DE102022000019A1 - Batteriemodul, Verfahren zum Anbringen einer Schutzeinrichtung und Verwendung einer Gewebeschicht als thermische und mechanische Schutzschicht - Google Patents

Batteriemodul, Verfahren zum Anbringen einer Schutzeinrichtung und Verwendung einer Gewebeschicht als thermische und mechanische Schutzschicht Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul (100) für eine Hochvolt-Batterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, wenigstens umfassend einen in einem Gehäuse angeordneten Zellverbund (110) mit einer Mehrzahl von Batteriezellen (10), welche elektrisch miteinander verschaltet sind, elektrische Komponenten (20) in dem Gehäuse zur Verschaltung und/oder Überwachung und/oder Steuerung der Batteriezellen (10), wobei die Batteriezellen (10) und/oder die elektrischen Komponenten (20) wenigstens teilweise mit einer Schutzeinrichtung (30) abgedeckt sind, welche dazu ausgelegt ist, im Fall eines thermischen Ereignisses die Batteriezellen (10) und/oder elektrischen Komponenten (20) vor einer Schädigung durch heiße und abrasive Gase zu schützen.Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Anbringen einer Schutzeinrichtung (30) auf einer Batteriezelle (10) eines Batteriemoduls (100) für eine Hochvolt-Batterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs und/oder auf elektrischen Komponenten (20) zur Verschaltung und/oder Überwachung und/oder Steuerung der Batteriezellen (10) sowie eine Verwendung einer Gewebeschicht mit Glasfaseranteilen als thermische und mechanische Schutzschicht (32).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul für eine Hochvolt-Batterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, ein Verfahren zum Anbringen einer Schutzeinrichtung auf einer Batteriezelle eines Batteriemoduls und/oder auf elektrischen Komponenten zur Verschaltung und/oder Überwachung und/oder Steuerung der Batteriezellen sowie eine Verwendung einer Gewebeschicht als thermische und mechanische Schutzschicht.
  • Bei elektrisch antreibbaren Fahrzeugen werden üblicherweise überwiegend elektrische Traktionsbatterien im Hochvolt-Bereich auf der Basis der Li-lonen-Technologie eingesetzt. Dabei werden Batteriezellen mit immer höherer Energiedichte verwendet.
  • In einer solchen Hochvolt-Batterie kann eine Batteriezelle, die beispielsweise einen zellinternen Kurzschluss erfährt, eine große Wärmemenge kombiniert mit einer großen Gasmenge freisetzen, wobei die Wärme dann auf benachbarte Zellen übertragen wird. Ein solches thermisches Ereignis mit einer folgenden thermischen Propagation in einem Batteriemodul wird durch Übertragung der thermischen Energie von der auslösenden Batteriezelle zu einer benachbarten Batteriezelle ausgelöst. Der Hauptwärmepfad ist dabei die seitliche Berührung gestapelter Batteriezellen.
  • Weiter können im Fall eines thermischen Ereignisses Stromschienen und/oder elektrische und elektronische Komponenten in dem Batteriemodul von den bis zu 1000°C heißen, bis zur Schallgeschwindigkeit schnellen und mit abrasiven leitenden Partikeln versetzten sogenannten Ventinggasen umströmt werden. Wenn durch dieses heiße Gas ein weiterer Isolationsfehler entsteht, kann sich innerhalb von Sekunden ein Kurzschlusspfad innerhalb des gesamten Batteriemoduls aufbauen. Um dies zu verhindern, müssen zusätzliche Maßnahmen in dem Batteriemodul vorgesehen werden, um dessen Sicherheit auch im Fall eines thermischen Ereignisses zu gewährleisten.
  • Die DE 102016225057 A1 offenbart ein Batteriemodul, bei dem Entlüftungsklappen vorgesehen sind, die bei Druckbeaufschlagung durch ein thermisches Ereignis in einer Batteriezelle den Gasdruckschwall in einer Richtung aus der Batterieeinheit herausleiten. Hierbei sind auch Konstruktionen mit wenigstens einem Federelement vorgesehen, welches das Schließelement in Richtung seiner Schließstellung vorspannt. Die jeweilige Entlüftungseinheit ist ventilartig ausgebildet und wird bei ihrer Öffnung aufgrund des ausströmenden Gases aus dem Zellgehäuse der Batteriezelle reversibel betätigt oder zerstört.
  • Die DE 102020102387 A1 offenbart ein Batteriemodul für eine Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, mit einem Zellverbund aus Rundzellen, wobei eine Außenseite des Zellverbunds durch Zellgehäusebereiche von randseitig in dem Zellverbund angeordneten Rundzellen gebildet ist, und einer Schutzeinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, zumindest zwei in dem Zellverbund benachbart zueinander angeordnete Rundzellen vor einer unfallbedingten Krafteinwirkung zu schützen sowie eine thermische Propagation zwischen den zumindest zwei benachbarten Rundzellen zu verhindern. Die Schutzeinrichtung weist dazu zumindest einen Krafteinwirkungsschutzbereich, welcher zumindest teilweise überlappend mit der Außenseite des Zellverbunds an den zumindest zwei benachbarten Rundzellen angeordnet ist, und zumindest einen mit dem Krafteinwirkungsschutzbereich mechanisch verbundenen Hitzeschutzbereich auf, welcher zur thermischen Isolation der zwei benachbarten Rundzellen zwischen den zwei benachbarten Rundzellen angeordnet ist. Die Schutzeinrichtung weist einen Kunststoff und/oder Glasfaser und/oder ein umspritztes Stahlblech auf.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Batteriemodul für eine Hochvolt-Batterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs anzugeben, welches eine erhöhte Sicherheit beim Auftreten von thermischen Ereignissen bietet.
  • Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren aufzuweisen zum Anbringen einer Schutzeinrichtung auf einer Batteriezelle eines Batteriemoduls für eine Hochvolt-Batterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs und/oder auf elektrischen Komponenten zur Verschaltung und/oder Überwachung und/oder Steuerung der Batteriezellen.
  • Eine weitere Aufgabe ist es, eine Verwendung einer Gewebeschicht als thermische und mechanische Schutzschicht aufzuweisen.
  • Die vorgenannten Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
  • Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Batteriemodul für eine Hochvolt-Batterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs vorgeschlagen, wenigstens umfassend einen in einem Gehäuse angeordneten Zellverbund mit einer Mehrzahl von Batteriezellen, welche elektrisch miteinander verschaltet sind, sowie elektrische Komponenten in dem Gehäuse zur Verschaltung und/oder Überwachung und/oder Steuerung der Batteriezellen. Dabei sind die Batteriezellen und/oder die elektrischen Komponenten wenigstens teilweise mit einer Schutzeinrichtung abgedeckt, welche dazu ausgelegt ist, im Fall eines thermischen Ereignisses die Batteriezellen und/oder elektrischen Komponenten vor einer Schädigung durch heiße und abrasive Gase zu schützen.
  • Die Schutzeinrichtung kann vorteilhaft als Gewebeband, insbesondere mit Glasfaseranteilen, ausgebildet sein und beispielsweise auf eine Seitenfläche einer Batteriezelle aufgebracht werden. Das Band als Schutzeinrichtung kann dünn ausgebildet sein, sodass es den zur Verfügung stehenden Bauraum nicht oder nur geringfügig beeinträchtigt, und beispielsweise eine Dicke im Bereich von beispielsweise ca. 0,2 mm aufweisen.
  • Das Gewebeband kann dabei bei der geringen Dicke trotzdem eine ca. 600° C große Temperaturdifferenz zwischen den beiden Seiten des Bandes dauerhaft ermöglichen. Durch die mechanischen Eigenschaften des Glasfasergewebes bleibt dieses Gewebe im Gegensatz zu anderen bekannten Trennschichten zwischen Batteriezellen auch im Fall eines thermischen Ereignisses erhalten, sodass diese Temperaturreduktion in einer benachbarten Batteriezelle während des gesamten Ablaufs des thermischen Ereignisses realisiert werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die Schutzeinrichtung als Band auf elektrische Komponenten wie Stromschienen, Zellverbinder oder elektronische Schaltkreise aufgebracht werden und so diese elektrischen Komponenten vor den im Fall eines thermischen Ereignisses in einer Batteriezelle aus der Batteriezelle austretenden heißen und abrasiven Ventinggasen schützen.
  • Mit der vorgeschlagenen Schutzeinrichtung in Form eines, insbesondere glasfaserverstärkten, Bandes kann so im Fall eines thermischen Ereignisses eine thermischen Propagation in dem Batteriemodul durch die Hitze eines thermischen Ereignisses in einer Batteriezelle und/oder durch heiße und abrasive Gase verursacht durch das thermische Ereignis eine vorgegebene Zeit von beispielsweise fünf Minuten verhindert werden.
  • Durch das Band als Schutzeinrichtung kann ein nur geringer Bauraumverlust von ca. 0,2 mm pro aufgebrachter Schutzeinrichtung erreicht werden. Damit erzielt das vorgeschlagene Anbringen eines Bandes als Schutzeinrichtung wesentliche Bauraumvorteile gegenüber dem Stand der Technik, bei dem wesentlich dickere thermische Isolationselemente wie beispielsweise sogenannte Aerogele eingesetzt werden. Auch lassen sich mit dem vorgeschlagenen Gewebeband wesentlich höhere Temperaturdifferenzen zwischen benachbarten Batteriezellen erreichen als beispielsweise mit Dickenausgleichselementen wie Spannmatten. Um solch hohe Temperaturdifferenzen zu erreichen, müssten außerdem wesentlich dickere Aerogel-Matten und/oder Spannmatten eingesetzt werden.
  • Weiter ist die Funktion der thermischen Isolation unabhängig von einem eventuell, insbesondere bei sogenannten Pouch-Batteriezellen, auftretenden Zelldickenwachstum der Batteriezelle, d.h. die Funktion ist während des gesamten Batterielebenszyklus realisierbar.
  • Außerdem können zwischen den im Batteriemodul gestapelten Batteriezellen angeordnete Abstandselemente, welche für das Zelldickenwachstum vorgesehen sind, auch bei Anbringen der Schutzeinrichtung auf den Seitenflächen der Batteriezellen erhalten bleiben, sodass damit auch eine höhere Lebensdauer des Batteriemoduls erreicht werden kann. Wenn die Batteriezellen sich während des Lebenszyklus oder bei einem thermischen Ereignis aufblähen und sich so die Seitenflächen benachbarter Batteriezellen berühren, kann die Wärme von einer Batteriezelle zur benachbarten Batteriezelle übertragen werden. Durch das als Schutzeinrichtung verwendete Gewebeband kann diese Wärmeübertragung bei minimalem Platzbedarf unterbrochen werden.
  • Wird ein Aerogel als thermische Isolationsschicht zwischen den gestapelten Batteriezellen eingesetzt, so kann diese Isolationsschicht bei Einsatz der Schutzeinrichtung auf den Seitenflächen der Batteriezellen deutlich dünner ausgelegt werden. Damit steht mehr Bauraum für Aktivmaterial der Batteriezelle zur Verfügung. Damit kann eine höhere Energiedichte in dem Batteriemodul erzielt werden.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass ein glasfaserverstärktes Gewebeband als Schutzschicht den Auswirkungen eines thermischen Ereignisses in Form von sehr hohen Temperaturen in einer Batteriezelle und dadurch entstehenden heißen und abrasiven Gasen sehr lange widerstehen kann.
  • Das glasfaserverstärkte Band stellt eine sehr kostengünstige Lösung einer Schutzeinrichtung dar. Außerdem kann das glasfaserverstärkte Band beispielsweise auch sehr kostengünstig automatisiert verarbeitet werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Batteriemoduls kann die Schutzeinrichtung als Band ausgebildet sein, welche wenigstens eine thermische und mechanische Schutzschicht aufweist. Dabei kann die thermische und mechanische Schutzschicht als Gewebeschicht ausgebildet sein. Insbesondere kann die Gewebeschicht Glasfaseranteile aufweisen oder aus Glasfasergewebe gebildet sein. Das Band kann beispielsweise eine Dicke von ca. 0,2 mm aufweisen, und auf einer Seite mit einer thermischen und mechanischen Schutzschicht im Bereich von ca. 0,13 mm beschichtet sein. Auf der anderen Seite kann das Band eine beispielsweise nicht-korrosive, hochtemperaturbeständige, flammhemmende Klebeschicht aufweisen. Auf diese Weise bleibt das Band auch beim Auftreffen heißer und abrasiver Gase auf das Band auf der Seitenfläche der Batteriezelle und/oder an elektrischen Komponenten haften und kann darunter liegende Bereiche der Batteriezelle und/oder der elektrischen Komponenten vor den hohen Temperaturen und der abrasiven Wirkung der heißen Gase mit den darin enthaltenen Partikeln schützen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Batteriemoduls können die Batteriezellen dicht gestapelt angeordnet sein, wobei wenigstens eine Seitenfläche einer Batteriezelle, welche benachbart zu einer Seitenfläche einer benachbart angeordneten Batteriezelle ist, flächig mit der Schutzeinrichtung abgedeckt ist. Dadurch kann eine günstige thermische Isolationswirkung durch die Schutzeinrichtung zum Tragen kommen, sodass zwischen den beiden benachbarten Batteriezellen beispielsweise Temperaturdifferenzen von bis zu 600° C auftreten können. Das Band als Schutzeinrichtung kann solche Temperaturdifferenzen auch über längere Zeiträume aufrechterhalten und bleibt dennoch stabil auf der Seitenfläche der Batteriezelle haften.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Batteriemoduls kann zwischen benachbarten Batteriezellen wenigstens ein Element aus einer Gruppe von einem thermischen Isolationselement, insbesondere einer Schicht aus Aerogel, einem Abstandselement, einem Dickenausgleichselement, insbesondere einer elastischen Spannmatte, angeordnet sein, wobei eine zu dem Element benachbarte Seitenfläche einer Batteriezelle mit der Schutzeinrichtung abgedeckt ist. Diese Elemente können nach wie vor in dem Batteriemodul zwischen gestapelten Batteriezellen eingesetzt werden und brauchen nicht für eine thermische Isolation zwischen den benachbarten Batteriezellen vorgesehen sein. Diese thermische Isolationsfunktion kann günstigerweise die Schutzeinrichtung übernehmen, welche als dünnes Band ausgebildet sein kann. Auf diese Weise kann vorteilhaft Bauraum in dem Batteriemodul gespart werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Batteriemoduls kann zwischen benachbarten Batteriezellen ein Dickenausgleichselement, insbesondere eine elastische Spannmatte, angeordnet sein, wobei die thermische und mechanische Schutzschicht in das Dickenausgleichselement integriert ist. Günstigerweise kann so die Dicke der Klebeschicht des als Schutzeinrichtung verwendeten Gewebebandes eingespart und so zusätzlicher Bauraum gewonnen werden. Außerdem wird ein zusätzlicher Arbeitsschritt durch Aufbringen der Schutzeinrichtung bei der Montage des Batteriemoduls eingespart, da die Schutzeinrichtung mit dem Dickenausgleichselement, beispielsweise der Spannmatte, auf die Seitenfläche der Batteriezelle mit aufgebracht wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Batteriemoduls kann ein Wärmeleitungselement flächig an der Batteriezelle angeordnet sein, wobei eine von der Batteriezelle abgewandte Seite des Wärmeleitungselements mit der Schutzeinrichtung versehen ist. Insbesondere bei Pouch-Batteriezellen werden mitunter sogenannte „Thermal Fins“ als Wärmeleitbleche verwendet, wobei die Batteriezelle dann auf das Wärmeleitblech aufgeklebt wird. Günstigerweise kann in diesem Fall die Schutzeinrichtung auf die von der Batteriezelle abgewandte Seite des Wärmeleitelements aufgebracht, beispielsweise aufgeklebt. Damit kann die thermische Isolationswirkung zur benachbarten Batteriezelle im Stapel vorteilhaft erreicht werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Batteriemoduls kann die Schutzeinrichtung wenigstens eine Klebeschicht, insbesondere mit duroplastischem Silikon als Klebemittel, aufweisen. Auf diese Weise bleibt das Band auch beim Auftreffen heißer Gase auf das Band auf der Seitenfläche der Batteriezelle und/oder der elektrischen Komponente haften und kann darunter liegende Bereiche der Batteriezelle und/oder der elektrischen Komponenten vor den hohen Temperaturen und der Abrasionswirkung der heißen Gase schützen. Das duroplastische Silikon stellt ein vorteilhaft nicht-korrosives, hochtemperaturbeständiges und flammhemmendes Klebemittel dar.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Batteriemoduls kann die Schutzeinrichtung wenigstens einen anorganischen Binder und wenigstens einen anorganischen Füller aufweisen. Der anorganische Binder kann wenigstens eines aus einer Gruppe von Kaliumsilikat, Natriumsilikat oder einer Kombination davon sein. Der anorganische Füller kann wenigstens eines aus einer Gruppe von Kaolin-Ton, Talk, Glimmer, Mullit, Phlogopit, Muskovit, Montmorillonit, Smektit, Bentonit, Illit, Chlorit, Sepiolith, Attapulgit, Halloysit, Vermiculit, Laponit, Rektorit, Perlit, Glasfasern, Keramikfasern oder einer Kombination davon sein.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Schutzeinrichtung einen Polymer-Binder aufweisen. Insbesondere kann der Polymer-Binder wenigstens eines aus einer Gruppe von Methacryl-Bindemittel, ein Bindemittel auf Kautschukbasis, ein Styrol-Acryl- Bindemittel oder ein Styrol-Butadien-Bindemittel sein.
  • Ein solchermaßen ausgebildetes Band einer Schutzeinrichtung kann eine günstige thermische Isolationswirkung und Schutz vor heißen und abrasiven Gasen für Batteriezellen und/oder elektrische Komponenten ermöglichen.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen zum Anbringen einer Schutzeinrichtung auf einer Batteriezelle eines Batteriemoduls für eine Hochvolt-Batterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs und/oder auf elektrischen Komponenten zur Verschaltung und/oder Überwachung und/oder Steuerung der Batteriezellen. Die Schutzeinrichtung ist als Band ausgebildet, welche wenigstens eine thermische und mechanische Schutzschicht aufweist. Dabei ist die thermische und mechanische Schutzschicht als Gewebeschicht ausgebildet und weist insbesondere Glasfaseranteile auf. Die Schutzeinrichtung weist ferner wenigstens eine Klebeschicht, insbesondere mit duroplastischem Silikon als Klebemittel, auf. Dabei wird die Schutzeinrichtung auf eine Seitenfläche der Batteriezelle und/oder eine Fläche der elektrischen Komponente aufgerollt. Insbesondere kann die Schutzeinrichtung mittels eines mechanischen Andrückrollers aufgebracht werden.
  • Die Schutzeinrichtung kann vorteilhaft als Gewebeband, insbesondere mit Glasfaseranteilen, ausgebildet sein und beispielsweise auf eine Seitenfläche einer Batteriezelle aufgebracht werden. Das Band als Schutzeinrichtung kann dünn ausgebildet sein, sodass es den zur Verfügung stehenden Bauraum nicht oder nur geringfügig beeinträchtigt, und beispielsweise eine Dicke im Bereich von beispielsweise ca. 0,2 mm aufweisen.
  • Das Gewebeband kann dabei bei der geringen Dicke trotzdem eine ca. 600° C große Temperaturdifferenz zwischen den beiden Seiten des Bandes dauerhaft ermöglichen. Durch die mechanischen Eigenschaften des Glasfasergewebes bleibt dieses Gewebe im Gegensatz zu anderen bekannten Trennschichten zwischen Batteriezellen auch im Fall eines thermischen Ereignisses erhalten, sodass diese Temperaturreduktion in einer benachbarten Batteriezelle während des gesamten Ablaufs des thermischen Ereignisses realisiert werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die Schutzeinrichtung als Band auf elektrische Komponenten wie Stromschienen, Zellverbinder oder elektronische Schaltkreise aufgebracht werden und so diese elektrischen Komponenten vor den im Fall eines thermischen Ereignisses in einer Batteriezelle aus der Batteriezelle austretenden heißen und abrasiven Ventinggasen schützen.
  • Das glasfaserverstärkte Band kann vorteilhaft kostengünstig automatisiert verarbeitet werden. Dazu kann das Band eine drucksensitive Klebeschicht aufweisen. Auf diese Weise kann das Band auf die Seitenfläche einer Batteriezelle und/oder auf elektrische Komponenten aufgebracht werden und, beispielsweise mit einem mechanischen Andrückroller, auf der Seitenfläche der Batteriezelle angepresst werden. Durch Ausüben eines definierten Anpressdrucks kann eine sichere Klebung des Bandes auf der Seitenfläche der Batteriezelle und/oder auf der elektrischen Komponente gewährleistet werden.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Verwendung einer Gewebeschicht mit Glasfaseranteilen vorgeschlagen als thermische und mechanische Schutzschicht zum Schutz von Batteriezellen eines Batteriemoduls für eine Hochvolt-Batterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs und/oder von elektrischen Komponenten zur Verschaltung und/oder Überwachung und/oder Steuerung der Batteriezellen vor einer Schädigung durch heiße und abrasive Gase im Fall eines thermischen Ereignisses.
  • Die Gewebeschicht kann vorteilhaft als Gewebeband, insbesondere mit Glasfaseranteilen, ausgebildet sein und beispielsweise auf eine Seitenfläche einer Batteriezelle aufgebracht werden. Das Band als Schutzeinrichtung kann dünn ausgebildet sein, sodass es den zur Verfügung stehenden Bauraum nicht oder nur geringfügig beeinträchtigt, und beispielsweise eine Dicke im Bereich von beispielsweise ca. 0,2 mm aufweisen.
  • Das Gewebeband kann dabei bei der geringen Dicke trotzdem eine ca. 600° C große Temperaturdifferenz zwischen den beiden Seiten des Bandes dauerhaft ermöglichen. Durch die mechanischen Eigenschaften des Glasfasergewebes bleibt dieses Gewebe im Gegensatz zu anderen bekannten Trennschichten zwischen Batteriezellen auch im Fall eines thermischen Ereignisses erhalten, sodass diese Temperaturreduktion in einer benachbarten Batteriezelle während des gesamten Ablaufs des thermischen Ereignisses realisiert werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die Gewebeschicht als Band auf elektrische Komponenten wie Stromschienen, Zellverbinder oder elektronische Schaltkreise aufgebracht werden und so diese elektrischen Komponenten vor den im Fall eines thermischen Ereignisses in einer Batteriezelle aus der Batteriezelle austretenden heißen und abrasiven Ventinggasen schützen.
  • Mit der vorgeschlagenen Gewebeschicht in Form eines, insbesondere glasfaserverstärkten, Bandes kann so im Fall eines thermischen Ereignisses eine thermischen Propagation in dem Batteriemodul durch die Hitze eines thermischen Ereignisses in einer Batteriezelle und/oder durch heiße und abrasive Gase verursacht durch das thermische Ereignis eine vorgegebene Zeit von beispielsweise fünf Minuten verhindert werden.
  • Durch Gewebeschicht kann ein nur geringer Bauraumverlust von ca. 0,2 mm pro aufgebrachter Gewebeschicht erreicht werden. Damit erzielt das vorgeschlagene Anbringen eines Bandes als Schutzeinrichtung wesentliche Bauraumvorteile gegenüber dem Stand der Technik, bei dem wesentlich dickere thermische Isolationselemente wie beispielsweise sogenannte Aerogele eingesetzt werden. Auch lassen sich mit dem vorgeschlagenen Gewebeband wesentlich höhere Temperaturdifferenzen zwischen benachbarten Batteriezellen erreichen als beispielsweise mit Dickenausgleichselementen wie elastische Spannmatten. Um solch hohe Temperaturdifferenzen zu erreichen, müssten außerdem wesentlich dickere Aerogel-Matten und/oder Spannmatten eingesetzt werden.
  • Weiter ist die Funktion der thermischen Isolation unabhängig von einem eventuell, insbesondere bei sogenannten Pouch-Batteriezellen, auftretenden Zelldickenwachstum der Batteriezelle, d.h. die Funktion ist während des gesamten Batterielebenszyklus realisierbar.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass ein glasfaserverstärktes Gewebeband als Schutzschicht den Auswirkungen eines thermischen Ereignisses in Form von sehr hohen Temperaturen in einer Batteriezelle und dadurch entstehenden heißen und abrasiven Gasen sehr lange widerstehen kann.
  • Das glasfaserverstärkte Gewebeband stellt eine sehr kostengünstige Lösung einer Schutzeinrichtung dar. Außerdem kann das glasfaserverstärkte Band beispielsweise auch sehr kostengünstig automatisiert verarbeitet werden.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Dabei zeigen:
    • 1 einen Zellverbund eines Batteriemoduls für eine Hochvolt-Batterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs in Explosionsdarstellung, wobei Batteriezellen nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung teilweise mit einer Schutzeinrichtung abgedeckt sind;
    • 2 einen Zellverbund eines Batteriemoduls für eine Hochvolt-Batterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs in Explosionsdarstellung, wobei Batteriezellen nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung teilweise mit einer Schutzeinrichtung abgedeckt sind und zwischen den Batteriezellen Abstandselemente angeordnet sind;
    • 3 einen Querschnitt durch eine prismatische Batteriezelle in schematischer Darstellung mit einer Schutzeinrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    • 4 einen Querschnitt durch eine Pouch-Batteriezelle in schematischer Darstellung mit einem Wärmeleitungselement und einem Dickenausgleichselement, wobei das Wärmeleitungselement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Schutzeinrichtung abgedeckt ist;
    • 5 einen Querschnitt durch eine Pouch-Batteriezelle in schematischer Darstellung mit einem Wärmeleitungselement und einem Dickenausgleichselement, wobei eine Schutzschicht der Schutzeinrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in das Dickenausgleichselement integriert ist;
    • 6 einen Zellverbund eines Batteriemoduls für eine Hochvolt-Batterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs in Explosionsdarstellung, wobei Batteriezellen und elektrische Komponenten nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung teilweise mit einer Schutzeinrichtung abgedeckt sind; und
    • 7 ein Verfahren nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Aufbringen der Schutzeinrichtung auf eine Seitenfläche einer Batteriezelle.
  • In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
  • 1 zeigt einen Zellverbund 110 eines Batteriemoduls 100 für eine Hochvolt-Batterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs in Explosionsdarstellung, wobei Batteriezellen 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung teilweise mit einer Schutzeinrichtung 30 abgedeckt sind.
  • Das Batteriemodul 100 umfasst einen in einem, nicht dargestellten, Gehäuse angeordneten Zellverbund 110 mit einer Mehrzahl von Batteriezellen 10, welche elektrisch miteinander verschaltet sind, sowie elektrische Komponenten 20 in dem Gehäuse zur Verschaltung und/oder Überwachung und/oder Steuerung der Batteriezellen 10. Im einfachsten Fall stellen die elektrischen Komponenten 20 Anschlusspole 14, 16 der Batteriezellen 10 und Zellverbinder 54 zur Verschaltung der Batteriezellen 10 dar, welche mit den Anschlusspolen 14, 16 elektrisch und mechanisch verbunden sind, beispielsweise verschweißt sind.
  • Die Batteriezellen 10 des Zellverbunds 110 im Batteriemodul 100 sind dicht gestapelt. Der Zellverbund 110 ist am Ende mit einer Endplatte 28 abgeschlossen und verpresst. Seitenflächen 12 der Batteriezellen 10 sind, wie bei zwei Batteriezellen 10 in der Explosionsdarstellung erkennbar, mit einer Schutzeinrichtung 30 abgedeckt, welche dazu ausgelegt ist, im Fall eines thermischen Ereignisses die Batteriezellen 10 vor einer Schädigung durch heiße und abrasive Gase zu schützen.
  • Die Schutzeinrichtung 30 ist als Band ausgebildet, welche wenigstens eine thermische und mechanische Schutzschicht 32 aufweist, wie bei der schematischen Darstellung in 3 erkennbar ist.
  • Die thermische und mechanische Schutzschicht 32 kann als Gewebeschicht ausgebildet sein, wobei die Gewebeschicht insbesondere Glasfaseranteile aufweist oder aus Glasfasergewebe gebildet ist.
  • Die Batteriezellen 10 sind in dem Zellverbund 110 dicht gestapelt angeordnet, wobei wenigstens eine Seitenfläche 12 einer Batteriezelle 10, welche benachbart zu einer Seitenfläche 12 einer benachbart angeordneten Batteriezelle 10 ist, flächig mit der Schutzeinrichtung 30 abgedeckt ist.
  • Zwischen den Batteriezellen 10 können beispielsweise thermische Isolationselemente 22, beispielsweise in Form von Aerogel-Elementen, angeordnet sein, wie in der Explosionsdarstellung erkennbar. Die Isolationselemente 22 können einfach dazwischen gestapelt oder jeweils auf eine Seitenfläche 12 einer Batteriezelle 10 aufgeklebt sein. In dem Fall ist eine zu dem Element benachbarte Seitenfläche 12 einer Batteriezelle 10 mit der Schutzeinrichtung 30 abgedeckt.
  • 2 zeigt einen Zellverbund 100 eines Batteriemoduls 100 in Explosionsdarstellung, wobei Batteriezellen 10 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung teilweise mit einer Schutzeinrichtung abgedeckt sind und zwischen den Batteriezellen Abstandselemente 24 angeordnet sind.
  • Die Abstandselemente 24 sind rahmenförmig ausgebildet und sind direkt jeweils auf eine Seitenfläche 12 einer Batteriezelle 10 aufgebracht, beispielsweise aufgeklebt. Die rahmenförmigen Abstandselemente 24 erlauben den Batteriezellen 10 sich beim Zelldickenwachstum in Stapelrichtung auszudehnen, bis sie an der Seitenfläche 12 der benachbarten Batteriezelle 10 anstoßen. Eine zu dem Abstandselement 24 benachbarte Seitenfläche 12 einer Batteriezelle 10 ist, wie in 2 erkennbar, in diesem Fall mit der Schutzeinrichtung 30 abgedeckt.
  • Zwischen der letzten Batteriezelle 10 im Zellverbund 110 und der Endplatte 28 ist in diesem Ausführungsbeispiel noch ein elektrisches Isolationselement 18, ein sogenannter Endisolator, beispielsweise eine Kunststoffplatte, angeordnet.
  • In 3 ist ein Querschnitt durch eine prismatische Batteriezelle 10 in schematischer Darstellung mit einer Schutzeinrichtung 30 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
  • Im Querschnitt ist das Zellgehäuse 11 der Batteriezelle 10 mit einem an einer Oberseite der Batteriezelle 10 angeordneten Anschlusspol 14 zu erkennen. Eine Seitenfläche 12 des Zellgehäuses 11 ist mit einem Band als Schutzeinrichtung 30 beklebt. Die Schutzeinrichtung weist eine thermische und mechanische Schutzschicht 32 sowie eine Klebeschicht 34 auf, mittels welcher das Band auf die Seitenfläche 12 aufgeklebt ist. Die Klebeschicht 34 kann insbesondere duroplastisches Silikon als Klebemittel aufweisen, das sich auch bei den im Fall eines thermischen Ereignisses auftretenden hohen Temperaturen als sehr langzeitstabil erwiesen hat. Die thermische und mechanische Schutzschicht 32 ist auch gegenüber den im Zusammenhang mit dem thermischen Ereignis auftretenden heißen und abrasiven Gasen sehr haltbar und langlebig.
  • Eine Dicke 40 der Schutzeinrichtung 30 kann günstigerweise ca. 0,2 mm betragen, wobei eine Dicke 42 der thermischen und mechanischen Schutzschicht 32 ca. 0,13 mm und eine Dicke 44 der Klebeschicht 34 ca. 0,07 mm betragen kann.
  • Die thermische und mechanische Schutzschicht 32 kann als Gewebeschicht ausgebildet sein, wobei die Gewebeschicht insbesondere Glasfaseranteile aufweist oder aus Glasfasergewebe gebildet ist.
  • In alternativen Ausführungen kann das als Schutzeinrichtung 30 verwendete Band wenigstens einen anorganischen Binder und wenigstens einen anorganischen Füller aufweisen. Dabei kann der anorganische Binder wenigstens eines aus einer Gruppe von Kaliumsilikat, Natriumsilikat oder einer Kombination davon sein. Der anorganische Füller kann wenigstens eines aus einer Gruppe von Kaolin-Ton, Talk, Glimmer, Mullit, Phlogopit, Muskovit, Montmorillonit, Smektit, Bentonit, Illit, Chlorit, Sepiolith, Attapulgit, Halloysit, Vermiculit, Laponit, Rektorit, Perlit, Glasfasern, Keramikfasern oder einer Kombination davon sein.
  • In einer weiteren alternativen Ausführung kann die Schutzeinrichtung 30 einen Polymer-Binder aufweisen. Insbesondere kann dabei der Polymer-Binder wenigstens eines aus einer Gruppe von Methacryl-Bindemittel, ein Bindemittel auf Kautschukbasis, ein Styrol-Acryl- Bindemittel oder ein Styrol-Butadien-Bindemittel sein.
  • 4 zeigt einen Querschnitt durch eine Pouch-Batteriezelle 10 in schematischer Darstellung mit einem Wärmeleitungselement 50 und einem Dickenausgleichselement 26, wobei das Wärmeleitungselement 50 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Schutzeinrichtung 30 abgedeckt ist. Bei der Pouch-Batteriezelle 10 zeigt ein Anschlusspol 14 aus der Bildebene heraus.
  • Das Dickenausgleichselement 26, beispielsweise eine elastische Spannmatte, ist auf einer Seitenfläche 12 der Batteriezelle 10 angebracht, beispielsweise aufgeklebt und dient der Kompensation eines möglicherweise auftretenden Zelldickenwachstums.
  • Das Wärmeleitungselement 50 ist abgewinkelt ausgebildet, wobei die Batteriezelle 10 flächig an dem Wärmeleitungselement 50 angeordnet ist. Das Wärmeleitungselement 50 kann beispielsweise auf einer nicht dargestellten Kühlplatte des Batteriemoduls 100 oder eines Batteriegehäuses aufliegen und so in der Batteriezelle 10 entstehende Wärme nach außen abführen.
  • Die von der Batteriezelle 10 abgewandte Seite 52 des Wärmeleitungselements 50 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit der Schutzeinrichtung 30 versehen, beispielsweise beklebt, und kann so seine thermische und mechanische Schutzwirkung beim Auftreten eines thermischen Ereignisses ausüben. Somit werden benachbarte Batteriezellen 10 einer Batteriezelle 10, in welcher ein thermisches Ereignis auftritt, großflächig vor einer zu großen Temperaturbelastung geschützt. Die Temperaturdifferenz, welche durch das Gewebeband als Schutzeinrichtung 30 entstehen kann, kann bei ca. 600° C liegen und über einen ausreichenden Zeitraum gehalten werden, um so eine thermische Propagation durch das Batteriemodul 100 deutlich zu verzögern, zu verhindern oder gar zu stoppen. Der Bauraumbedarf pro Batteriezelle 10 ist auf Grund der geringen Dicke 40 der Schutzeinrichtung 30 von ca. 0,2 mm sehr gering. Bisher verwendete elastische Spannmatten 26 zum Ausgleich eines Zelldickenwachstums können beibehalten werden.
  • 5 zeigt einen Querschnitt durch eine Pouch-Batteriezelle 10 in schematischer Darstellung mit einem Wärmeleitungselement 50 und einem Dickenausgleichselement 26, wobei eine Schutzschicht 34 der Schutzeinrichtung 30 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in das Dickenausgleichselement 26 integriert ist.
  • Die Pouch-Batteriezelle 10 ist wie bei dem Ausführungsbeispiel in 4 auf einem Wärmeleitungselement 50 angeordnet, jedoch ist bei diesem Ausführungsbeispiel in 5 die Schutzeinrichtung 30 in die Spannmatte des Dickenausgleichselements 26 integriert. Dabei kann vorteilhaft die thermische und mechanische Schutzschicht 34, beispielsweise eine Glasfasergewebeschicht, auf die Spannmatte aufgebracht oder in diese integriert sein. Dadurch wird für die Schutzwirkung nur die reduzierte Dicke 42 der thermischen und mechanischen Schutzschicht 34 von ca. 0,13 mm benötigt, was den zusätzlichen Bauraumbedarf pro Batteriezelle 10 weiter reduziert.
  • 6 zeigt einen Zellverbund 110 eines Batteriemoduls 100 für eine Hochvolt-Batterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs in Explosionsdarstellung, wobei Batteriezellen 10 und elektrische Komponenten 20 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung teilweise mit einer Schutzeinrichtung 30 abgedeckt sind.
  • Das Ausführungsbeispiel entspricht dem bereits in 1 dargestellten Zellverbund 110. Jedoch sind hier zusätzlich die elektrischen Komponenten 20 auf der Oberseite des Zellverbunds 110 wie Anschlusspole 14, 16 der Batteriezellen 10 sowie die Zellverbinder 54, welche die Anschlusspole 14, 16 benachbarter Batteriezellen 10 verbinden, mit einem Gewebeband als Schutzeinrichtung 30 abgedeckt. Auf diese Weise können die elektrischen Komponenten 20 vorteilhaft über einen ausreichenden Zeitraum vor heißen und abrasiven Gasen im Fall eines thermischen Ereignisses innerhalb und/oder außerhalb des Batteriemoduls 100 geschützt werden.
  • 7 zeigt einen Teil des Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Aufbringen der Schutzeinrichtung 30 auf eine Seitenfläche 12 einer Batteriezelle 10.
  • Die Schutzeinrichtung 30 ist als Band ausgebildet, welches wenigstens eine thermische und mechanische Schutzschicht 32 aufweist. Insbesondere kann die thermische und mechanische Schutzschicht 32 als Gewebeschicht ausgebildet sein und insbesondere Glasfaseranteile aufweisen. Die Schutzeinrichtung 30 weist weiter wenigstens eine Klebeschicht 34 auf, insbesondere mit duroplastischem Silikon als Klebemittel.
  • Nach dem vorgeschlagenen Verfahren wird die Schutzeinrichtung 30 auf eine Seitenfläche 12 der Batteriezelle 10 aufgerollt. Insbesondere kann die Schutzeinrichtung 30 mittels eines mechanischen Andrückrollers 60 aufgebracht werden.
  • Das glasfaserverstärkte Band der Schutzeinrichtung 30 kann vorteilhaft sehr kostengünstig automatisiert verarbeitet werden. Dazu kann das Band eine drucksensitive Klebeschicht 34 aufweisen. Auf diese Weise kann das Band auf die Seitenfläche 12 der Batteriezelle 10 aufgebracht werden und, beispielsweise mit einem mechanischen Andrückroller 60, auf der Seitenfläche 12 der Batteriezelle 10 angepresst werden. Durch Ausüben eines definierten Anpressdrucks kann eine sichere Klebung des Bandes auf der Batteriezelle 10 gewährleistet werden.
  • In 7 ist schematisch dargestellt, wie ein Band der Schutzeinrichtung 30 bereits über Seitenfläche 12 der Batteriezelle 10 aufgebracht ist. Dazu kann das Band leicht angedrückt werden. Mit dem Andrückroller 60 wird das Band in Richtung des Pfeils dann mit einem definierten Anpressdruck auf die Seitenfläche 12 gepresst. Die drucksensitive Klebeschicht 34 des Bandes der Schutzeinrichtung 30 bringt dann die volle spezifizierte Klebewirkung und sorgt so für die Dauerhaltbarkeit des Bandes auf der Batteriezelle 10.
  • In gleicher Weise können die Bänder der Schutzeinrichtung 30 auf andere Teile des Batteriemoduls 100 wie beispielsweise den elektrischen Komponenten 20 wie Anschlusspolen 14, 16 der Batteriezellen 10 und der Zellverbinder 54 aufgebracht werden. Weiter kann die Schutzeinrichtung 30 auch auf Stromschienen oder weitere elektronische Komponenten aufgebracht werden.
  • So kann eine Gewebeschicht mit Glasfaseranteilen vorteilhaft als thermische und mechanische Schutzschicht 32 zum Schutz von Batteriezellen 10 eines Batteriemoduls 100 für eine Hochvolt-Batterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs und/oder von elektrischen Komponenten 20 zur Verschaltung und/oder Überwachung und/oder Steuerung der Batteriezellen 10 vor einer Schädigung durch heiße und abrasive Gase im Fall eines thermischen Ereignisses verwendet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Batteriezelle
    11
    Zellgehäuse
    12
    Seitenfläche
    14
    Anschlusspol
    16
    Anschlusspol
    18
    Endisolator
    20
    elektrische Komponente
    22
    thermisches Isolationselement
    24
    Abstandselement
    26
    Dickenausgleichselement
    28
    Endplatte
    30
    thermische Schutzeinrichtung
    32
    thermische Schutzschicht
    34
    Klebeschicht
    40
    Dicke Schutzeinrichtung
    42
    Dicke Schutzschicht
    44
    Dicke Klebeschicht
    50
    Wärmeleitungselement
    52
    Seite
    54
    Zellverbinder
    100
    Batteriemodul
    110
    Zellverbund
  • 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 102016225057 A1 [0005]
    • DE 102020102387 A1 [0006]

Claims (10)

  1. Batteriemodul (100) für eine Hochvolt-Batterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, wenigstens umfassend - einen in einem Gehäuse angeordneten Zellverbund (110) mit einer Mehrzahl von Batteriezellen (10), welche elektrisch miteinander verschaltet sind, - elektrische Komponenten (20) in dem Gehäuse zur Verschaltung und/oder Überwachung und/oder Steuerung der Batteriezellen (10), wobei die Batteriezellen (10) und/oder die elektrischen Komponenten (20) wenigstens teilweise mit einer Schutzeinrichtung (30) abgedeckt sind, welche dazu ausgelegt ist, im Fall eines thermischen Ereignisses die Batteriezellen (10) und/oder elektrischen Komponenten (20) vor einer Schädigung durch heiße und abrasive Gase zu schützen.
  2. Batteriemodul nach Anspruch 1, wobei die Schutzeinrichtung (30) als Band ausgebildet ist, welche wenigstens eine thermische und mechanische Schutzschicht (32) aufweist, wobei die thermische und mechanische Schutzschicht (32) als Gewebeschicht ausgebildet ist, wobei die Gewebeschicht insbesondere Glasfaseranteile aufweist oder aus Glasfasergewebe gebildet ist.
  3. Batteriemodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Batteriezellen (10) dicht gestapelt angeordnet sind, wobei wenigstens eine Seitenfläche (12) einer Batteriezelle (10), welche benachbart zu einer Seitenfläche (12) einer benachbart angeordneten Batteriezelle (10) ist, flächig mit der Schutzeinrichtung (30) abgedeckt ist.
  4. Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen benachbarten Batteriezellen (10) wenigstens ein Element aus einer Gruppe von einem thermischen Isolationselement (22), insbesondere einer Schicht aus Aerogel, einem Abstandselement (24), einem Dickenausgleichselement (26), insbesondere einer elastischen Spannmatte, angeordnet ist, wobei eine zu dem Element benachbarte Seitenfläche (12) einer Batteriezelle (10) mit der Schutzeinrichtung (30) abgedeckt ist.
  5. Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen benachbarten Batteriezellen (10) ein Dickenausgleichselement (26), insbesondere eine elastische Spannmatte, angeordnet ist, wobei die thermische und mechanische Schutzschicht (32) in das Dickenausgleichselement (26) integriert ist.
  6. Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Wärmeleitungselement (50) flächig an der Batteriezelle (10) angeordnet ist, wobei eine von der Batteriezelle (10) abgewandte Seite (52) des Wärmeleitungselements (50) mit der Schutzeinrichtung (30) versehen ist.
  7. Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzeinrichtung (30) wenigstens eine Klebeschicht (34), insbesondere mit duroplastischem Silikon als Klebemittel, aufweist.
  8. Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzeinrichtung (30) wenigstens einen anorganischen Binder und wenigstens einen anorganischen Füller aufweist, wobei der anorganische Binder wenigstens eines aus einer Gruppe von Kaliumsilikat, Natriumsilikat oder einer Kombination davon ist, wobei der anorganische Füller wenigstens eines aus einer Gruppe von Kaolin-Ton, Talk, Glimmer, Mullit, Phlogopit, Muskovit, Montmorillonit, Smektit, Bentonit, Illit, Chlorit, Sepiolith, Attapulgit, Halloysit, Vermiculit, Laponit, Rektorit, Perlit, Glasfasern, Keramikfasern oder einer Kombination davon ist, und/oder wobei die Schutzeinrichtung (30) einen Polymer-Binder aufweist, insbesondere wobei der Polymer-Binder wenigstens eines aus einer Gruppe von (Meth)acryl-Bindemittel, ein Bindemittel auf Kautschukbasis, ein Styrol-Acryl-Bindemittel oder ein Styrol-Butadien-Bindemittel ist.
  9. Verfahren zum Anbringen einer Schutzeinrichtung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf einer Batteriezelle (10) eines Batteriemoduls (100) für eine Hochvolt-Batterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs und/oder auf elektrischen Komponenten (20) zur Verschaltung und/oder Überwachung und/oder Steuerung der Batteriezellen (10), wobei die Schutzeinrichtung (30) als Band ausgebildet ist, welche wenigstens eine thermische und mechanische Schutzschicht (32) aufweist, wobei die thermische und mechanische Schutzschicht (32) als Gewebeschicht ausgebildet ist und insbesondere Glasfaseranteile aufweist, wobei die Schutzeinrichtung (30) wenigstens eine Klebeschicht (34), insbesondere mit duroplastischem Silikon als Klebemittel, aufweist, wobei die Schutzeinrichtung (30) auf eine Seitenfläche (12) der Batteriezelle (10) und/oder eine Fläche der elektrischen Komponente (20) aufgerollt wird, insbesondere mittels eines mechanischen Andrückrollers (60) aufgebracht wird.
  10. Verwendung einer Gewebeschicht mit Glasfaseranteilen als thermische und mechanische Schutzschicht (32) zum Schutz von Batteriezellen (10) eines Batteriemoduls (100) für eine Hochvolt-Batterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs und/oder von elektrischen Komponenten (20) zur Verschaltung und/oder Überwachung und/oder Steuerung der Batteriezellen (10) vor einer Schädigung durch heiße und abrasive Gase im Fall eines thermischen Ereignisses.
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