DE102022104942A1 - Electrical energy store with a particle filter - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher (10) für ein Kraftfahrzeug aufweisend mehrere Batteriezellen (11), die jeweils ein Entgasungselement (12) zum Abführen von Gas umfassen. Ferner weist der elektrische Energiespeicher (10) einen Filterkörper (13) auf, der gegenüberliegend zu den jeweiligen Entgasungselementen (12) angeordnet ist und bevorzugt zum Herausfiltern von Partikel aus dem abgeführten Gas dient und/oder ausgebildet ist, Energie aus dem abgeführten Gas aufzunehmen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem ebensolchen elektrischen Energiespeicher (10).The invention relates to an electrical energy store (10) for a motor vehicle, having a plurality of battery cells (11), each of which has a degassing element (12) for discharging gas. Furthermore, the electrical energy store (10) has a filter body (13) which is arranged opposite the respective degassing elements (12) and is preferably used to filter out particles from the discharged gas and/or is designed to absorb energy from the discharged gas. The invention also relates to a motor vehicle with an electrical energy store (10) of the same type.
Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einem ebensolchen elektrischen Energiespeicher.The invention relates to an electrical energy store for a motor vehicle and a motor vehicle with such an electrical energy store.
Herkömmliche Batteriezellen, insbesondere Lithium-lonen-Batteriezellen, wie sie z. B. bei Fahrzeugbatterien Anwendung finden, können unter Überlastung und/oder infolge eines Defekts in einen thermisch schwer kontrollierbaren Zustand geraten. Hierbei kann es zu einer Gasbildung und dem Aufbau eines gefährlichen Innendrucks im Inneren der Batteriezellen kommen, der letztlich zu einem zum Bersten oder Explodieren der Zellen führen kann.Conventional battery cells, in particular lithium-ion battery cells as z. B. find application in vehicle batteries, can come under overload and / or as a result of a defect in a thermally difficult to control state. This can lead to gas formation and the build-up of a dangerous internal pressure inside the battery cells, which can ultimately lead to the cells bursting or exploding.
Aus diesem Grund weisen entsprechende Batteriezellen oftmals sogenannte Entgasungselemente auf, die dazu ausgebildet sind, innerhalb der jeweiligen Batteriezelle entstehende Gase bei Vorliegen eines vorbestimmten Gasdrucks aus der jeweiligen Batteriezelle kontrolliert abzulassen. Die entsprechenden Entgasungselemente können z. B. als Überdruckventile und/oder Berstscheiben ausgeführt sein.For this reason, corresponding battery cells often have so-called degassing elements, which are designed to release gases that are produced inside the respective battery cell in a controlled manner when a predetermined gas pressure is present from the respective battery cell. The corresponding degassing elements can e.g. B. be designed as pressure relief valves and / or bursting discs.
Problematisch in diesem Zusammenhang ist jedoch, dass das infolge eines thermischen Durchgehens einer Batteriezelle abgelassene Gas oftmals eine hohe Temperatur von teilweise über 1000 °C aufweist. Ohne ein Ableiten oder Kühlen des Gasstroms können infolge der hohen Temperaturen weitere (z. B. benachbarte) Batteriezelle angesteckt werden, welche wiederum heißes Gas freisetzen, sodass es aufgrund dieser Kettenreaktion letztlich zu einer Zerstörung der gesamten Batterie kommen kann.The problem in this context, however, is that the gas released as a result of a thermal runaway of a battery cell often has a high temperature of over 1000° C. in some cases. If the gas flow is not discharged or cooled, other (e.g. neighboring) battery cells can be plugged in due to the high temperatures, which in turn release hot gas, so that this chain reaction can ultimately lead to the entire battery being destroyed.
Zusätzlich werden von dem beim Entgasen abgeführten Gas oftmals auch Partikel (z. B. elektrisch leitende Metallpartikel) mitgerissen. Diese können sich auf den Kontakten (noch) intakter Batteriezellen absetzen und/oder Luft- und Kriechstrecken innerhalb der Traktionsbatterie soweit herabsetzen, dass Kurzschlüsse entstehen können, welche wiederum das thermische Durchgehen weiterer Batteriezellen induzieren können.In addition, particles (e.g. electrically conductive metal particles) are often entrained in the gas discharged during degassing. These can settle on the contacts of (still) intact battery cells and/or reduce clearances and creepage distances within the traction battery to such an extent that short circuits can occur, which in turn can induce the thermal runaway of other battery cells.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Energiespeicher bereitzustellen, mittels dem bevorzugt die Nachteile der bisherigen Lösungen vermieden werden können. Vorzugsweise ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen möglichst sicheren Energiespeicher bereitzustellen, bei welchem auch im Falle eines thermischen Durchgehens ein oder mehrerer Batteriezellen eine zuverlässige Funktion der verbleibenden Zellen sichergestellt ist.The invention is therefore based on the object of providing an improved energy store, by means of which the disadvantages of the previous solutions can preferably be avoided. It is preferably an object of the invention to provide an energy store that is as safe as possible, in which reliable functioning of the remaining cells is ensured even in the event of a thermal runaway of one or more battery cells.
Diese Aufgaben können mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst werden. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.These objects can be solved with the features of the independent claims. Advantageous embodiments and applications of the invention are the subject matter of the dependent claims and are explained in more detail in the following description with partial reference to the figures.
Gemäß einem ersten unabhängigen Aspekt wird ein elektrischer Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Nutzfahrzeug (wie z. B. einen Lastkraftwagen oder Omnibus), bereitgestellt. Der elektrische Energiespeicher weist mehrere Batteriezellen (z. B. Lithium-Ionen-Batteriezellen) auf. Die mehreren Batteriezellen umfassen jeweils ein Entgasungselement (z. B. ein Überdruckventil und/oder eine Berstscheibe) zum Abführen von Gas. Bevorzugt sind die jeweiligen Entgasungselemente ausgebildet, innerhalb der jeweiligen Batteriezelle (z. B. infolge eines Defekts) entstehendes Gase bei Vorliegen eines vorbestimmten Gasdrucks aus der jeweiligen Batteriezelle abzulassen.According to a first independent aspect, an electrical energy store for a motor vehicle, preferably a utility vehicle (such as a truck or bus), is provided. The electrical energy store has a number of battery cells (e.g. lithium-ion battery cells). The multiple battery cells each include a degassing element (e.g., a pressure relief valve and/or a rupture disc) for venting gas. The respective degassing elements are preferably designed to discharge gases that are produced within the respective battery cell (e.g. as a result of a defect) from the respective battery cell when a predetermined gas pressure is present.
Weiterhin ist vorgesehen, dass der elektrische Energiespeicher einen Filterkörper, vorzugsweise einen Metallschaumkörper, aufweist. Der Filterkörper ist dabei, vorzugsweise unmittelbar, gegenüberliegend zu den jeweiligen Entgasungselementen angeordnet. D. h., vorzugsweise liegen sich der Filterkörper und die jeweiligen Entgasungselemente einander gegenüber, bevorzugt ohne dass weitere Komponenten zwischen dem Filterkörper und den jeweiligen Entgasungselementen angeordnet sind. Beispielsweise kann der Filterkörper über den mehreren Batteriezellen angeordnet sein, deren jeweilige Entgasungselemente jeweils nach oben orientiert sind. Der Filterkörper und die jeweiligen Entgasungselemente können dabei z. B. nur durch einen Luftspalt voneinander getrennt sein. Vorzugsweise dient der Filterkörper zum Herausfiltern von Partikeln (z. B. Metallsplitter und/oder Elektrolyttropfen) aus dem (z. B. aus einem oder mehreren Entgasungselementen) abgeführten Gas. Entsprechend kann der Filterkörper hierbei auch als Partikelfilter bezeichnet werden. Durch das Vorsehen eines entsprechenden Filterkörpers können auf vorteilhafte Weise insbesondere leitende Partikel aus dem (z. B. infolge eines thermischen Durchgehens) freigesetzten Gas „herausgefangen“ bzw. im Filterkörper gebunden werden, wodurch Kurzschlüsse infolge der Gasfreisetzung möglichst vermieden werden können. Zudem oder alternativ kann der Filterkörper bevorzugt auch ausgebildet sein, Energie (z. B. Wärme) vom abgeführten Gas aufzunehmen. Beispielsweise kann der Filterkörper dazu aus einem guten Wärmeleiter (z. B. Metall) gefertigt sein. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine „thermische Senke“ bereitgestellt werden, mittels derer die Temperatur des ausströmenden Gases reduziert werden kann, wodurch ein Anstecken weiterer Zellen im Falle eines thermischen Durchgehens einer der Batteriezellen auf vorteilhafte Weise möglichst vermieden werden kann.Furthermore, it is provided that the electrical energy store has a filter body, preferably a metal foam body. The filter body is arranged, preferably directly, opposite the respective degassing elements. In other words, the filter body and the respective degassing elements are preferably located opposite one another, preferably without further components being arranged between the filter body and the respective degassing elements. For example, the filter body can be arranged over the multiple battery cells, whose respective degassing elements are each oriented upwards. The filter body and the respective degassing elements can z. B. only be separated by an air gap. The filter body is preferably used to filter out particles (e.g. metal splinters and/or drops of electrolyte) from the gas discharged (e.g. from one or more degassing elements). Accordingly, the filter body can also be referred to as a particle filter. By providing a corresponding filter body, conductive particles in particular can advantageously be “caught” from the gas released (e.g. as a result of a thermal runaway) or bound in the filter body, whereby short circuits as a result of the gas release can be avoided as far as possible. In addition or as an alternative, the filter body can preferably also be designed to absorb energy (e.g. heat) from the discharged gas. For example, the filter body can be made of a good heat conductor (e.g. metal). In an advantageous manner, a “thermal sink” can be provided by means of which the temperature of the outflowing gas can be reduced, which means that further cells in the cell can be infected Case of a thermal runaway of the battery cells can be avoided in an advantageous manner as possible.
Nach einem weiteren Aspekt kann der Filterkörper oberhalb der mehreren Batteriezellen angeordnet sein. D. h., der Filterkörper kann im elektrischen Energiespeicher weiter oben als die mehreren Batteriezellen angeordnet sein.According to a further aspect, the filter body can be arranged above the plurality of battery cells. In other words, the filter body can be arranged higher up in the electrical energy store than the plurality of battery cells.
Zudem oder alternativ kann der Filterkörper beabstandet von den mehreren Batteriezellen angeordnet sein. Beispielsweise kann der Filterkörper durch einen Luftspalt von den mehreren Batteriezellen getrennt sein.In addition or as an alternative, the filter body can be arranged at a distance from the multiple battery cells. For example, the filter body can be separated from the multiple battery cells by an air gap.
Zudem oder alternativ kann der Filterkörper nicht im direkten Kontakt mit den mehreren Batteriezellen stehen. D. h., der Filterkörper und die mehreren Batteriezellen sollen sich vorzugsweise nicht unmittelbar berühren.Additionally or alternatively, the filter body may not be in direct contact with the multiple battery cells. That is, the filter body and the plurality of battery cells should preferably not touch directly.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann der Filterkörper aus einem hitzebeständigen Material gefertigt sein. D. h., der Filterkörper kann aus einem Material gefertigt sein, das widerstandsfähig gegenüber hohen Temperaturen ist. Bevorzugt ist das Material des Filterkörpers hierbei widerstandsfähig gegenüber solchen Temperaturen, wie sie bei einem thermischen Durchgehen einer der Batteriezellen typischerweise zu erwarten sind. Vorzugsweise ist das Material bzw. der Filterkörper beständig gegenüber Temperaturen von über 500 °C, vorzugsweise über 750 °C, besonders bevorzugt über 1000 °C.According to a further aspect, the filter body can be made of a heat-resistant material. That is, the filter body can be made of a material that is resistant to high temperatures. The material of the filter body is preferably resistant to such temperatures as are typically to be expected in the event of a thermal runaway of one of the battery cells. The material or the filter body is preferably resistant to temperatures above 500.degree. C., preferably above 750.degree. C., particularly preferably above 1000.degree.
Zudem oder alternativ kann der Filterkörper aus Keramik und/oder Metall gefertigt sein.Additionally or alternatively, the filter body can be made of ceramic and/or metal.
Zudem oder alternativ kann der Filterkörper einen Metallschaum und/oder einen Keramikschaum umfassen. D. h., der Filterkörper kann bevorzugt eine Zellstruktur aus Metall und/oder Keramik mit gasgefüllten Poren umfassen, wobei die Poren einen Großteil des Volumens (z. B. > 60 %) ausmachen. Auch wenn der Ausdruck „Schaum“ in der Literatur zum Teil für Zellen mit einer geschlossenzelligen Morphologie verwendet wird, d. h., Strukturen, deren einzelne Gaseinschlüsse durch Membranen voneinander getrennt und daher nicht miteiandere verbunden sind, soll der Ausdruck Metall- bzw. Keramikschaum im Rahmen der vorliegenden Offenbarung vorrangig offenzellige Strukturen - welche in der Literatur teilweise auch als „Schwamm“ bezeichnet werden - umfassen. D. h., der Begriff Metall- bzw. Keramikschaum soll bevorzugt auch gasdurchlässige und/oder poröse Strukturen bezeichnen, bei welchen die Hohlräume der Zellen (z. B. aufgrund des teilweisen Fehlens von Zellwänden) untereinander verbunden sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Filterkörper ein, vorzugsweise gasdurchlässiger und/oder poröser, Metallschaumkörper oder ein, vorzugsweise gasdurchlässiges und/oder poröses, Metallteil. Alternativ kann der der Filterkörper ein, vorzugsweise gasdurchlässiger und/oder poröser, Keramikschaumkörper oder ein, vorzugsweise gasdurchlässiges und/oder poröses, Keramikteil sein.Additionally or alternatively, the filter body can comprise a metal foam and/or a ceramic foam. That is, the filter body can preferably comprise a cell structure made of metal and/or ceramic with gas-filled pores, the pores making up a large part of the volume (e.g. >60%). Although the term "foam" is sometimes used in the literature for cells with a closed-cell morphology, i. i.e. structures whose individual gas pockets are separated from one another by membranes and are therefore not connected to one another, the term metal or ceramic foam in the context of the present disclosure should primarily include open-cell structures - which are sometimes also referred to as "sponge" in the literature . In other words, the term metal or ceramic foam should preferably also designate gas-permeable and/or porous structures in which the cavities of the cells (e.g. due to the partial absence of cell walls) are connected to one another. In a preferred embodiment, the filter body is a metal foam body, preferably gas-permeable and/or porous, or a metal part, preferably gas-permeable and/or porous. Alternatively, the filter body can be a preferably gas-permeable and/or porous ceramic foam body or a preferably gas-permeable and/or porous ceramic part.
Nach einem weiteren Aspekt kann der Filterkörper flächig (z. B. rechteckförmig oder quaderförmig) ausgebildet sein. D. h., der Filterkörper kann bevorzugt eine, vorzugsweise innerhalb einer horizontalen Ebene, ausgedehnte Form aufweisen. Beispielsweise kann der Filterkörper eine im Verhältnis zu seiner Länge und Breite geringere Dicke aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Filterkörper plattenförmig sein. D. h., der Filterkörper kann vorzugsweise die Form einer Platte aufweisen. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch bauraumsparend eine große Filterfläche untergebracht werden.According to a further aspect, the filter body can be flat (e.g. rectangular or cuboid). That is, the filter body may preferably have an elongated shape, preferably within a horizontal plane. For example, the filter body can have a smaller thickness in relation to its length and width. In a preferred embodiment, the filter body can be plate-shaped. That is, the filter body may preferably have the shape of a plate. As a result, a large filter surface can be accommodated in an advantageous manner in a space-saving manner.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann der Filterkörper porös sein. D. h., der Filterkörper kann bevorzugt von Hohlräumen (= Poren) durchzogen sein, die während der Herstellung gezielt eingebracht worden sind. Vorzugsweise ist der Filterkörper dabei offenporös. D. h., der Filterkörper kann bevorzugt Hohlräume aufweisen, die untereinander und mit der Umgebung in Verbindung stehen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Filterkörper eine Porengröße kleiner 5 mm, vorzugsweise kleiner 1 mm, besonders bevorzugt kleiner 0,5 mm auf. Zudem oder alternativ kann der Filterkörper gasdurchlässig sein. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine zuverlässige Filtration des Gases sichergestellt werden.According to a further aspect, the filter body can be porous. In other words, the filter body can preferably be permeated by cavities (=pores) that have been intentionally introduced during production. The filter body is preferably open-pored. In other words, the filter body can preferably have cavities which are connected to one another and to the environment. In a preferred embodiment, the filter body has a pore size of less than 5 mm, preferably less than 1 mm, particularly preferably less than 0.5 mm. In addition or as an alternative, the filter body can be gas-permeable. Reliable filtration of the gas can thereby be ensured in an advantageous manner.
Nach einem weiteren Aspekt kann der Filterkörper (z. B. an dessen Unterseite) eine offenliegende Seitenfläche aufweisen. D. h., bevorzugt kann der Filterkörper eine seine Form begrenzende Fläche aufweisen, welche nicht bedeckt und/oder umhaust ist. Die Seitenfläche kann den Entgasungselementen zugewandt sein. D. h., vorzugsweise ist die Seitenfläche in Richtung der Entgasungselemente orientiert. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass das (z. B. infolge eines thermischen Durchgehens) abgeführte Gas über die gesamte Seitenfläche des Filterkörpers in den Filterkörper eindringen kann. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine möglichst großflächige Gasaufnahme erreicht werden.According to a further aspect, the filter body (e.g. on its underside) can have an exposed side surface. In other words, the filter body can preferably have a surface that limits its shape and is not covered and/or encased. The side surface can face the degassing elements. In other words, the side surface is preferably oriented in the direction of the degassing elements. Provision is preferably made here for the gas discharged (e.g. as a result of thermal runaway) to be able to penetrate into the filter body over the entire lateral surface of the filter body. As a result, the largest possible gas intake can be achieved in an advantageous manner.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann der Filterkörper an eine Wärmesenke (z. B. eine Kühlplatte) thermisch gekoppelt sein. D. h., bevorzugt kann der Filterkörper mit einem Körper wärmeleitend verbunden sein, welcher in erster Linie zur Aufnahme und/oder zum Abführen von Wärme ausgebildet ist. Vorzugsweise dient die Wärmesenke zur Kühlung des Filterkörpers und/oder zur Aufnahme in den Filterkörper eingebrachter Wärme. Entsprechend kann dem von den Batteriezellen abgeführten Gas zunächst vom Filterkörper Wärme entzogen werden, welche sodann vom Filterkörper an die Wärmesenke abgegeben wird. Bevorzugt dient der Filterkörper somit zur Kühlung des abgeführten Gases und/oder zur Aufnahme von Wärme von dem abgeführten Gas. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wärmesenke plattenförmig. D. h., die Wärmesenke kann bevorzugt eine flache Form aufweisen, deren Dicke im Verhältnis zu deren anderen Abmessungen gering ist. Beispielsweise kann die Wärmesenke eine massive Metallplatte sein.In another aspect, the filter body may be thermally coupled to a heat sink (e.g., a cold plate). In other words, the filter body can preferably be thermally conductively connected to a body which is primarily designed to absorb and/or dissipate heat. The heat sink preferably serves to cool the filter body and/or to absorb heat introduced into the filter body. According to the from the gas discharged from the battery cells, heat is first extracted from the filter body, which is then released from the filter body to the heat sink. The filter body is thus preferably used to cool the discharged gas and/or to absorb heat from the discharged gas. In a preferred embodiment, the heat sink is plate-shaped. That is, the heat sink may preferably have a flat shape, the thickness of which is small in relation to its other dimensions. For example, the heat sink can be a solid metal plate.
Nach einem weiteren Aspekt kann die Wärmesenke eine (z. B. rechteckförmige und/oder quaderförmige) Temperierplatte umfassen, die von einem (z. B. flüssigen) Wärmeträger durchströmbar ist. Beispielsweise kann die Temperierplatte dazu einen oder mehrere (z. B. mäanderförmig verlaufende) Kanäle aufweisen, in welchen der Wärmeträger geführt werden kann. Der Wärmeträger kann beispielsweise Wasser und/oder Glykol sein. Weiterhin kann die Temperierplatte entsprechende Fluidanschlüsse (z. B. zum Verbinden mit einem Kühlkreislauf) aufweisen. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch zuverlässige Kühlung bzw. Abführen von Wärme sichergestellt werden.According to a further aspect, the heat sink can comprise a (e.g. rectangular and/or cuboid) temperature control plate through which a (e.g. liquid) heat transfer medium can flow. For example, the tempering plate can have one or more (e.g. meandering) channels for this purpose, in which the heat transfer medium can be guided. The heat transfer medium can be water and/or glycol, for example. Furthermore, the tempering plate can have appropriate fluid connections (e.g. for connecting to a cooling circuit). Reliable cooling or dissipation of heat can thereby be ensured in an advantageous manner.
Um die Wärmesenke (z. B. die Temperierplatte) vor lokalen Temperaturspitzen zu schützen und/oder ein möglichst flächiges Einleiten von Wärme in die Wärmesenke sicherzustellen, kann der elektrische Energiespeicher - gemäß einem weiteren Aspekt - ferner eine Trägerplatte umfassen, an der der Filterkörper befestigt ist. Beispielsweise kann der Filterkörper mit der Trägerplatte (z. B. eine Stahlplatte) kraft-, stoff- und/oder formschlüssig verbunden sein. Weiterhin kann der Filterkörper über die Trägerplatte an die Wärmesenke thermisch gekoppelt sein. D. h., bevorzugt ist die Trägerplatte zwischen dem Filterkörper und der Wärmesenke angeordnet. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch die Wärmesenke, insbesondere falls diese (z. B. aufgrund einer komplexeren Ausgestaltung) auch Materialien umfasst, welche bei den im Falle eines thermischen Durchgehens einer der Batteriezellen zu erwartenden Temperaturen Schaden nehmen könnte, möglichst zuverlässig vor zu hohen thermischen Belastungen geschützt werden.In order to protect the heat sink (e.g. the tempering plate) from local temperature peaks and/or to ensure that heat is introduced into the heat sink over as large an area as possible, the electrical energy store can—according to a further aspect—further comprise a carrier plate to which the filter body is attached is. For example, the filter body can be non-positively, materially and/or positively connected to the carrier plate (e.g. a steel plate). Furthermore, the filter body can be thermally coupled to the heat sink via the carrier plate. In other words, the support plate is preferably arranged between the filter body and the heat sink. Advantageously, the heat sink can be protected as reliably as possible from excessive thermal loads, especially if it also includes materials (e.g. due to a more complex configuration) which could be damaged at the temperatures to be expected in the event of a thermal runaway of one of the battery cells to be protected.
Nach einem weiteren Aspekt kann der Filterkörper eine gerichtete Struktur aufweisen, sodass in den Filterkörper eintretendes Gas an einem Rückströmen behindert wird und/oder entlang einer Vorzugsrichtung im Filterkörper geleitet wird. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch ein möglichst zuverlässiger Schutz der Batteriezellen erreicht werden, da der heiße Gasstrom durch die vorgenannte Ausgestaltung von den Batteriezellen weggeführt werden kann.According to a further aspect, the filter body can have a directional structure, so that gas entering the filter body is prevented from flowing back and/or is guided along a preferred direction in the filter body. In this way, the most reliable protection possible for the battery cells can be achieved in an advantageous manner, since the hot gas stream can be conducted away from the battery cells as a result of the aforementioned configuration.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann der Filterkörper eine gestufte Form aufweisen. D. h., der Filterkörper kann bevorzugt ein oder mehrere Stufen und/oder stufenförmige Übergange aufweisen. Bevorzugt resultiert die gestufte Form aus unterschiedlich dicken Bereichen des Filterkörpers.According to a further aspect, the filter body can have a stepped shape. In other words, the filter body can preferably have one or more steps and/or stepped transitions. The stepped shape preferably results from regions of the filter body having different thicknesses.
Zudem oder alternativ kann der Filterkörper zumindest einen ersten Bereich mit einer ersten Dicke und zumindest einen zweiten Bereich mit einer zweiten Dicke aufweisen. Die erste Dicke und die zweite Dicke können unterschiedlich sein. Bevorzugt ist die zweite Dicke dabei größer als die erste Dicke. Weiterhin kann der zumindest eine erste Bereich oberhalb von elektrischen Kontakten der mehreren Batteriezellen angeordnet sein. D. h., bevorzugt ist der zumindest eine erste Bereich direkt über elektrischen Kontakten der Batteriezellen angeordnet. Zudem oder alternativ kann der zumindest eine zweite Bereich oberhalb von Entgasungselementen der Batteriezellen angeordnet sein. D. h., bevorzugt ist der zumindest eine zweite Bereich direkt über Entgasungselementen der Batteriezellen angeordnet. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine bedarfsgerechte Verteilung des Filtermaterials im Energiespeicher sichergestellt werden.Additionally or alternatively, the filter body can have at least one first area with a first thickness and at least one second area with a second thickness. The first thickness and the second thickness can be different. The second thickness is preferably greater than the first thickness. Furthermore, the at least one first region can be arranged above electrical contacts of the multiple battery cells. In other words, the at least one first region is preferably arranged directly above electrical contacts of the battery cells. Additionally or alternatively, the at least one second area can be arranged above degassing elements of the battery cells. In other words, the at least one second area is preferably arranged directly above the degassing elements of the battery cells. This advantageously ensures that the filter material is distributed as required in the energy store.
Nach einem weiteren Aspekt können die mehreren Batteriezellen in Form mehrerer, vorzugsweise verspannter, Batteriezellenstapel angeordnet sein. Beispielsweise können die mehreren Batteriezellen in Form mehrerer Batteriezellenstapel mit jeweils 15 Batteriezellen angeordnet sein. Die Batteriezellen eines Batteriezellenstapels können bevorzugt jeweils entlang einer Stapelrichtung gestapelt sein.According to a further aspect, the multiple battery cells can be arranged in the form of multiple, preferably braced, battery cell stacks. For example, the multiple battery cells can be arranged in the form of multiple battery cell stacks, each with 15 battery cells. The battery cells of a battery cell stack can preferably each be stacked along a stacking direction.
Hierbei kann sich der Filterkörper über die mehreren Batteriezellenstapel erstrecken. D. h., bevorzugt kann der Filterkörper die mehreren Batteriezellenstapel überdecken und/oder eine laterale Ausdehnung aufweisen, die größer oder gleich als eine laterale Ausdehnung der mehreren Batteriezellenstapel ist.In this case, the filter body can extend over the multiple battery cell stacks. In other words, the filter body can preferably cover the multiple battery cell stacks and/or have a lateral extent that is greater than or equal to a lateral extent of the multiple battery cell stacks.
Zudem oder alternativ kann der Filterkörper auch in Form mehrerer Filterkörpersegmente ausgebildet sein. D. h., der Filterkörper kann mehrteilig ausgebildet sein. Die entsprechenden Filterkörpersegmente können z. B. paarweise aneinander angrenzend und/oder benachbart zueinander angeordnet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist jeweils eines der mehrerer Filterkörpersegmente jeweils einem der mehreren Batteriezellenstapel zugeordnet. D. h., eine Anzahl an Filterkörpersegmenten kann gleich einer Anzahl an Batteriezellenstapeln sein. Die jeweiligen Filterkörpersegmente können hierbei z. B. jeweils direkt über einem der Batteriezellenstapel verlaufen und/oder angeordnet sein.In addition or as an alternative, the filter body can also be designed in the form of a plurality of filter body segments. That is, the filter body can be designed in several parts. The corresponding filter body segments can, for. B. pairs adjacent to each other and / or adjacent to each other. In a preferred embodiment, one of the multiple filter body segments is assigned to one of the multiple battery cell stacks. That is, a number of filter body segments can be equal to a number of battery cell stacks. The respective filter body segments can here z. B. each run directly over one of the battery cell stack and / or be arranged.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann der elektrische Energiespeicher ein Gehäuse aufweisen. Das Gehäuse kann geschlossen sein. Das Gehäuse kann z. B. im Wesentlichen quaderförmig sein. Die mehreren Batteriezellen und/oder der Filterkörper können dabei innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. D. h., bevorzugt werden die mehreren Batteriezellen und/oder der Filterkörper von dem Gehäuse umhaust, z. B. zum Schutz gegen Feuchtigkeit oder anderen Umwelteinflüssen. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Gehäuse hierbei einen (z. B. plattenförmigen) Gehäusedeckel, an dem der Filterkörper befestigt ist.According to a further aspect, the electrical energy store can have a housing. The housing can be closed. The housing can B. be essentially cuboid. The several battery cells and/or the filter body can be arranged within the housing. That is to say, the plurality of battery cells and/or the filter body are preferably encased by the housing, e.g. B. to protect against moisture or other environmental influences. In a preferred embodiment, the housing comprises a (z. B. plate-shaped) housing cover to which the filter body is attached.
Nach einem weiteren Aspekt kann sich der Filterkörper über zumindest 50%, vorzugsweise über zumindest 70%, besonders bevorzugt über zumindest 90%, einer Länge des Gehäuses erstrecken. Zudem oder alternativ kann sich der Filterkörper über zumindest 50%, vorzugsweise über zumindest 70%, besonders bevorzugt über zumindest 90%, einer Breite des Gehäuses erstrecken. Bevorzugt beziehen sich die Angaben „Länge“ und/oder „Breite“ hierbei auf Ausdehnungen des Gehäuses innerhalb einer horizontalen, d. h. senkrecht zur Schwerkraftrichtung orientieren, Ebene.According to a further aspect, the filter body can extend over at least 50%, preferably over at least 70%, particularly preferably over at least 90%, of a length of the housing. Additionally or alternatively, the filter body can extend over at least 50%, preferably over at least 70%, particularly preferably over at least 90%, of a width of the housing. The information “length” and/or “width” here preferably relates to dimensions of the housing within a horizontal, i. H. orient perpendicular to the direction of gravity, plane.
Weiterhin betrifft die Offenbarung ein Kraftfahrzeug, aufweisend einen elektrischen Energiespeicher, wie er in diesem Dokument beschrieben ist. Hierbei sollen die in diesem Dokument im Zusammenhang mit dem elektrischen Energiespeicher beschriebenen Merkmale auch im Zusammenhang mit dem Kraftfahrzeug offenbart und beanspruchbar sein. Entsprechendes soll auch umgekehrt gelten. Das Kraftfahrzeug kann dabei z. B. ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug sein. Bevorzugt ist das Kraftfahrzeug ein Nutzfahrzeug (z. B. ein Lastkraftwagen oder Omnibus). Unter einem Nutzfahrzeug kann dabei bevorzugt ein Fahrzeug verstanden werden, das durch seine Bauart und Einrichtung speziell zur Beförderung von Personen, zum Transport von Gütern oder zum Ziehen von Anhängerfahrzeugen ausgelegt ist. Beispielsweise kann das Nutzfahrzeug ein Lastkraftwagen, ein Sattelschlepper, ein Baustellenfahrzeug und/oder eine landwirtschaftliche Maschine (z. B. ein Traktor) sein.Furthermore, the disclosure relates to a motor vehicle, having an electrical energy store, as is described in this document. The features described in this document in connection with the electrical energy store should also be disclosed and claimable in connection with the motor vehicle. The same should also apply vice versa. The motor vehicle can z. B. be an electrically driven motor vehicle. The motor vehicle is preferably a commercial vehicle (eg a truck or bus). A commercial vehicle can preferably be understood to mean a vehicle which, due to its design and equipment, is specially designed for transporting people, for transporting goods or for towing trailer vehicles. For example, the commercial vehicle can be a truck, a semitrailer, a construction site vehicle and/or an agricultural machine (e.g. a tractor).
Die zuvor beschriebenen Aspekte und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
-
1A : eine schematische Darstellung eines elektrischen Energiespeichers gemäß einer Ausführungsform; -
1 B : eine schematische Darstellung des elektrischen Energiespeichers von1A für den Fall eines thermischen Durchgehens einer der Batteriezellen; -
2A : eine schematische Darstellung eines elektrischen Energiespeichers gemäß einer weiteren Ausführungsform; -
2B : eine schematische Darstellung eines elektrischen Energiespeichers gemäß einer weiteren Ausführungsform; und -
3 : eine schematische Darstellung eines elektrischen Energiespeichers gemäß einer weiteren Ausführungsform.
-
1A 1: a schematic representation of an electrical energy store according to an embodiment; -
1 B : a schematic representation of the electrical energy store of1A in the event of a thermal runaway of one of the battery cells; -
2A 1: a schematic representation of an electrical energy store according to a further embodiment; -
2 B 1: a schematic representation of an electrical energy store according to a further embodiment; and -
3 1: a schematic representation of an electrical energy store according to a further embodiment.
Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.The embodiments shown in the figures correspond at least in part, so that similar or identical parts are provided with the same reference symbols and, for their explanation, reference is also made to the description of the other embodiments or figures in order to avoid repetition.
Die
Der Energiespeicher 10 kann als Traktionsbatterie elektrische Energie für mindestens eine elektrische Antriebseinheit zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug mittels eines zentralen Elektroantriebs, mittels mehrerer Elektroradnabenantriebe oder mehrerer radnaher Elektroantriebe angetrieben sein. Der Energiespeicher 10 kann als ein Hochvolt-Energiespeicher ausgeführt sein. Der Hochvolt-Energiespeicher kann z. B. mit einer Gleichspannung zwischen 60 V und 1,5 kV, besonders bevorzugt zwischen 400 V und 850 V, betrieben werden bzw. betreibbar sein. Der Energiespeicher 10 kann extern über ein an einer Ladesteckdose des Kraftfahrzeugs angeschlossenes elektrisches Ladekabel aufladbar sein.As a traction battery, the
Der Energiespeicher 10 kann z. B. an einem Fahrzeugrahmen oder Dach des Kraftfahrzeugs angebracht sein. Vorzugsweise kann der Energiespeicher 10 an einer Außenlängsseite eines der Hauptlängsträger eines als Leiterrahmen ausgeführten Fahrzeugrahmens des Kraftfahrzeugs angebracht sein. Alternativ kann der Energiespeicher 10 bspw. zwischen den beiden Hauptlängsträgern eines als Leiterrahmen ausgeführten Fahrzeugrahmens des Kraftfahrzeugs angebracht sein.The
Der Energiespeicher 10 weist mehrere (z. B. prismatische) Batteriezellen 11 auf. Die mehreren Batteriezellen 11 können z. B. Lithium-lonen-Batteriezellen sein. Die mehreren Batteriezellen 11 können jeweils ein Zellgehäuse umfassen. Die mehreren Batteriezellen 11 können jeweils elektrische Kontakte 17, z. B. einen Plus- und Minuskontakt, umfassen. Das Zellgehäuse kann eine Deckplatte umfassen, die von den elektrischen Kontakten 17 durchdrungen wird.The
Die mehreren Batteriezellen 11 können in Form eines oder mehrerer Batteriezellstapel 11 a, 11b (z. B. mit jeweils 15 Batteriezellen) angeordnet sein. Die Batteriezellen 11 eines Batteriezellstapels 11 a, 11b sollen bevorzugt jeweils entlang einer Stapelrichtung gestapelt sein. Die jeweilige Stapelrichtung kann frei wählbar sein, z. B. horizontal. Vorzugsweise weisen alle Batteriezellstapel 11 a, 11b die gleiche Stapelrichtung auf. D. h., die Batteriezellstapel 11 a, 11b können parallel zueinander angeordnet sein. Die Batteriezellen 11 eines Batteriezellstapels 11a, 11b können miteinander verpresst sein. Die Batteriezellen 11 eines Batteriezellstapels 11a, 11b können ein Batteriemodul bilden bzw. zu einem Batteriemodul gruppiert sein.The plurality of
Die mehreren Batteriezellen 11 weisen jeweils ein Entgasungselement 12 zum Abführen von Gas auf. Die jeweiligen Entgasungselemente 12 können z. B. als Überdruckventile und/oder Berstscheiben ausgeführt sein. Bevorzugt sind die jeweiligen Entgasungselemente 12 ausgebildet, innerhalb der jeweiligen Batteriezelle 11, z. B. innerhalb des Zellgehäuses, entstehendes Gase bei Vorliegen eines vorbestimmten Gasdrucks aus der jeweiligen Batteriezelle 11 abzulassen. Die jeweiligen Entgasungselemente 12 können somit zum Schutz der jeweiligen Batteriezelle vor schädigendem Überdruck dienen. Die jeweiligen Entgasungselemente 12 können (z. B. an der Deckplatte) zwischen den jeweiligen elektrischen Kontakten 17 der Batteriezellen 11 angeordnet sein. Die Entgasungselemente 12 der mehreren Batteriezellen 11 können alle in dieselbe Richtung orientiert sein. Beispielsweise können die Entgasungselemente 12 alle nach oben orientiert sein.The plurality of
Weiterhin weist der Energiespeicher 10 einen Filterkörper 13 auf. Bevorzugt dient der Filterkörper 13 zur Filterung von aus einem oder mehreren Entgasungselementen 12 abgeführten Gas. Besonders bevorzugt dient der Filterkörper 13 zum Herausfiltern von Partikeln (z. B. Metallsplitter und/oder Elektrolyttropfen) aus dem (z. B. infolge eines - in
Bevorzugt ist der Filterkörper 13 dazu aus einem hitzebeständigen Material gefertigt. Der Filterkörper 13 kann bspw. ein Metallschaumkörper oder ein Keramikschaumkörper sein. D. h., der Filterkörper 13 kann ein Körper aus Metall oder Keramik sein, der von Hohlräumen (= Poren) durchzogen ist, die während der Herstellung gezielt eingebracht worden sind. Vorzugsweise ist der Filterkörper 13 dabei offenporös. D. h., die entsprechenden Hohlräume bzw. Poren können untereinander und nach Außen verbunden sein. Entsprechen kann der Metall- bzw. Keramikschaumkörper auch als Metall- bzw. Keramikschwammkörper bezeichnet werden.For this purpose, the
Der Filterkörper 13 kann bspw. im Wesentlichen quaderförmig sein. Alternativ kann der Filterkörper 13 jedoch auch eine andere Form aufweisen. Der Filterkörper 13 kann durch mehrere Seitenflächen begrenzt werden. Der Filterkörper 13 kann hierbei eine, im Folgenden als erste Seitenfläche bezeichnete, Seitenfläche 13.1 umfassen, die den Entgasungselementen 12 zugewandt ist. Die erste Seitenfläche 13.1 kann bspw. eine Grundfläche bzw. Unterseitenfläche des Filterkörpers 13 sein. Bevorzugt ist die erste Seitenfläche 13.1 offenliegend. D. h., vorzugsweise ist die erste Seitenfläche 13.1 nicht bedeckt und/oder umhaust. Darüber hinaus kann der Filterkörper 13 weitere Seitenflächen umfassen, z. B. eine im Folgenden als zweite Seitenfläche bezeichnete, Seitenfläche, die entgegensetzt zu der ersten Seitenfläche 13.1 orientiert bzw. angeordnet ist. Die zweite Seitenfläche kann z. B. eine Deckfläche bzw. Oberseitenfläche des Filterkörpers 13 sein. Über die zweite Seitenfläche kann der Filterkörper 13 bspw. befestigt sein, was nachfolgend noch eingehender beschrieben werden wird.The
Es ist vorgesehen, dass der Filterkörper 13, vorzugsweise unmittelbar, gegenüberliegend zu den jeweiligen Entgasungselementen 12 angeordnet. D. h., vorzugsweise liegen sich der Filterkörper 13 und die jeweiligen Entgasungselemente 12 einander gegenüber, bevorzugt so, dass keine weiteren Komponenten zwischen dem Filterkörper 13 und den jeweiligen Entgasungselementen 12 angeordnet sind (vgl. z. B.
Weiterhin kann der elektrischer Energiespeicher 10 ein Gehäuse 18 aufweisen. Das Gehäuse 18 kann zum Schutz gegen Feuchtigkeit, Verschmutzungen und/oder anderen Umwelteinflüssen dienen. Das Gehäuse 18 kann bspw. geschlossen sein. Das Gehäuse kann bspw. aus einer Metalllegierung oder Kunststoff gefertigt sein. Das Gehäuse 18 kann mehrere Seitenwände, einen Gehäusedeckel 18a und/oder einen Gehäuseboden 18b umfassen. Das Gehäuse kann z. B. im Wesentlichen quaderförmig sein. Die mehreren Batteriezellen 11 und/oder der Filterkörper 13 können innerhalb des Gehäuses 18 angeordnet sein. D. h., bevorzugt werden die mehreren Batteriezellen 11 und/oder der Filterkörper 13 von dem Gehäuse umhaust.Furthermore, the
Ferner kann der Filterkörper 13 am Gehäusedeckel 18a befestigt sein. Beispielsweise kann der Filterkörper 13 am Gehäusedeckel 18a verschweißt, verlötet und/oder verklebt sein. Der Filterkörper 13 kann z. B. über die zweite Seitenfläche mit dem Gehäusedeckel 18a verbunden sein bzw. über die zweite Seitenfläche mit dem Gehäusedeckel 18a in Kontakt stehen. Entsprechend kann der Filterkörper 13 oberhalb der mehreren Batteriezellen 11 angeordnet sein. Furthermore, the
Der Filterkörper 13 kann ferner einteilig ausgebildet sein (vgl. z. B.
Alternativ dazu kann der Filterkörper 13 auch mehrteilig ausgebildet sein (vgl.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist jeweils eines der mehreren Filterkörpersegmente 13a, 13b jeweils einem der mehreren Batteriezellenstapel 11a, 11b zugeordnet, wobei in der Seitenansicht von
Der Filterkörper 13 und/oder die Filterkörpersegmente 13a, 13b können ferner jeweils flächig (z. B. quaderförmig) ausgebildet sein. D. h., der Filterkörper 13 und/oder jedes der Filterkörpersegmente 13a, 13b kann bevorzugt eine im Verhältnis zu seiner Länge und Breite geringere Dicke aufweisen. Beispielsweise kann der Filterkörper 13 im Wesentlichen plattenförmig sein. D. h., der Filterkörper 13 und/oder jedes der Filterkörpersegmente 13a, 13b kann vorzugsweise die Form einer Platte aufweisen (vgl. z. B.
Der Filterkörper 13 und/oder jedes der Filterkörpersegmente 13a, 13b kann auch eine gestufte Form aufweisen (vgl.
Zudem oder alternativ kann die erste Seitenfläche 13.1 des Filterkörpers 13 einen strukturierten Bereich aufweisen. Bevorzugt weist der strukturierte Bereich eine Kontur auf, die formangepasst zu einer Außenkontur der Batteriezellen 11 ausgebildet ist. Beispielsweise kann der strukturierte Bereich eine Kontur auf, die formangepasst zu einer Außenkontur der Deckplatte bzw. eines der ersten Seitenfläche 13.1 zugewandten Batteriezellenabschnitts. Entsprechendes kann auch für die erste Seitenfläche 13.1 der jeweiligen Filterkörpersegmente 13a, 13b gelten.Additionally or alternatively, the first side surface 13.1 of the
Weiterhin kann der Filterkörper 13 an eine Wärmesenke 14 (z. B. eine Kühlplatte) thermisch gekoppelt sein. D. h., bevorzugt kann der Filterkörper 13 mit einem Körper wärmeleitend verbunden sein, welcher vorrangig zur Aufnahme von Wärme, insbesondere von dem Filterkörper 13, ausgebildet ist. Die Wärmesenke 14 kann im Wesentlichen plattenförmig sein. Beispielsweise kann die Wärmesenke 14 eine Metallplatte sein. In diesem Fall kann auch von einer passiven Kühlung gesprochen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Wärmesenke 14 den Gehäusedeckel 18a auf (vgl.
Zusätzlich oder alternativ kann die Wärmesenke 14 eine Temperierplatte 14a umfassen, die von einem (z. B. flüssigen) Wärmeträger durchströmbar ist (vgl. z. B.
Die Temperierplatte 14a kann dabei ausschließlich zur Kühlung des Filterkörpers 13 dienen. In einer bevorzugten Variante dient die Temperierplatte 14a jedoch auch zur Kühlung weiterer Batteriezellen 11, vorzugsweise im Fall, dass der elektrische Energiespeicher mehrere gestapelte Ebenen von Batteriezellen 11 umfasst (vgl.
Optional kann der elektrische Energiespeicher 10 auch eine Trägerplatte 15 umfassen (vgl.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.Although the invention has been described with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes may be made and equivalents substituted without departing from the scope of the invention. Accordingly, the invention should not be limited to the disclosed embodiments, but should include all embodiments falling within the scope of the appended claims. In particular, the invention also claims protection for the subject matter and the features of the subclaims independently of the claims referred to.
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Elektrischer EnergiespeicherElectrical energy storage
- 1111
- Batteriezellenbattery cells
- 11 a, 11b11a, 11b
- Batteriezellenstapelbattery cell stack
- 1212
- Entgasungselementdegassing element
- 1313
- Filterkörperfilter body
- 13.113.1
- Seitenflächeside face
- 13a, 13b13a, 13b
- Filterkörpersegmentfilter body segment
- 1414
- Wärmesenkeheat sink
- 14a14a
- Temperierplattetempering plate
- 1515
- Trägerplattebacking plate
- 16a16a
- Erster BereichFirst area
- 16b16b
- Zweiter Bereichsecond area
- 1717
- Elektrischer KontaktElectric contact
- 1818
- GehäuseHousing
- 18a18a
- Gehäusedeckelhousing cover
- 18b18b
- Gehäusebodencaseback
- 2020
- Thermisches DurchgehenThermal Runaway
Claims (15)
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018202947A1 (en) | 2018-02-27 | 2019-08-29 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Protective device for a motor vehicle battery housing, traction battery and motor vehicle |
DE102018210307A1 (en) | 2018-06-25 | 2020-01-02 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Energy storage for storing electrical energy for a motor vehicle and motor vehicle |
DE102021004149A1 (en) | 2021-08-12 | 2021-10-14 | Daimler Ag | Filter element and battery housing |
DE102021114113A1 (en) | 2020-06-04 | 2021-12-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | BATTERY UNIT, BATTERY MODULE AND BATTERY PACK |
DE102020005166A1 (en) | 2020-08-24 | 2022-02-24 | Daimler Ag | battery with a case |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20200112009A1 (en) * | 2018-10-04 | 2020-04-09 | Sargent Manufacturing Company | Electrochemical cell enclosure including a flame arrestor |
US10950831B2 (en) * | 2018-11-13 | 2021-03-16 | International Business Machines Corporation | Pressure-induced battery pack venting with filtering |
KR20210063939A (en) * | 2019-11-25 | 2021-06-02 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Battery Module |
-
2022
- 2022-03-02 DE DE102022104942.6A patent/DE102022104942A1/en active Pending
-
2023
- 2023-02-28 WO PCT/EP2023/054891 patent/WO2023165944A1/en unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018202947A1 (en) | 2018-02-27 | 2019-08-29 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Protective device for a motor vehicle battery housing, traction battery and motor vehicle |
DE102018210307A1 (en) | 2018-06-25 | 2020-01-02 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Energy storage for storing electrical energy for a motor vehicle and motor vehicle |
DE102021114113A1 (en) | 2020-06-04 | 2021-12-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | BATTERY UNIT, BATTERY MODULE AND BATTERY PACK |
DE102020005166A1 (en) | 2020-08-24 | 2022-02-24 | Daimler Ag | battery with a case |
DE102021004149A1 (en) | 2021-08-12 | 2021-10-14 | Daimler Ag | Filter element and battery housing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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