ausgangsöffnung angeordnet sein kann. Die Gliederung des Batteriegehäuses in mehrere Aufnahmebereiche hat dabei zudem auch den Vorteil, dass, falls doch ein Lichtbogen entsteht, dieser durch die Trennwände vor dem Übergreifen auf einen benachbarten Aufnahmebereich und der darin angeordneten Batteriemodule abgehalten werden kann. Das Gefahrenpotential lässt sich hierdurch also zusätzlich eindämmen. Auch kann ohne eine Lichtbogenbildung das thermische Übergreifen auf einen benachbarten Aufnahmebereich und des darin angeordneten Batteriemoduls erschwert werden.
Es Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Energiespeicher oder einer seiner Ausgestaltungen. Der Energiespeicher kann dabei zum Beispiel in einem Unterbodenbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Energiespeicher derart im Kraftfahrzeug angeordnet ist, dass eine dritte Richtung, welche senkrecht zur oben definierten ersten und zweiten Richtung steht, in Richtung einer Fahrzeughochachse ausgerichtet ist. Die mindestens eine Ausgangsöffnung des Batteriegehäuses kann zum Beispiel in einem Bereich der hinteren Radachse des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Die oben definierte erste Richtung kann zum Beispiel zur Fahrzeugquerachse parallel ausgerichtet sein und die zweite Richtung parallel zu einer Fahrzeuglängsachse.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug, wobei ein Batteriegehäuse bereitgestellt wird, mindestens ein Batteriemodul, das mindestens eine Batteriezelle umfasst, bereitgestellt wird, und das Batteriemodul im Batteriegehäuse angeordnet wird, wobei sich innerhalb des Batteriegehäuses ein durch eine Kanalwandung begrenzter Entgasungskanal von mindestens einem Batteriemodul zu mindestens einem Batteriegehäuse befindlichen Ausgangsöffnung befindet, und wobei die Kanalwandung ein Inneres des Entgasungskanals umgibt. Dabei wird ein Teil der Kanalwandung mit mindestens einem Bauteil bereitgestellt, welches mit mindestens einer in das Innere des Entgasungskanals ragenden abgerundeten Ecke und/oder abgerundeten Kante ausgebildet wird, die zumindest eine elektrisch leitfähige erste Oberfläche aufweist.
Die abgerundete Ecke und/oder abgerundete Kante kann dabei ausgebildet werden, bevor das Batteriemodul im Batteriegehäuse angeordnet wird, sodass diese abgerundete Ecke und/oder abgerundete Kante erst dann in den Entgasungskanal ragt, wenn auch das Batteriemodul bestimmungsgemäß im Batteriegehäuse angeordnet ist. Denkbar ist es auch, Ecken und/oder Kanten, insbesondere elektrisch leitfähige Ecken und/oder Kanten, nachträglich abzurunden, das heißt wenn das Batteriemodul bereits im Batteriegehäuse angeordnet ist, zum Beispiel durch Abschleifen. Denkbar ist es jedoch auch, die entsprechenden einen Teil der Kanalwandung bereitstellenden Bauteile bereits im Vorfeld mit abgerundeten Ecken und Kanten zu fertigen, das heißt alle oder einen Teil der vorhandenen Ecken und/oder Kanten als abgerundete Ecken und/oder abgerundeten Kanten auszuführen.
Die mit Bezug auf den erfindungsgemäßen Energiespeicher und seine Ausgestaltungen genannten Vorteile gelten in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Verfahren.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Energiespeichers beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine grafische Darstellung von Paschen-Kurven für verschiedene Gase;
2 eine schematische Darstellung einer Paschen-Kurve unter Wirkungsweise verschiedener Maßnahmen zur Vermeidung eines Spannungsdurchschlags;
3 eine schematische Darstellung eines Energiespeichers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
4 eine schematische Darstellung von Bauteilen mit abgerundeten Ecken und/oder abgerundeten Kanten und der sich korrespondierend ausbildenden elektrischen Feldlinie gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
1 zeigt eine grafische Darstellung verschiedener Paschen-Kurven für verschiedene Gase gemäß dem Paschen-Gesetz, welchem die Entstehung von Lichtbögen unterliegt. Das Paschen-Gesetz besagt, dass die nötige Durchschlagspannung UD, die gemäß 1 in Volt an der Ordinate aufgetragen ist, eine Funktion des Produkts aus Gasdruck p und Elektrodenabstand d ist. Dieses Produkt ist gemäß 1 an der Abszisse aufgetragen. In einem Energiespeicher, wie beispielsweise einer Hochvoltbatterie, korrespondiert dieser Elektrodenabstand d zum Abstand hochspannungsführender Leiter von geerdeten Leitern. 1 zeigt dabei exemplarisch fünf gasspezifische Paschen-Kurven, eine erste Kurve 10a für Argon, eine zweite Kurve 10b für Neon, eine dritte Kurve 10c für Stickstoff (N₂), eine vierte Kurve 10d für Helium und eine fünfte Kurve 10e für Wasserstoff (H₂). Die Durchschlagsspannung UD bestimmt die elektromagnetische Feldstärke und der Gasdruck p ist proportional zur Dichte der freien Elektronen im Gasraum. Möchte man Lichtbögen bei einem Entgasen von Zellen innerhalb einer Hochvoltbatterie verhindern, so kann dies erreicht werden, indem die im Energiespeicher auftretenden Potentialdifferenzen unterhalb der entsprechenden Durchschlagspannungswerte gemäß der korrespondierenden Paschen-Kurve gehalten werden. Durch Gaszusammensetzung des aus einer Zelle typischerweise austretenden Gases, dem dabei vorliegenden Druck und der beobachteten Elektrodenabstände, bei denen es zu Lichtbögen kam, befindet man sich im Falle eines Ausgasens einer Batteriezelle in einem Energiespeicher typischerweise am rechten Ast des Paschen-Minimums M, wie dies exemplarisch für eine sechste Paschen-Kurve 10f in 2 veranschaulicht ist. Der mit B bezeichnete Bereich oberhalb der Paschen-Kurve 10f in 2 stellt den Durchschlagsbereich dar und damit den Bereich der Lichtbogenentstehung.
Um die Lichtbogenbildung zu vermeiden, kommen prinzipiell die folgenden Maßnahmen infrage: Zum einen kann der Elektrodenabstand d vergrößert werden. Dies bewirkt, dass man sich bezüglich der Paschen-Kurve 10f nach rechts bewegt, wie durch den Pfeil 12a in 2 veranschaulicht. Weiterhin ist es denkbar, das lokale Druckgefälle und eine Temperaturerhöhung beim Entgasen zu vermeiden. Dies bewirkt ebenfalls, dass man sich bezüglich der Paschen-Kurve 10f nach rechts bewegt, wie durch den Pfeil 12b in 2 veranschaulicht. Eine dritte Möglichkeit besteht darin, die sich ausbildenden elektromagnetischen Felder möglichst homogen zu halten. Dies bewirkt, dass man sich bezüglich der Paschen-Kurve 10f nach oben bewegt, wie durch den Pfeil 12c in 2 veranschaulicht. Dies stellt vorliegend auch die Maßnahme dar, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung in ihren Ausführungsformen im Vordergrund steht. Dies beruht auf der Erkenntnis, dass eine Homogenisierung der elektromagnetischen Felder erreicht werden kann, wenn die durch Ecken und Kanten auftretende Feldüberhöhung vermieden wird. Entsprechend lässt sich dies dadurch erreichen, indem Ecken und/oder Kanten an sich, insbesondere elektrisch leitfähige Ecken und/oder Kanten, vermieden werden. Unter einer elektrisch leitfähigen Ecke und/oder Kante ist dabei eine Ecke und/oder Kante zu verstehen, die zumindest eine elektrisch leitfähige Oberfläche aufweist oder vollständig aus elektrisch leitfähigem Material gebildet ist beziehungsweise durch ein vollständig aus elektrisch leitfähigem Material gebildeten Bauteil bereitgestellt ist.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Energiespeichers 14 in einer Draufsicht auf die hier dargestellte z-Achse, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die z-Achse ist dabei vorzugsweise in Richtung einer Fahrzeughochachse ausgerichtet, wenn der Energiespeicher 14 bestimmungsgemäß in einem Kraftfahrzeug Anwendung findet. Der Energiespeicher 14 kann zum Beispiel als Hochvoltbatterie 14 ausgebildet sein und wird entsprechend im Folgenden auch einfach als Hochvoltbatterie 14 bezeichnet. Die Hochvoltbatterie umfasst mehrere Batteriemodule 16, die wiederum jeweils mehrere Batteriezellen 18 aufweisen können, von denen exemplarisch in 3 nur einige dargestellt sind. Die dargestellte x-Achse ist bezüglich der bestimmungsgemäßen Einbaulage der Hochvoltbatterie 14 im Kraftfahrzeug parallel zur Fahrzeuglängsachse und in Richtung des Hecks des Fahrzeugs weisend ausgerichtet, während die y-Achse parallel zur Fahrzeugquerachse verläuft.
Weiterhin umfasst die Hochvoltbatterie 14 ein Batteriegehäuse 20, in welchem die mehreren Batteriemodule 16 aufgenommen sind. Das Batteriegehäuse 20 ist im vorliegenden Beispiel in mehrere Anordnungsbeziehungsweise Aufnahmebereiche 20a, 20b, 20c gegliedert. Diese Aufnahmebereiche 20a, 20b, 20c sind durch Trennwände 22 des Batteriegehäuses voneinander räumlich separiert. Weiterhin weist das Batteriegehäuse 20 einen Gehäuseboden 24 auf, welcher das Batteriegehäuse 20 entgegen z-Richtung räumlich begrenzt, sowie einen Gehäusedeckel, der vorliegend nicht dargestellt ist. Dieser ist dem Gehäuseboden 24 bezüglich der z-Richtung gegenüberliegend angeordnet. Auch den jeweiligen Batteriemodulen 16 kann dabei ein jeweiliges Modulgehäuse 16a zugeordnet sein, welches gleichzeitig auch eine Außenseite 26 eines jeweiligen Batteriemoduls 16 bereitstellt. Das Batteriegehäuse 20 weist zudem mindestens eine Ausgangsöffnung 28a, 28b, 28c auf. In diesem Beispiel ist pro Aufnahmebereich 20a, 20b, 20c jeweils eine solche Ausgangsöffnung 28a, 28b, 28c vorgesehen, insbesondere an einem jeweiligen Ende des betreffenden Aufnahmebereichs 20a, 20b, 20c bezüglich der x-Richtung. Im Entgasungsfall einer Batteriezelle 18 kann das aus dieser Batteriezelle 18 austretende Gas entsprechend aus der zugeordneten Ausgangsöffnung 28a, 28b, 28c aus dem Batteriegehäuse 20 abgeführt werden. Diese Gasabführung ist in 3 schematisch durch den großen Pfeil 30 veranschaulicht.
Dabei ist ein Entgasungskanal 32 bereitgestellt, insbesondere in diesem Beispiel ein Entgasungskanal 32 pro Aufnahmebereich 20a, 20b, 20c, wobei in diesem Beispiel als Entgasungskanal 32 gleichzeitig der Freiraum 34 zwischen dem Batteriegehäuse 20 und einem jeweiligen Batteriemodul 16 genutzt wird. Mit anderen Worten muss der Entgasungskanal 32 dabei nicht als eigenständige bauliche Einheit bereitgestellt sein. Dieser Freiraum 34 definiert damit gleichzeitig auch ein Inneres 34 des Entgasungskanals 32, so dass das vorliegend Innere 34 mit dem gleichen Bezugszeichen versehen ist. Der Entgasungskanal 32 wird im Folgenden auch zum Teil als Entgasungsraum 32 bezeichnet. Entsprechend ist eine Kanalwandung 38 des Entgasungskanals 32 durch die Innenflächen 21 des Batteriegehäuses 20 bereitgestellt, sowie durch Außenseiten 26 der Modulgehäuse 16. Aber auch andere, vorliegend nicht dargestellte, Bauteile können Teil einer solchen Kanalwandung 38 sein, zum Beispiel zwischen den Modulen 16 und dem Batteriegehäuse 20 geführte Leitungen, Elemente oder ähnliches. Von Relevanz sind hierbei vorliegend lediglich elektrisch leitfähige Bauteile beziehungsweise Bauteile mit elektrisch leitfähiger Oberfläche.
Das Risiko für einen Spannungsdurchschlag im Entgasungsfall kann nun vorteilhafterweise dadurch reduziert werden, indem Ecken und Kanten von Bauteilen, die Teil der Kanalwandung 38 sind, abgerundet ausgeführt werden. Exemplarisch sind in 3 zwei solcher abgerundeter Kanten 40a, 40b dargestellt, von denen eine, nämlich die Kante 40a, Teil des Batteriemoduls 16 ist, zum Beispiel Teil des Modulgehäuses 16a, und die andere Kante 40b Teil des Batteriegehäuses 20. Zudem können in entsprechender Weise auch diverse Ecken 42, von denen exemplarisch in 3 auch nur zwei dargestellt sind, abgerundet ausgeführt sein. Mit anderen Worten handelt es sich bei den mit 42 bezeichneten Ecken um abgerundete Ecken 42. In diesem Beispiel sind diese ebenfalls als Teil des Modulgehäuses 16a bereitgestellt. Diese Rundungen, die an Kanten 40a, 40b und Ecken 42 vorgesehen sind, können ganz analog aber auch für Schrauben und sonstige Bestandteile, die elektrisch leitfähig sind und in das Innere 34 des Entgasungskanals 32 ragen, umgesetzt sein. Somit kann die gesamte Kanalwandung 38 so ausgeführt sein, dass diese zum Großteil oder zumindest zum überwiegenden Teil keinerlei nicht abgerundete Ecken oder Kanten aufweist.
Bei einer derartigen vorteilhaften konstruktiven Auslegung der Hochvoltbatterie 14 können somit Lichtbögen und darauffolgende Havarieereignisse vermieden werden. Dies wird erreicht, indem also entlang der Entgasungsstrecke die auf neutralem Potential liegenden Leiter sowie die auf Hochspannung liegenden Leiter mit möglichst großen Radien R1, R2 konstruiert werden, wie dies zum Beispiel exemplarisch anhand von 4 veranschaulicht ist. Die auf neutralem Potential liegenden Leiter sind vorliegend mit 44a und 44b bezeichnet, und ein auf Hochspannungspotential liegender Leiter mit 46. All diese Leiter 44a, 44b, 46 sind mit abgerundeten Kanten 40c, 40d, 40e ausgeführt. Den Kanten 40c, 40d kann dabei im dargestellten Querschnitt ein erster Krümmungsradius R1 zugeordnet sein und der zweiten abgerundeten Kante 40e ein zweiter Krümmungsradius R2. Weiterhin sind in 4 Bereiche F mit unterschiedlicher elektrischer Feldstärke illustriert, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einige Bereich F mit einem Bezugszeichen versehen sind. Bereiche unterschiedlicher Feldstärke F sind dabei unterschiedlich schraffiert. Die Feldstärke innerhalb eines Bereichs F ist dabei im Wesentlichen konstant. Wie zu sehen ist, ergibt sich, dass durch Abrunden von Ecken und Kanten, insbesondere sämtlicher Ecken und Kanten innerhalb des Entgasungsraums 32 der Hochvoltbatterie 14 eine homogenere Verteilung der elektrischen Felder ergibt. Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn sämtliche potentialführende Flächen ohne Kanten ausgelegt werden können, d.h. ohne nicht abgerundete Ecken und Kanten.
Dieser Effekt kann in der Auslegung auch in umgekehrter Weise genutzt werden: Dies bedeutet, dass eine Lichtbogenentstehung an kritischen Stellen innerhalb des Entgasungsraums 32 vermieden werden kann, wenn sie bewusst an einer unkritischen Stelle, fernab des Entgasungsraums 32, durch eine eingebrachte Kante oder Ecke oder Spitze herbeigeführt wird. Ein solcher Soll-Entladungsbereich 48 ist vorzugsweise in der Nähe einer entsprechenden Ausgangsöffnung 28a, 28b, 28c angeordnet und kann ein entsprechendes Soll-Entladungselement 50 umfassen, wobei in 3 exemplarisch zwei solcher Soll-Entladungselemente 50 im Soll-Entladungsbereich 48 illustriert sind. Eines davon ist gleichzeitig als Kante 50 eines Batteriemoduls beziehungsweise Modulgehäuses 16a ausgestaltet, das andere kann sich zum Beispiel an der gleichen Gehäusewand wie auch die Ausgangsöffnung 28a, 28b, 28c selbst befinden, und zum Beispiel als eine in den Entgasungsraum 32 ragende Spitze 50 ausgeführt sein. Dies ermöglicht es, dass sich im Falle einer Lichtbogenbildung der Lichtbogen nach außerhalb des Batteriegehäuses 20 fortsetzt, was entsprechend unkritischer ist für die im Batteriegehäuse 20 angeordneten Komponenten. Der restliche Bereich des Entgasungsraums 32, der von diesem Soll-Entladungsbereich 48 verschieden ist, kann entsprechend einen Sicherheitsbereich 52 bereitstellen. In diesem Sicherheitsbereich 52 können alle Kanten und Ecken als abgerundete Kanten und Ecken ausgeführt sein.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine konstruktiv ideale Auslegung von Hochvoltbatterien zur Vermeidung von Störlichtbögen bei potentiell leitender Atmosphäre bereitgestellt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019209448 A1 [0003]
DE 102012000819 A1 [0005]
DE 102015211656 A1 [0007]

Claims

Energiespeicher (14) für ein Kraftfahrzeug, wobei der Energiespeicher (14) ein Batteriegehäuse (20) und mindestens ein in dem Batteriegehäuse (20) angeordnetes Batteriemodul (16) aufweist, das mindestens eine Batteriezelle (18) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass im Batteriegehäuse (20) ein durch eine Kanalwandung (38) begrenzter Entgasungskanal (24) vom mindestens einen Batteriemodul (16) zu mindestens einer im Batteriegehäuse (20) befindlichen Ausgangsöffnung (28a, 28b, 28c) bereitgestellt ist, wobei die Kanalwandung (38) ein Inneres (34) des Entgasungskanals (24) umgibt, und wobei ein Teil der Kanalwandung (38) durch mindestens ein Bauteil (16, 20) bereitgestellt ist, welches mindestens eine in das Innere (34) des Entgasungskanals (24) ragende abgerundete Ecke (42) und/oder abgerundete Kante (40a, 40b, 40c, 40d, 40e) aufweist, die zumindest eine elektrisch leitfähige erste Oberfläche (16a, 21) aufweist.
Energiespeicher (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere (34) des Entgasungskanals (24) durch einen Freiraum (32), insbesondere einen gesamten Freiraum (32), zwischen einer Außenseite (16a) des mindestens einen Batteriemoduls (16) und einer Innenseite (21) des Batteriegehäuses (20) bereitgestellt ist.
Energiespeicher (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Kanalwandung (38) durch eine Gehäusewand (21, 22) des Batteriegehäuses (20) und/oder eine Außenwand (16a) des mindestens einen Batteriemoduls (16) bereitgestellt ist.
Energiespeicher (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalwandung (38) derart ausgebildet ist, dass diese zumindest zum Großteil keine in das Innere (32) ragenden Ecken und Kanten aufweist, die nicht abgerundet ausgebildet sind.
Energiespeicher (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalwandung (38) einen räumlich zusammenhängenden Sicherheitsbereich (52) aufweist, der mindestens einen Großteil der Kanalwandung (38) bereitstellt, wobei der Sicherheitsbereich (52) keine in das Innere (32) ragenden Ecken und Kanten aufweist, die nicht abgerundet ausgebildet sind.
Energiespeicher (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entgasungskanal (24) einen Soll-Entladungsbereich (48) aufweist, welcher ein in das Innere (32) ragendes Soll-Entladungselement (50) mit zumindest einer elektrisch leitfähigen, zweiten Oberfläche aufweist, das insbesondere mindestens eine Kante und/oder Spitze und/oder Ecke umfasst.
Energiespeicher (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsbereich (52) weiter von der mindestens einen Ausgangsöffnung (28a, 28b, 28c) entfernt ist, als der Soll-Entladungsbereich (48).
Energiespeicher (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse (20) mehrere Aufnahmebereiche (20a, 20b, 20c) aufweist, die durch Trennwände (22) des Batteriegehäuses (20) räumlich separiert sind, die in einer ersten Richtung (y) nebeneinander angeordnet sind und sich jeweils in eine zweite Richtung (x) erstrecken, die senkrecht zur ersten Richtung (y) ist, wobei jedem Aufnahmebereich (20a, 20b, 20c) eine Ausgangsöffnung (28a, 28b, 28c) zugeordnet ist, die insbesondere an einem jeweiligen Ende des Aufnahmebereichs (20a, 20b, 20c) in der zweiten Richtung (x) angeordnet sind.
Kraftfahrzeug mit einem Energiespeicher (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichers (14) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend die Schritte: - Bereitstellen eines Batteriegehäuses (20); - Bereitstellen mindestens eines Batteriemoduls (16), das mindestens eine Batteriezelle (18) umfasst, - Anordnen des Batteriemoduls (16) im Batteriegehäuse (20); dadurch gekennzeichnet, dass sich innerhalb des Batteriegehäuses (20) ein durch eine Kanalwandung (38) begrenzter Entgasungskanal (24) vom mindestens einen Batteriemodul (16) zu mindestens einer im Batteriegehäuse (20) befindlichen Ausgangsöffnung (28a, 28b, 28c) befindet, und wobei die Kanalwandung (38) ein Inneres (34) des Entgasungskanals (24) umgibt, wobei ein Teil der Kanalwandung (38) mit mindestens einem Bauteil (16, 20) bereitgestellt wird, welches mit mindestens einer in das Innere (34) des Entgasungskanals (24) ragenden abgerundeten Ecke (42) und/oder abgerundeten Kante (40a, 40b, 40c, 40d, 40e) ausgebildet wird, die zumindest eine elektrisch leitfähige erste Oberfläche aufweist.