DE102022002479B3 - battery case - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse (1) mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Teilelement (2, 3), welche jeweils einen Flansch (21, 31) aufweisen und entlang dieser Flansche (21, 31) miteinander verklebt ausgeführt sind. Das erfindungsgemäß Batteriegehäuse ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Flansche (31) wenigstens eine Vertiefung (6) für ein bewegliches Element (7) aufweist, welches in der Vertiefung (6) zwischen den Flanschen (21, 31) zu liegen kommt, wobei das bewegliche Element (7) sich zum Rand der Flansche (21, 31) hin verjüngt, und dass das bewegliche Element (7) eine formschlüssige Aufnahme aufweist, welche von der dem anderen Flansch (21) abgewandten Seiten zumindest eines der Flansche (31) her zugänglich ist.The invention relates to a battery housing (1) with at least one first and one second partial element (2, 3), which each have a flange (21, 31) and are glued together along these flanges (21, 31). The battery housing according to the invention is characterized in that at least one of the flanges (31) has at least one recess (6) for a movable element (7) which comes to rest in the recess (6) between the flanges (21, 31), wherein the movable element (7) tapers towards the edge of the flanges (21, 31), and that the movable element (7) has a form-fitting receptacle which extends from the side facing away from the other flange (21) of at least one of the flanges (31) is accessible from here.
Description
Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a battery housing of the type defined in more detail in the preamble of
Batteriegehäuse für Batterien oder Batteriemodule aus einer Vielzahl von Batterieeinzelzellen sind soweit aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Batterien werden gemäß der ECE R100 auch als Hochvoltbatterien bezeichnet und werden beispielsweise als Traktionsbatterien zum Antrieb von zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugen eingesetzt. Der typische Aufbau der Batteriegehäuse besteht dabei aus wenigstens zwei Teilelementen, beispielsweise einer Bodenwanne und einem Deckel, welche entlang von Flanschen miteinander verbunden, insbesondere verklebt und abgedichtet, ausgeführt sind. Neben dem Verkleben der Teilelemente ist auch das Verschrauben bekannt, wobei hierfür eine Dichtung zwischen die Flansche eingelegt oder, besonders häufig, eine Dicht- und/oder Klebemasse zwischen die Flansche aufgespritzt wird, welche dann nach dem Verschrauben der beiden Flansche miteinander aushärtet, sodass eine sowohl verschraubte als auch verklebte Verbindung der Teilelemente des Batteriegehäuses vorliegt.Battery housings for batteries or battery modules made from a large number of individual battery cells are known from the prior art. According to ECE R100, such batteries are also referred to as high-voltage batteries and are used, for example, as traction batteries for driving at least partially electrically powered vehicles. The typical structure of the battery housing consists of at least two sub-elements, for example a floor pan and a cover, which are connected to one another, in particular glued and sealed, along flanges. In addition to gluing the sub-elements, screwing is also known, for which purpose a seal is inserted between the flanges or, particularly frequently, a sealant and/or adhesive compound is sprayed between the flanges, which then hardens after the two flanges have been screwed together, so that a both screwed and glued connection of the sub-elements of the battery housing is present.
In der Praxis ist dies typischerweise ausreichend um eine langlebige und dichte Batterie auszubilden. Müssen einzelne Batterieeinzelzellen oder Batteriemodule im Inneren eines solchen Batteriegehäuses nun gewartet werden, müssen die beiden Teilelemente des Batteriegehäuses wieder voneinander entfernt werden. Dies ist in der Praxis sehr aufwändig. Wenn die Bauteile miteinander verklebt sind, ohne zusätzliche Verschraubung oder mit zusätzlicher Verschraubung, dann haften diese fest aneinander, auch nachdem die gegebenenfalls vorhandene Verschraubung gelöst worden ist. Die beiden Teilelemente des Batteriegehäuses müssen dann auseinander gehebelt werden, um die Klebenut zwischen den Flanschen zu lösen. Da die Batteriegehäuse typischerweise aus relativ dünnwandigen Blechen mit Blechstärken zwischen 1 und 2 mm ausgebildet sind, kommt es in der Praxis nahezu immer zu einer Verformung zumindest eines Abschnitts des Flanschs, sodass eine dichte Re-Montage der beiden Teilelemente nach den Wartungsarbeiten im Inneren des Batteriegehäuses im Allgemeinen nicht mehr möglich ist. Zumindest eines der Teilelemente kann also nicht wiederverwendet werden kann. Dies stellt einen erheblichen Nachteil dar.In practice, this is typically sufficient to form a long-lasting and leak-proof battery. If individual battery cells or battery modules have to be serviced inside such a battery housing, the two sub-elements of the battery housing have to be removed from one another again. This is very complex in practice. If the components are glued together, without additional screwing or with additional screwing, then they adhere firmly to one another even after the screwing, if present, has been loosened. The two parts of the battery housing must then be levered apart in order to loosen the adhesive groove between the flanges. Since the battery housing is typically made of relatively thin-walled sheet metal with a thickness of between 1 and 2 mm, in practice there is almost always a deformation of at least one section of the flange, so that the two sub-elements can be reassembled tightly after maintenance work inside the battery housing is generally no longer possible. At least one of the partial elements cannot be reused. This represents a significant disadvantage.
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin ein Batteriegehäuse gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs zu schaffen, bei welchem dieser Nachteil vermieden wird.The object of the present invention is now to create a battery housing according to the preamble of the main claim, in which this disadvantage is avoided.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Batteriegehäuse mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des entsprechenden Batteriegehäuses ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by a battery housing having the features in
Bei dem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse ist es vorgesehen, dass einer der Flansche wenigstens eine Vertiefung für ein bewegliches Element aufweist, welches in der Vertiefung zwischen den Flanschen zu liegen kommt. Das Element verjüngt sich dabei zum Rand des Flansches hin und das bewegliche Element weist eine formschlüssige Aufnahme auf, welche von der dem anderen Flansch abgewandten Seite zumindest eines der Flansche her zugänglich ist. Diese formschlüssige Aufnahme lässt sich dann bei Bedarf temporär mit einem Werkzeug verbinden, um das bewegliche Element, welches zwischen den Flanschen liegt und typischerweise von der Verklebung ganz oder teilweise umschlossen wird, entsprechend zu bewegen. Hierdurch wir die Verklebung gelockert und die beiden Flansche lassen sich voneinander im Bereich des beweglichen Elements lösen, ohne dass eine Verformung der Flansche auftritt. Ausgehend von dieser gelösten Stelle lässt sich dann der gesamte Aufbau des Batteriegehäuses öffnen, beispielsweise indem mittels eines oszillierenden Messers oder einer oszillierenden Säge die Klebe- und/oder Dichtfuge aufgetrennt wird.In the battery housing according to the invention, it is provided that one of the flanges has at least one recess for a movable element, which comes to rest in the recess between the flanges. The element tapers towards the edge of the flange and the movable element has a form-fitting receptacle which is accessible from the side of at least one of the flanges facing away from the other flange. If necessary, this form-fitting receptacle can then be temporarily connected to a tool in order to correspondingly move the movable element, which lies between the flanges and is typically completely or partially enclosed by the adhesive bond. This loosens the bond and the two flanges can be detached from one another in the area of the movable element without the flanges being deformed. Starting from this detached point, the entire structure of the battery housing can then be opened, for example by separating the adhesive and/or sealing joint using an oscillating knife or an oscillating saw.
Besonders günstig ist es dabei, wenn, und so ist es gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses vorgesehen, dass bewegliche Element drehbar in dem Flansch aufgenommen ist, wobei die Drehachse senkrecht zur flächigen Ausdehnung des Flansches ausgebildet ist und exzentrisch bezogen auf die Fläche des beweglichen Elements angeordnet ist. Hierdurch lässt sich das bewegliche Element besonders einfach quer zur Ausrichtung des Flanschs bewegen, sodass bei einer Bewegung des beweglichen Elements durch diese Bewegung die Klebe- und/oder Dichtnaht aufgetrennt wird.It is particularly favorable if, and so it is provided according to a particularly advantageous embodiment of the battery housing according to the invention, that the movable element is rotatably accommodated in the flange, with the axis of rotation being formed perpendicularly to the flat extension of the flange and eccentrically in relation to the surface of the movable element is arranged. As a result, the movable element can be moved particularly easily transversely to the alignment of the flange, so that when the movable element moves, the adhesive and/or sealing seam is separated by this movement.
Der Abstand der Drehachse von dem der Drehachse am weitesten abgewandten Ende des beweglichen Elements ist dabei gemäß einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses größer als die Breite des Flanschs zwischen der Drehachse und dessen Randbereich. Hierdurch wird sichergestellt, dass das bewegliche Element die Fläche zwischen dem Flansch zumindest von der Drehachse aus gesehen in einer Richtung vollständig überstreicht, um so die dort angeordnete Klebe- und/oder Dichtmasse zuverlässig zu durchtrennen.According to a very advantageous embodiment of the battery housing according to the invention, the distance between the axis of rotation and the end of the movable element furthest away from the axis of rotation is greater than the width of the flange between the axis of rotation and its edge region. This ensures that the movable element completely sweeps over the surface between the flange in one direction, at least as seen from the axis of rotation, in order to reliably cut through the adhesive and/or sealing compound arranged there.
Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses kann es ferner vorgesehen sein, dass ergänzend zu dem beweglichen Element auch die Vertiefung, in welcher das bewegliche Element angeordnet ist, sich zum Rand des Flansches hin verjüngt. Dadurch lässt sich das bewegliche Element einfach und effizient aus der Vertiefung heraus, auch im verklebten Zustand, mit vertretbarem Kraftaufwand bewegen, um die Klebe- und/oder Dichtmasse zu durchtrennen, sodass die Gefahr einer versehentlichen Verformung des Flanschs weiter minimiert wird.According to a further very advantageous embodiment of the battery housing according to the invention, it can also be provided that, in addition to the movable element, the depression in which the movable element is arranged also tapers towards the edge of the flange. This allows the moveable member to be easily and efficiently moved out of the recess, even when bonded, with reasonable effort to sever the adhesive and/or sealant, further minimizing the risk of accidental deformation of the flange.
Die formschlüssige Aufnahme kann dabei gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses zentral um die Drehachse angeordnet werden, um so einen idealen Angriffspunkt für ein mit der formschlüssigen Aufnahmekorrespondierendes Werkzeug zu schaffen.According to a further very advantageous embodiment of the battery housing according to the invention, the form-fitting receptacle can be arranged centrally around the axis of rotation in order to create an ideal point of application for a tool that corresponds to the form-fitting receptacle.
Die formschlüssige Ausnehmung kann beispielsweise als Sechskant ausgeführt werden, in welcher dann über einen Sechskantschlüssel eine Bewegung des beweglichen Elements erzielt werden kann.The form-fitting recess can be designed, for example, as a hexagon, in which a movement of the movable element can then be achieved using a hexagon key.
Der Sechskant selbst kann dabei vorzugsweise eine zentrale Durchgangsöffnung aufweisen.The hexagon itself can preferably have a central through-opening.
Werden die Flansche des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses nun zusätzlich zu der die Abdichtung und die Verklebung erzielenden Masse über eine Schraubverbindung gesichert, was gemäß einer besonders günstigen Ausgestaltung vorgesehen ist, dann besteht hier die Möglichkeit, im Falle einer zentralen Durchgangsöffnung durch die formschlüssige Aufnahme des beweglichen Elements eine Schraube durch diese Durchgangsöffnung hindurchzuführen und so die Flansche auch im Bereich des beweglichen Elements sicher miteinander zu verschrauben, um keine durch das bewegliche Element verursachten potenziellen Undichtheiten zu bekommen und hier durch die Verschraubung eine besonders hohe Anpresskraft zu erreichen, welche die zuverlässige Abdichtung sicherstellt. Nach der Entnahme der Schraube kann das Element dann entsprechend gedreht werden, um die Klebe- und/oder Dichtmasse zu durchtrennen und im weiteren Verlauf ein Durchtrennen der gesamten Klebe- und/oder Dichtfuge zu erlauben. Ein weiterer Vorteil ist es dabei, dass die formschlüssige Aufnahme durch die Schraube verdeckt wird. Ohne ein Lösen der Schraube ist Sie also nicht zugänglich. Damit wird eine versehentliche Betätigung des beweglichen Elements, welche zu einer Undichtheit des Batteriegehäuses führen würde, zuverlässig verhindert.If the flanges of the battery housing according to the invention are now secured via a screw connection in addition to the mass that achieves the seal and the adhesive bond, which is provided according to a particularly favorable embodiment, then there is the possibility here in the case of a central through-opening through the form-fitting receptacle of the movable element Pass the screw through this through hole and thus securely screw the flanges together in the area of the moving element in order to avoid potential leaks caused by the moving element and to achieve a particularly high contact pressure through the screw connection, which ensures reliable sealing. After the screw has been removed, the element can then be rotated accordingly in order to cut through the adhesive and/or sealing compound and subsequently to allow the entire adhesive and/or sealing joint to be cut through. Another advantage is that the form-fitting receptacle is covered by the screw. You cannot access it without loosening the screw. This reliably prevents accidental actuation of the movable element, which would lead to the battery housing leaking.
Die entsprechenden beweglichen Elemente können dabei vorzugsweise in einen der Flansche bereits integriert sein, wenn die entsprechenden Teilelemente des Batteriegehäuses angeliefert werden. Das Batteriegehäuse kann vorzugsweise aus einer Bodenwanne und einem Deckel bestehen, an den Flanschen kann beispielsweise in einem regelmäßigen Abstand über den Umfang verteilt eines der beweglichen Elemente ausgeführt sein. Insbesondere können diese bei einer rechteckigen Ausgestaltung jeweils im Eckbereich angeordnet werden, um ausgehend von diesen Ecken den Aufbau im Falle der notwendigen Demontage des Deckels einfach öffnen zu können.The corresponding movable elements can preferably already be integrated into one of the flanges when the corresponding partial elements of the battery housing are delivered. The battery housing can preferably consist of a base tray and a cover; one of the movable elements can be distributed on the flanges, for example, distributed at a regular distance over the circumference. In particular, in the case of a rectangular configuration, these can each be arranged in the corner region in order to be able to easily open the structure starting from these corners if the cover needs to be dismantled.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.Further advantageous configurations of the battery housing according to the invention also result from the exemplary embodiment, which is described in more detail below with reference to the figures.
Dabei zeigen:
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1 einen Schnitt durch ein Teil eines Batteriegehäuses gemäß dem Stand der Technik; -
2 eine dreidimensionale Ansicht eines Teils des Batteriegehäuses gemäß der Erfindung; -
3 eine Darstellung analog zu der in2 in einer Explosionsdarstellung; -
4 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses analog zu der in1 im Bereich des beweglichen Elements im verschlossenen Zustand des Batteriegehäuses; -
5 eine dreidimensionale Darstellung analog zu der in2 mit angesetztem Werkzeug zum Bewegen des beweglichen Elements; -
6 eine Darstellung analog zu der in5 mit bewegtem beweglichen Element; und -
7 eine Darstellung analog zu der in4 mit dem gemäß6 bewegten beweglichen Element.
-
1 a section through part of a battery case according to the prior art; -
2 a three-dimensional view of a part of the battery housing according to the invention; -
3 a representation analogous to that in2 in an exploded view; -
4 a sectional view of the battery housing according to the invention analogous to that in1 in the area of the movable element in the closed state of the battery case; -
5 a three-dimensional representation analogous to that in2 with attached tool for moving the movable element; -
6 a representation analogous to that in5 with moving moving element; and -
7 a representation analogous to that in4 with the according6 moving moving element.
In der Darstellung der
Soll dieser Aufbau nun geöffnet werden, dann muss der Deckel 3 entlang der Flansche 21, 31 aufwändig von der Bodenwanne 2 bzw. ihrem Flansch 21 abgehebelt werden. Typischerweise wird dabei zumindest eines der Teilelemente 2, 3 soweit verbogen, dass es später nicht mehr zuverlässig für das Verschließen des Batteriegehäuses 1 eingesetzt werden kann.If this structure is now to be opened, then the
Um hier Abhilfe zu schaffen ist es nun vorgesehen, dass in zumindest einem der Flansche 21,31, hier beispielsweise dem Flansch 31 des Deckels 3, eine von unten eingebrachte Vertiefung 6 vorgesehen ist, welche hier auf der Oberseite als erhabener Aufbau erscheint. In dieser Vertiefung 6 befindet sich ein in der Explosionsdarstellung der
Der Deckel 3 des Batteriegehäuses 1 wird nun in der in
Die in den Sechskant 11 ausgebildete Durchgangsöffnung kann zur Aufnahme einer Schraube 5 genutzt werden, um durch den zusätzlichen Anpressdruck der Schraube 5 die Abdichtung im Bereich des beweglichen Elements 7 zuverlässig auszugestalten und die missbräuchliche bzw. versehentliche Zugänglichkeit der formschlüssigen Aufnahme 11 zu beschränken. Entsprechend der Darstellung in
Sollen die beiden Teilelemente 2, 3 des Batteriegehäuses 1 nun voneinander gelöst werden, so werden diese Schrauben 5 entsprechend gelöst und in ein in
In der Schnittdarstellung analog zu der in
Die beiden Teilelemente 2, 3 können so voneinander demontiert werden, ohne dass die Gefahr einer starken Verformung besteht. Die beiden Teilelemente 2, 3 können dann, soweit wie notwendig von der Klebe- und/oder Dichtmasse 4 gereinigt und wieder eingesetzt werden, insbesondere lässt sich das Batteriegehäuse 1 also über den zuvor demontierten Deckel 3 wieder zuverlässig neu verschließen, indem dieser neu aufgeklebt und über die optionalen Schrauben 5 gesichert wird.The two
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