DE102022131180B3 - Battery for an electric vehicle - Google Patents

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Oliver Steiner
Tim Schmidt
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Abstract

Batterie für eine Elektrofahrzeug, mit einem Batteriegehäuse (12), welches einen Gehäuseinnenraum (14) begrenzt, mindestens einer Batteriezelle (18, 20, 22, 24), welche in dem Gehäuseinnenraum (14) angeordnet ist, wobei die Batteriezelle (18, 20, 22, 24) durch ein Einschieben der Batteriezelle (18, 20, 22, 24) in Montageschieberichtung (ER) in dem Gehäuseinnenraum (14) montierbar ist, und einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (34, 36, 38, 40) zur elektrischen Kopplung der Batteriezelle (18, 20, 22, 24) mit einer anderen Komponente, wobei das Batteriegehäuse (12) eine Durchgangsöffnung (24, 26, 28, 30) an einer parallel zur Montageschieberichtung (ER) verlaufenden Gehäusewandung aufweist, an welcher die elektrische Verbindungsvorrichtung (34, 36, 38, 40) angeordnet ist, und wobei die elektrische Verbindungsvorrichtung (34, 36, 38, 40) ein batteriezellenseitige Verbindungselement (42) zur Kopplung mit einem komponentenseitigen Verbindungselement (80) aufweist, das batteriezellenseitige Verbindungselement (42) quer zur Montageschieberichtung (ER) zwischen einer Montagestellung und einer Endmontagestellung verschiebbar an der Batteriezelle (18, 20, 22, 24) gelagert ist, wobei das batteriezellenseitige Verbindungselement (42) im Endmontagezustand in die Durchgangsöffnung (24, 26, 28, 30) des Batteriegehäuses (12) ragt.Battery for an electric vehicle, with a battery housing (12), which delimits a housing interior (14), at least one battery cell (18, 20, 22, 24), which is arranged in the housing interior (14), the battery cell (18, 20 , 22, 24) can be mounted in the housing interior (14) by inserting the battery cell (18, 20, 22, 24) in the assembly sliding direction (ER), and an electrical connection device (34, 36, 38, 40) for electrically coupling the Battery cell (18, 20, 22, 24) with another component, the battery housing (12) having a through opening (24, 26, 28, 30) on a housing wall that runs parallel to the assembly sliding direction (ER), on which the electrical connection device ( 34, 36, 38, 40) is arranged, and wherein the electrical connection device (34, 36, 38, 40) has a battery cell-side connecting element (42) for coupling to a component-side connecting element (80), the battery cell-side connecting element (42) transverse to Assembly sliding direction (ER) is mounted displaceably on the battery cell (18, 20, 22, 24) between an assembly position and a final assembly position, the battery cell-side connecting element (42) in the final assembly state being inserted into the through opening (24, 26, 28, 30) of the battery housing ( 12) protrudes.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie für ein Elektrofahrzeug, mit einem Batteriegehäuse, welches einen Gehäuseinnenraum begrenzt, mindestens einer Batteriezelle, welche in dem Gehäuseinnenraum angeordnet ist, wobei die Batteriezelle durch ein Einschieben der Batteriezelle in Montageschieberichtung in dem Gehäuseinnenraum montierbar ist, und einer elektrischen Verbindungsvorrichtung zur elektrischen Kopplung der Batteriezelle mit einer anderen Komponente, wobei das Batteriegehäuse eine Durchgangsöffnung an einer parallel zur Montageschieberichtung verlaufenden Gehäusewandung aufweist, an welcher die elektrische Verbindungsvorrichtung angeordnet ist, und wobei die elektrische Verbindungsvorrichtung ein batteriezellenseitiges Verbindungselement zur Kopplung mit einem komponentenseitigen Verbindungselement aufweist.The invention relates to a battery for an electric vehicle, with a battery housing which delimits a housing interior, at least one battery cell which is arranged in the housing interior, the battery cell being mountable in the housing interior by inserting the battery cell in the assembly sliding direction, and an electrical connection device for electrical coupling of the battery cell to another component, wherein the battery housing has a through opening on a housing wall running parallel to the assembly sliding direction, on which the electrical connecting device is arranged, and wherein the electrical connecting device has a battery cell-side connecting element for coupling to a component-side connecting element.

Eine derartige Batterie ist beispielsweise aus der DE 10 2018 117 068 A1 bekannt. Bei der Montage der Batterie werden üblicherweise die Batteriezellen, üblicherweise als Batteriezellpakete, in den Gehäuseinnenraum eingeschoben. Die elektrische Kopplung der Batteriezellpakete untereinander oder mit einer anderen Komponente erfolgt über eine am Batteriegehäuse ausgebildete Durchgangsöffnung. An der Durchgangsöffnung ist eine elektrische Verbindungsvorrichtung angeordnet, welche ein batteriezellenseitiges Verbindungselement zur Kopplung mit einem komponentenseitigen Verbindungselement aufweist. Problematisch dabei ist, dass der Zugang an das innerhalb des Batteriegehäuses angeordnete batteriezellenseitige Verbindungselement nicht bzw. nur mit einem erheblichen Aufwand möglich ist, wodurch die Kopplung mit dem komponentenseitigen Verbindungselement relativ aufwendig ist.Such a battery is, for example, from DE 10 2018 117 068 A1 known. When assembling the battery, the battery cells are usually inserted into the interior of the housing, usually as battery cell packs. The battery cell packs are electrically coupled to one another or to another component via a through opening formed on the battery housing. An electrical connection device is arranged at the through opening, which has a battery cell-side connection element for coupling to a component-side connection element. The problem here is that access to the battery cell-side connecting element arranged within the battery housing is not possible or only possible with considerable effort, which means that the coupling with the component-side connecting element is relatively complex.

Aus der DE 10 2019 115 471 A1 ist eine Batterie bekannt, welche ein Batteriegehäuse mit einem Grundkörper aufweist, wobei der Grundkörper zwei, durch jeweils einen Deckel verschließbare Stirnseiten aufweist. Im Montagevorgang werden Batteriezellpakete durch die offenen Stirnseiten in den Grundkörper eingeschoben und die Stirnseiten durch die Deckel verschlossen. Die Verschaltung der Batteriezellpakete erfolgt über eine in einem axial mittleren Bereich des Grundkörpers vorgesehene Öffnung des Grundkörpers. Im mittleren Bereich ist außerdem eine Zentriervorrichtung zur Zentrierung der Batteriezellpaket angeordnet. Aus der DE 10 2020 130 898 A1 ist ebenfalls eine Batterie mit einem Batteriegehäuse mit einem Grundkörper mit zwei, über jeweils einen Deckel verschließbare Stirnseiten bekannt, wobei der Grundkörper ebenfalls eine Öffnung aufweist, über welche die in den Grundkörper eingeschobenen Batteriezellpakete miteinander verschaltet werden können.From the DE 10 2019 115 471 A1 A battery is known which has a battery housing with a base body, the base body having two end faces which can each be closed by a cover. During the assembly process, battery cell packs are inserted into the base body through the open end faces and the end faces are closed by the covers. The battery cell packs are connected via an opening in the base body provided in an axially central region of the base body. A centering device for centering the battery cell pack is also arranged in the middle area. From the DE 10 2020 130 898 A1 A battery with a battery housing with a base body with two end faces, each of which can be closed via a cover, is also known, the base body also having an opening through which the battery cell packs inserted into the base body can be connected to one another.

Ferner ist aus der DE 10 2021 113 054 A1 ein Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle bekannt.Furthermore, from the DE 10 2021 113 054 A1 a method for producing a battery cell is known.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Batterie bereitzustellen, bei welcher die elektrische Verbindung der Batteriezellen bzw. der Batteriezellpakete miteinander und/oder mit einer anderen Komponente auf eine einfache und zuverlässige Weise möglich ist.The object of the present invention is to provide a battery in which the electrical connection of the battery cells or battery cell packs to one another and/or to another component is possible in a simple and reliable manner.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The task is solved by the features of claim 1.

Dadurch, dass das batteriezellenseitige Verbindungselement quer zur Montageschieberichtung zwischen einer Montagestellung und einer Endmontagestellung verschiebbar an der Batteriezelle gelagert ist, wobei das batteriezellenseitige Verbindungselement im Endmontagezustand in die Durchgangsöffnung des Batteriegehäuses ragt, kann die Verbindung zwischen dem batteriezellenseitigen Verbindungselement und dem komponentenseitigen Verbindungselement einfach hergestellt werden, wobei das batteriezellenseitige Verbindungselement im Endmontagezustand in die Durchgangsöffnung und dadurch über die Durchgangsöffnung leicht zugänglich ist. Das komponentenseitige Verbindungselement kann einfach in die Durchgangsöffnung und dadurch in das innerhalb der Durchgangsöffnung angeordnete batteriezellenseitige Verbindungselement eingesteckt werden und auf diese Weise mit dem batteriezellenseitigen Verbindungselement mechanisch und elektrisch verbunden werden.Because the battery cell-side connecting element is mounted on the battery cell so as to be displaceable transversely to the assembly sliding direction between an assembly position and a final assembly position, with the battery cell-side connecting element protruding into the through opening of the battery housing in the final assembly state, the connection between the battery cell-side connecting element and the component-side connecting element can be easily established. wherein the battery cell-side connecting element in the final assembly state is inserted into the through opening and is therefore easily accessible via the through opening. The component-side connecting element can simply be inserted into the through-opening and thereby into the battery cell-side connecting element arranged within the through-opening and in this way can be mechanically and electrically connected to the battery cell-side connecting element.

Vorzugsweise weist das batteriezellenseitige Verbindungselement einen in die Durchgangsöffnung ragenden Innenbereich und einen den Innenbereich radial umgebenden Außenbereich auf, wobei der Außenbereich im Endmontagezustand des batteriezellenseitigen Verbindungselements über eine Dichtung fluiddicht an einer Innenseite des Batteriegehäuses anliegt. Durch die Dichtung kann die Durchgangsöffnung zuverlässig fluiddicht abgedichtet werden, so dass ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit über die Durchgangsöffnung in den Gehäuseinnenraum zuverlässig verhindert werden kann. Die Dichtung ist vorzugsweise aus einem Elastomer hergestellt. Die Dichtung ist insbesondere ein O-Ring, welcher in einer am Außenbereich ausgebildeten, ringförmigen Nut angeordnet ist.Preferably, the battery cell-side connecting element has an inner region projecting into the through opening and an outer region radially surrounding the inner region, the outer region abutting fluid-tightly on an inside of the battery housing via a seal in the final assembly state of the battery cell-side connecting element. By means of the seal, the through-opening can be reliably sealed in a fluid-tight manner, so that penetration of dirt and moisture into the housing interior via the through-opening can be reliably prevented. The seal is preferably made of an elastomer. The seal is in particular an O-ring, which is arranged in an annular groove formed on the outer area.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Innenbereich während der Verlagerung der Batteriezelle in Montageschieberichtung an der Innenseite des Batteriegehäuses derart geführt, dass das batteriezellenseitige Verbindungselement in der Montagestellung verbleibt. Dadurch wird eine Verlagerung des batteriezellenseitigen Verbindungselements in die Endmontagestellung während des Einschiebevorgangs zuverlässig verhindert. Der Innenbereich dient damit als Abstandshalter.In a preferred embodiment, the interior area is on the inside during the displacement of the battery cell in the assembly sliding direction of the battery housing is guided in such a way that the battery cell-side connecting element remains in the assembly position. This reliably prevents the battery cell-side connecting element from being displaced into the final assembly position during the insertion process. The interior thus serves as a spacer.

Vorzugsweise weist die elektrische Verbindungsvorrichtung ein Fixierelement auf, welches einen hülsenartigen Abschnitt und einen sich von einer Außenumfangsfläche erstreckenden Radialvorsprung aufweist, wobei der hülsenartige Abschnitt mit dem batteriezellenseitigen Verbindungselement verbindbar ist und der Radialvorsprung an einer dem Gehäuseinnenraum abgewandten Außenseite des Batteriegehäuses anliegt. Dadurch kann das batteriezellenseitige Verbindungselement in der Endmontagestellung fixiert werden, so dass eine Verlagerung des batteriezellenseitigen Verbindungselements in die Montagestellung zuverlässig verhindert wird. Außerdem kann das Fixierelement derart am batteriezellenseitigen Verbindungselement befestigt werden, dass die Dichtung vorgespannt an der Innenseite des Batteriegehäuses anliegt, wodurch der Gehäuseinnenraum zuverlässig gegenüber der Außenumgebung abgedichtet ist.The electrical connection device preferably has a fixing element which has a sleeve-like section and a radial projection extending from an outer peripheral surface, the sleeve-like section being connectable to the battery cell-side connecting element and the radial projection resting on an outside of the battery housing facing away from the housing interior. As a result, the battery cell-side connecting element can be fixed in the final assembly position, so that a displacement of the battery cell-side connecting element into the assembly position is reliably prevented. In addition, the fixing element can be attached to the battery cell-side connecting element in such a way that the seal rests pre-stressed on the inside of the battery housing, whereby the housing interior is reliably sealed from the outside environment.

Vorzugsweise ist das Fixierelement über eine Schraubenverbindung mit dem batteriezellenseitigen Verbindungselement verbunden. Dadurch kann das batteriezellenseitige Verbindungselement und das Fixierelement einfach und zuverlässig miteinander verbunden werden. Durch die lösbare Verbindung zwischen dem batteriezellenseitigen Verbindungselement und dem Fixierelement können die Batteriezellen bzw. Batteriezellpakete bei einer Reparatur aus dem Batteriegehäuse demontiert werden. Insbesondere kann durch die Schraubenverbindung die Dichtung vorgespannt werden, wobei trotzt des fehlenden Zugangs zum batteriezellenseitigen Verbindungselement das batteriezellenseitige Verbindungselement in Richtung der Innenseite des Batteriegehäuses verlagert werden kann, um die Dichtung zu verformen und vorzuspannen. Dadurch kann eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet werden.Preferably, the fixing element is connected to the battery cell-side connecting element via a screw connection. As a result, the battery cell-side connecting element and the fixing element can be connected to one another easily and reliably. Due to the detachable connection between the battery cell-side connecting element and the fixing element, the battery cells or battery cell packs can be removed from the battery housing during repairs. In particular, the seal can be prestressed by the screw connection, and despite the lack of access to the battery cell-side connecting element, the battery cell-side connecting element can be displaced towards the inside of the battery housing in order to deform and prestress the seal. This ensures a reliable seal.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das batteriezellenseitige Verbindungselement ein elektrisches Kontaktierungselement und ein Gehäuse auf, wobei das elektrische Kontaktierungselement vom Gehäuse umspritzt ist. Das Gehäuse weist den Innenbereich und den Außenbereich auf, wobei das elektrische Kontaktierungselement am Innenbereich angeordnet ist. Durch die Umspritzung des elektrischen Kontaktierungselements kann verhindert werden, dass Feuchtigkeit durch das batteriezellenseitige Verbindungselement in den Gehäusesinnenraum eindringen kann und/oder ein Kühlmedium aus der Batterie bzw. dem Gehäuseinnenraum austreten kann.In a preferred embodiment, the battery cell-side connecting element has an electrical contacting element and a housing, the electrical contacting element being encapsulated by the housing. The housing has the interior and the exterior, with the electrical contacting element being arranged on the interior. The encapsulation of the electrical contacting element can prevent moisture from penetrating through the battery cell-side connecting element into the housing interior and/or a cooling medium from escaping from the battery or the housing interior.

Vorzugsweise ist das batteriezellenseitige Verbindungselement über eine flexible elektrische Leitung mit der Batteriezelle elektrisch verbunden, wodurch die Verschiebung des batteriezellenseitigen Verbindungselements erst möglich wird. Alternativ könnte die elektrische Verbindung zwischen der Batteriezelle und dem batteriezellenseitigen Verbindungselement auch durch einen elektrischen Gleitkontakt realisiert sein.Preferably, the battery cell-side connecting element is electrically connected to the battery cell via a flexible electrical line, which makes the displacement of the battery cell-side connecting element possible. Alternatively, the electrical connection between the battery cell and the battery cell-side connecting element could also be implemented by an electrical sliding contact.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das batteriezellenseitige Verbindungselement über eine T-Führungsvorrichtung an der Batteriezelle bzw. an dem Batteriezellpaket gelagert. Dadurch kann auf eine einfache Weise eine verschiebbare Anordnung des batteriezellenseitigen Verbindungselements an der Batteriezelle bzw. an dem Batteriezellpaket verwirklicht werden. Die T-Führungsvorrichtung weist eine Nut mit einem schmalen Abschnitt und einem in Tiefenrichtung an den schmalen Abschnitt anschließenden breiten Abschnitt und einen dazu korrespondierenden Vorsprung auf, wobei die Nut beispielsweise an der Batteriezelle vorgesehen ist und der Vorsprung am batteriezellenseitigen Verbindungselement vorgesehen ist.In a preferred embodiment, the battery cell-side connecting element is mounted on the battery cell or on the battery cell pack via a T-guide device. As a result, a displaceable arrangement of the battery cell-side connecting element on the battery cell or on the battery cell pack can be realized in a simple manner. The T-guide device has a groove with a narrow section and a wide section adjoining the narrow section in the depth direction and a corresponding projection, the groove being provided, for example, on the battery cell and the projection being provided on the battery cell-side connecting element.

Vorzugsweise ist das batteriezellenseitige Verbindungselement in Richtung der Endmontagestellung federvorgespannt. In der Montagestellung wird das batteriezellenseitige Verbindungselement an die Innenseite des Batteriegehäuses gedrückt und gleitet daran ab. Sobald beim Einschiebevorgang die Durchgangsöffnung erreicht wird, verlagert sich das batteriezellenseitige Verbindungselement automatisch durch die Federkraft der vorgespannten Feder in die Endmontagestellung.Preferably, the battery cell-side connecting element is spring-loaded in the direction of the final assembly position. In the assembly position, the battery cell-side connecting element is pressed against the inside of the battery housing and slides off it. As soon as the through opening is reached during the insertion process, the battery cell-side connecting element automatically shifts into the final assembly position due to the spring force of the preloaded spring.

Damit wird eine Batterie bereitgestellt, bei welcher die elektrische Verbindung der Batteriezellen bzw. der Batteriezellpakete miteinander und/oder mit einer anderen Komponente auf eine einfache und zuverlässige Weise möglich ist.This provides a battery in which the electrical connection of the battery cells or battery cell packs to one another and/or to another component is possible in a simple and reliable manner.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.

  • 1 zeigt schematisch eine Batterie in Draufsicht,
  • 2 zeigt schematisch einen ersten Ausschnitt der Batterie aus 1 während eines Einschiebevorgangs einer Batteriezelle in ein Batteriegehäuse im Querschnitt, und
  • 3 zeigt schematisch einen zweiten Ausschnitt der Batterie aus 1 im endmontierten Zustand einer Batteriezelle in ein Batteriegehäuse im Querschnitt.
An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawings.
  • 1 shows a schematic top view of a battery,
  • 2 shows schematically a first section of the battery 1 during an insertion process of a battery cell into a battery housing in cross section, and
  • 3 shows schematically a second section of the battery 1 in the final assembled state of a battery cell in a battery housing in cross section.

1 zeigt eine Batterie 10 bzw. ein Batteriemodul einer Batterie 10. Die Batterie 10 umfasst ein Batteriegehäuse 12, welches einen Gehäusegrundkörper 13 und zwei Deckel 16 aufweist, wobei lediglich einer der beiden Deckel 16 in der 1 gezeigt ist. Der Gehäusegrundkörper 13 ist als Strangpressprofil ausgeführt und weist zwei offene Stirnseiten auf. Die Stirnseiten sind im endmontierten Zustand der Batterie 10 durch jeweils einen Deckel 16 fluiddicht verschlossen. Das Batteriegehäuse 12 begrenzt einen Gehäuseinnenraum 14, in welchem mehrere Batteriezellen 18, 20, 22, 24 bzw. Batteriezellpakete angeordnet sind. Die Batteriezellen 18, 20, 22, 24 bzw. die Batteriezellpakete können über die im Montagevorgang der Batterie 10 offenen Stirnseiten in den Gehäuseinnenraum 14 eingeschoben werden. 1 shows a battery 10 or a battery module of a battery 10. The battery 10 comprises a battery housing 12, which has a housing base body 13 and two covers 16, with only one of the two covers 16 in the 1 is shown. The housing base body 13 is designed as an extruded profile and has two open end faces. In the final assembled state of the battery 10, the end faces are each closed in a fluid-tight manner by a cover 16. The battery housing 12 delimits a housing interior 14, in which several battery cells 18, 20, 22, 24 or battery cell packs are arranged. The battery cells 18, 20, 22, 24 or the battery cell packs can be inserted into the housing interior 14 via the end faces that are open during the assembly process of the battery 10.

Die elektrische Kopplung der Batteriezellen 18, 20, 22, 24 mit einer anderen Komponente und miteinander erfolgt durch jeweils eine elektrische Verbindungsvorrichtung 34, 36, 38, 40. Die elektrischen Verbindungsvorrichtungen 34, 36, 38, 40 sind jeweils an einer am Batteriegehäuse 12, d.h. an Gehäusegrundkörper 13, ausgebildeten Durchgangsöffnung 26, 28, 30, 32 angeordnet.The electrical coupling of the battery cells 18, 20, 22, 24 with another component and with each other takes place via an electrical connection device 34, 36, 38, 40. The electrical connection devices 34, 36, 38, 40 are each on one on the battery housing 12, i.e. arranged on the housing base body 13, formed through opening 26, 28, 30, 32.

In 1 sind die Batteriezellen 18, 20, 22 im endmontierten Zustand gezeigt, wobei die elektrischen Verbindungsvorrichtungen 34, 36, 38, 40 an den Durchgangsöffnungen 26, 28, 30, 32 angeordnet sind. Die Batteriezelle 24 ist während eines Einschiebevorgangs in Montageschieberichtung ER gezeigt, wobei die elektrische Verbindungsvorrichtung 40 zu der entsprechenden Durchgangsöffnung 32 in Montageschieberichtung ER beabstandet ist.In 1 the battery cells 18, 20, 22 are shown in the final assembled state, with the electrical connection devices 34, 36, 38, 40 being arranged at the through openings 26, 28, 30, 32. The battery cell 24 is shown during an insertion process in the assembly-sliding direction ER, with the electrical connection device 40 being spaced from the corresponding through opening 32 in the assembly-sliding direction ER.

Die 2 und 3 zeigen die elektrischen Verbindungsvorrichtungen 34, 36, 38, 40 im Detail, wobei in den 2 und 3 die elektrischen Verbindungsvorrichtungen 34, 40 exemplarisch gezeigt sind. Die beiden anderen Verbindungsvorrichtungen 36, 38 sind identisch ausgeführt.The 2 and 3 show the electrical connection devices 34, 36, 38, 40 in detail, in which in the 2 and 3 the electrical connection devices 34, 40 are shown as examples. The other two connecting devices 36, 38 are designed identically.

Jede elektrische Verbindungsvorrichtung 34, 36, 38, 40 weist ein an der Batteriezelle 18, 22, 24, 26 gelagertes batteriezellenseitiges Verbindungselement 42 und ein Fixerelement 52 auf. Das batteriezellenseitige Verbindungselement 42 weist ein Gehäuse 46 und ein elektrisches Kontaktierungselement 48 auf. Das Gehäuse 46 ist beispielsweise durch Spritzgießen hergestellt, wobei das elektrische Kontaktierungselement 48 vom Gehäuse 46 umspritzt ist. Durch das elektrische Kontaktierungselement 48 kann eine elektrische Verbindung zwischen den im Gehäuseinnenraum 14 angeordneten Batteriezellen 18, 22, 24, 26 und einer außerhalb des Gehäuseinnenraums 14 angeordneten Komponenten hergestellt werden. Das Gehäuse 46 weist einen Außenbereich 60 und einen Innenbereich 62 auf, wobei der Außenbereich 60 den Innenbereich 62 radial umgibt, sodass der Außenbereich 60 radial an den Innenbereich 62 anschließt und eine umlaufende Nut 58 aufweist, in welcher eine ringförmige Dichtung 56 in Form eines O-Rings angeordnet ist.Each electrical connection device 34, 36, 38, 40 has a battery cell-side connecting element 42 mounted on the battery cell 18, 22, 24, 26 and a fixing element 52. The battery cell-side connecting element 42 has a housing 46 and an electrical contacting element 48. The housing 46 is produced, for example, by injection molding, with the electrical contacting element 48 being encapsulated by the housing 46. The electrical contacting element 48 can be used to establish an electrical connection between the battery cells 18, 22, 24, 26 arranged in the housing interior 14 and a component arranged outside the housing interior 14. The housing 46 has an outer area 60 and an inner area 62, the outer area 60 radially surrounding the inner area 62, so that the outer area 60 radially adjoins the inner area 62 and has a circumferential groove 58 in which an annular seal 56 in the shape of an O -Ring is arranged.

Durch die Dichtung 56 und die Umspritzung des elektrischen Kontaktierungselements 48 durch das Gehäuse 46 kann einerseits die Durchgangsöffnung 26, 28, 30, 32 abgedichtet werden und andererseits das Eindringen von Feuchtigkeit über das Verbindungselement 42 zuverlässig verhindert werden. Außerdem kann durch die Dichtung 56 ein Austritt von Kühlmedium aus der Batterie10 bzw. aus dem Gehäuseinnenraum 14 verhindert werden.Through the seal 56 and the encapsulation of the electrical contacting element 48 through the housing 46, on the one hand, the through opening 26, 28, 30, 32 can be sealed and, on the other hand, the penetration of moisture via the connecting element 42 can be reliably prevented. In addition, the seal 56 can prevent cooling medium from escaping from the battery 10 or from the housing interior 14.

Das batteriezellenseitige Verbindungselement 42 ist erfindungsgemäß quer zur Montageschieberichtung ER verschiebbar an der Batteriezelle 18, 20, 22, 24 gelagert. Hierfür ist je Batteriezelle 18, 20, 22, 24 eine T-Führungsvorrichtung 70 vorgesehen, wobei die T-Führungsvorrichtung 70 eine T-förmige, an der Batteriezelle 18, 20, 22, 24 vorgesehene Nut 72 und einen an dem batteriezellenseitigen Verbindungselement 42 vorgesehenen, in die Nut 72 eingreifenden Vorsprung 74 mit einem T-förmigen Querschnitt aufweist.According to the invention, the battery cell-side connecting element 42 is mounted on the battery cell 18, 20, 22, 24 so as to be displaceable transversely to the assembly sliding direction ER. For this purpose, a T-guide device 70 is provided for each battery cell 18, 20, 22, 24, the T-guide device 70 having a T-shaped groove 72 provided on the battery cell 18, 20, 22, 24 and one provided on the connecting element 42 on the battery cell side , in the groove 72 engaging projection 74 with a T-shaped cross section.

Das elektrische Kontaktierungselement 48 ist über eine flexible elektrische Leitung 50 mit der Batteriezelle 18, 20, 22, 24 elektrisch verbunden, wodurch die Verschiebung des batteriezellenseitigen Verbindungselements 42 trotz der elektrischen Kopplung mit der Batteriezelle 18, 20, 22, 24 möglich ist.The electrical contacting element 48 is electrically connected to the battery cell 18, 20, 22, 24 via a flexible electrical line 50, whereby the displacement of the battery cell-side connecting element 42 is possible despite the electrical coupling to the battery cell 18, 20, 22, 24.

2 zeigt einen Ausschnitt der Batterie 10 während des Einschiebevorgangs der Batteriezelle 24. 3 zeigt ebenfalls einen Ausschnitt der Batterie 10 im endmontierten Zustand der Batteriezelle 18. Anhand der 2 und 3 soll der Montagevorgang der Batteriezellen 18, 20, 22, 24 näher erläutert werden. 2 shows a section of the battery 10 during the insertion process of the battery cell 24. 3 also shows a section of the battery 10 in the final assembled state of the battery cell 18. Based on 2 and 3 The assembly process of the battery cells 18, 20, 22, 24 will be explained in more detail.

Während des Einschiebevorgangs der Batteriezellen 18, 20, 22, 24 in Montageschieberichtung ER befindet sich das batteriezellenseitige Verbindungselement 42, wie in der 2 gezeigt, in einer Montagestellung, wobei der Innenbereich 62, welcher den Außenbereich 60 quer zur Montageschieberichtung ER überragt, an der Innenseite 15 des Batteriegehäuses 12 entlanggleitet. Dadurch wirkt der Innenbereich 62 als Abstandshalter zwischen dem Batteriegehäuse 12 dem elektrisch leitenden Kontaktierungselement 48 und dient als Sicherheitseinrichtung während des Einschubprozesses. Sobald die Batteriezellen 18, 20, 22, 24 in ihrer Endposition eingeschoben sind und das jeweilige batteriezellenseitige Verbindungselement 42 im Bereich der jeweiligen Durchgangsöffnung 26, 28, 30, 32 angeordnet ist, kann das batteriezellenseitige Verbindungselement 42 in die Endmontagestellung verlagert werden, so dass das batteriezellenseitige Verbindungselement 42 im Endmontagezustand in die Durchgangsöffnung 26, 28, 30, 32 ragt. Vorliegend erfolgt dies automatisch durch die Federkraft einer vorgespannten Feder 76. Anschließend wird das batteriezellenseitige Verbindungselement 42 durch jeweils ein hülsenartiges Fixierelement 52 an dem Batteriegehäuse 12 fixiert. Hierfür weist das Fixierelement 52 einen hülsenartigen, mit dem batteriezellenseitigen Verbindungselement 42 fixierbaren Abschnitt 53 und einen an einem außerhalb des Batteriegehäuses 12 angeordneten, von der Außenumfangsfläche des hülsenartigen Abschnitts 53 ragenden Radialvorsprung 54 auf, welcher im montierten Zustand an der dem Gehäuseinnenraum 14 abgewandten Außenseite 17 des Batteriegehäuses 12 anliegt. Die Verbindung zwischen dem batteriezellenseitigen Verbindungselement 42 und dem Fixierelement 52 erfolgt beispielsweise durch eine Schraubenverbindung 64, wobei das batteriezellenseitige Verbindungselement 42 ein Gewinde aufweist und das Fixerelement 52 ein Gegengewinde aufweist. Durch das Einschrauben des Fixierelements 52 wird der Abstand zwischen dem Außenbereich 60 des batteriezellenseitigen Verbindungselements 42 und der Innenseite 15 des Batteriegehäuses 12 reduziert, wodurch die Dichtung 56 verformt und vorgespannt wird und dadurch die Dichtung 56 eine fluiddichte Abdichtung darstellt.During the insertion process of the battery cells 18, 20, 22, 24 in the assembly sliding direction ER, the battery cell-side connecting element 42 is located, as in the 2 shown, in an assembly position, wherein the inner area 62, which projects beyond the outer area 60 transversely to the assembly sliding direction ER, slides along the inside 15 of the battery housing 12. As a result, the interior region 62 acts as a spacer between the battery housing 12 and the electrically conductive contacting element 48 and serves as a safety device during the insertion process. As soon as the battery cells 18, 20, 22, 24 are inserted into their end position and the respective battery cell-side connecting element 42 is in the area of the respective through opening 26, 28, 30, 32 is arranged, the battery cell-side connecting element 42 can be moved into the final assembly position, so that the battery cell-side connecting element 42 protrudes into the through opening 26, 28, 30, 32 in the final assembly state. In the present case, this is done automatically by the spring force of a preloaded spring 76. The battery cell-side connecting element 42 is then fixed to the battery housing 12 by a sleeve-like fixing element 52. For this purpose, the fixing element 52 has a sleeve-like section 53 that can be fixed with the battery cell-side connecting element 42 and a radial projection 54 which is arranged on a outside of the battery housing 12 and projects from the outer peripheral surface of the sleeve-like section 53 and which, in the assembled state, is on the outside 17 facing away from the housing interior 14 of the battery housing 12 is present. The connection between the battery cell-side connecting element 42 and the fixing element 52 is carried out, for example, by a screw connection 64, the battery cell-side connecting element 42 having a thread and the fixing element 52 having a mating thread. By screwing in the fixing element 52, the distance between the outer area 60 of the battery cell-side connecting element 42 and the inside 15 of the battery housing 12 is reduced, whereby the seal 56 is deformed and prestressed and the seal 56 thereby represents a fluid-tight seal.

Durch die Verbindung des Fixierelements 52 mit dem batteriezellenseitigen Verbindungselement 42 durch die Schraubenverbindung 64 kann auch auf die Feder 76 verzichtet werden, wobei das Fixierelement 52 eine derartige Länge aufweisen muss, dass das Fixierelement 52 bereits im Montagezustand des batteriezellenseitigen Verbindungselements 42 mit dem Gewinde des Verbindungselements 42 gekoppelt werden kann. Bei dem fortschreitenden Einschrauben des Fixierelements 52 würde das batteriezellenseitige Verbindungselement in die Durchgangsöffnung 26, 28, 30, 32 verlagert werden.By connecting the fixing element 52 to the battery cell-side connecting element 42 through the screw connection 64, the spring 76 can also be dispensed with, the fixing element 52 having to have such a length that the fixing element 52 is already in the assembled state of the battery cell-side connecting element 42 with the thread of the connecting element 42 can be coupled. As the fixing element 52 is progressively screwed in, the battery cell-side connecting element would be displaced into the through opening 26, 28, 30, 32.

Im endmontierten Zustand kann jeweils ein komponentenseitiges Verbindungselement 80 mit dem batteriezellenseitigen Verbindungselement 42 elektrisch kontaktiert werden.In the final assembled state, a component-side connecting element 80 can be electrically contacted with the battery cell-side connecting element 42.

Damit wird eine Batterie bereitgestellt, bei welcher die elektrische Verbindung der Batteriezellen 18, 20, 22, 24 bzw. der Batteriezellpakete miteinander und/oder mit einer anderen Komponente auf eine einfache und zuverlässige Weise möglich ist.This provides a battery in which the electrical connection of the battery cells 18, 20, 22, 24 or the battery cell packs to one another and/or to another component is possible in a simple and reliable manner.

Claims (9)

Batterie für ein Elektrofahrzeug, mit einem Batteriegehäuse (12), welches einen Gehäuseinnenraum (14) begrenzt, mindestens einer Batteriezelle (18, 20, 22, 24), welche in dem Gehäuseinnenraum (14) angeordnet ist, wobei die Batteriezelle (18, 20, 22, 24) durch ein Einschieben der Batteriezelle (18, 20, 22, 24) in Montageschieberichtung (ER) in dem Gehäuseinnenraum (14) montierbar ist, und einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (34, 36, 38, 40) zur elektrischen Kopplung der Batteriezelle (18, 20, 22, 24) mit einer anderen Komponente, wobei das Batteriegehäuse (12) eine Durchgangsöffnung (24, 26, 28, 30) an einer parallel zur Montageschieberichtung (ER) verlaufenden Gehäusewandung aufweist, an welcher die elektrische Verbindungsvorrichtung (34, 36, 38, 40) angeordnet ist, und wobei die elektrische Verbindungsvorrichtung (34, 36, 38, 40) ein batteriezellenseitiges Verbindungselement (42) zur Kopplung mit einem komponentenseitigen Verbindungselement (80) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das batteriezellenseitige Verbindungselement (42) quer zur Montageschieberichtung (ER) zwischen einer Montagestellung und einer Endmontagestellung verschiebbar an der Batteriezelle (18, 20, 22, 24) gelagert ist, wobei das batteriezellenseitige Verbindungselement (42) im Endmontagezustand in die Durchgangsöffnung (24, 26, 28, 30) des Batteriegehäuses (12) ragt.Battery for an electric vehicle, with a battery housing (12) which delimits a housing interior (14), at least one battery cell (18, 20, 22, 24) which is arranged in the housing interior (14), the battery cell (18, 20 , 22, 24) can be mounted in the housing interior (14) by inserting the battery cell (18, 20, 22, 24) in the assembly sliding direction (ER), and an electrical connection device (34, 36, 38, 40) for electrically coupling the Battery cell (18, 20, 22, 24) with another component, the battery housing (12) having a through opening (24, 26, 28, 30) on a housing wall that runs parallel to the assembly sliding direction (ER), on which the electrical connection device ( 34, 36, 38, 40), and wherein the electrical connection device (34, 36, 38, 40) has a battery cell-side connecting element (42) for coupling to a component-side connecting element (80), characterized in that the battery cell-side connecting element ( 42) is mounted on the battery cell (18, 20, 22, 24) so as to be displaceable transversely to the assembly sliding direction (ER) between an assembly position and a final assembly position, the battery cell-side connecting element (42) being inserted into the through opening (24, 26, 28, 30) in the final assembly state ) of the battery housing (12) protrudes. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das batteriezellenseitige Verbindungselement (42) einen in die Durchgangsöffnung (24, 26, 28, 30) ragenden Innenbereich (62) und einen den Innenbereich (62) radial umgebenden Außenbereich (60) aufweist, wobei der Außenbereich (60) im Endmontagezustand des batteriezellenseitigen Verbindungselements (42) über eine Dichtung (56) fluiddicht an einer Innenseite (15) des Batteriegehäuses anliegt.Battery after Claim 1 , characterized in that the battery cell-side connecting element (42) has an inner region (62) projecting into the through opening (24, 26, 28, 30) and an outer region (60) radially surrounding the inner region (62), the outer region (60) In the final assembly state of the battery cell-side connecting element (42), it rests in a fluid-tight manner on an inside (15) of the battery housing via a seal (56). Batterie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenbereich (62) während der Verlagerung der Batteriezelle (18, 20, 22, 24) in Montageschieberichtung (ER) an der Innenseite (15) des Batteriegehäuses (12) derart geführt ist, dass das batteriezellenseitige Verbindungselement (42) in der Montagestellung verbleibt.Battery after Claim 2 , characterized in that the interior area (62) is guided on the inside (15) of the battery housing (12) during the displacement of the battery cell (18, 20, 22, 24) in the assembly sliding direction (ER) in such a way that the battery cell-side connecting element (42 ) remains in the assembly position. Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindungsvorrichtung (34, 36, 38, 40) ein Fixierelement (52) aufweist, welches einen hülsenartigen Abschnitt (53) und einen sich von einer Außenumfangsfläche erstreckenden Radialvorsprung (54) aufweist, wobei der hülsenartige Abschnitt (53) mit dem batteriezellenseitigen Verbindungselement (42) verbindbar ist und der Radialvorsprung (54) an einer dem Gehäuseinnenraum abgewandten Außenseite (17) des Batteriegehäuses (12) anliegt.Battery according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical connection device (34, 36, 38, 40) has a fixing element (52) which has a sleeve-like section (53) and a radial projection (54) extending from an outer peripheral surface, whereby the sleeve-like Section (53) can be connected to the battery cell-side connecting element (42) and the radial projection (54) rests on an outside (17) of the battery housing (12) facing away from the housing interior. Batterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (52) über eine Schraubenverbindung (64) mit dem batteriezellenseitigen Verbindungselement (42) verbindbar ist.Battery after Claim 4 , characterized in that the fixing element (52) can be connected to the battery cell-side connecting element (42) via a screw connection (64). Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das batteriezellenseitige Verbindungselement (42) ein elektrisches Kontaktierungselement (48) und ein Gehäuse (46) aufweist, wobei das elektrische Kontaktierungselement (48) vom Gehäuse (46) umspritzt ist.Battery according to one of the preceding claims, characterized in that the battery cell-side connecting element (42) has an electrical contacting element (48) and a housing (46), the electrical contacting element (48) being encapsulated by the housing (46). Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das batteriezellenseitige Verbindungselement (42) über eine flexible elektrische Leitung (50) mit der Batteriezelle (18, 20, 22, 24) elektrisch verbunden ist.Battery according to one of the preceding claims, characterized in that the battery cell-side connecting element (42) is electrically connected to the battery cell (18, 20, 22, 24) via a flexible electrical line (50). Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das batteriezellenseitige Verbindungselement (42) über eine T-Führungsvorrichtung (70) an der Batteriezelle (18, 20, 22, 24) gelagert ist.Battery according to one of the preceding claims, characterized in that the battery cell-side connecting element (42) is mounted on the battery cell (18, 20, 22, 24) via a T-guide device (70). Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das batteriezellenseitige Verbindungselement (42) in Richtung der Endmontagestellung federvorgespannt ist.Battery according to one of the preceding claims, characterized in that the battery cell-side connecting element (42) is spring-biased in the direction of the final assembly position.
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