DE102022204846A1 - High-voltage battery system - Google Patents

High-voltage battery system Download PDF

Info

Publication number
DE102022204846A1
DE102022204846A1 DE102022204846.6A DE102022204846A DE102022204846A1 DE 102022204846 A1 DE102022204846 A1 DE 102022204846A1 DE 102022204846 A DE102022204846 A DE 102022204846A DE 102022204846 A1 DE102022204846 A1 DE 102022204846A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
housing
battery
flame retardant
battery system
retardant foam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022204846.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Thorben Schumann
Daniel Werra
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102022204846.6A priority Critical patent/DE102022204846A1/en
Priority to CN202310542269.1A priority patent/CN117080663A/en
Publication of DE102022204846A1 publication Critical patent/DE102022204846A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/658Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/244Secondary casings; Racks; Suspension devices; Carrying devices; Holders characterised by their mounting method
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271Lids or covers for the racks or secondary casings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/291Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/293Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by the material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/35Gas exhaust passages comprising elongated, tortuous or labyrinth-shaped exhaust passages
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/383Flame arresting or ignition-preventing means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C3/00Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/07Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in vehicles, e.g. in road vehicles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C3/00Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/16Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hochvolt-Batteriesystem, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einem Batteriegehäuse (1), in dem Batteriezellen angeordnet sind, die in einer Gehäusehochrichtung (z) über einen Zwischenraum (23) von einem Gehäusedeckel (9) des Batteriegehäuses beabstandet sind, wobei im Gehäuseinneren ein Flammschutzschaum (45) angeordnet ist, der den Zwischenraum (23) teilweise füllt, um einen vordefinierten Gasführungsweg bereitzustellen. Erfindungsgemäß weist das Hochvolt-Batteriesystem zumindest ein Schottelement (21) auf, das aus einem beutelförmigen Hüllmaterial (41) aufgebaut ist, das den Flammschutzschaum (45) umgibt, so dass ein direkter Kontakt des Flammschutzschaums (45) mit den im Batteriegehäuse (1) angeordneten Batteriekomponenten verhindert ist.The invention relates to a high-voltage battery system, in particular for a vehicle, with a battery housing (1) in which battery cells are arranged, which are spaced in a housing vertical direction (z) from a housing cover (9) of the battery housing via an intermediate space (23), wherein a flame retardant foam (45) is arranged inside the housing, which partially fills the gap (23) in order to provide a predefined gas guide path. According to the invention, the high-voltage battery system has at least one bulkhead element (21), which is constructed from a bag-shaped covering material (41) which surrounds the flame retardant foam (45), so that direct contact of the flame retardant foam (45) with the in the battery housing (1) arranged battery components is prevented.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochvolt-Batteriesystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 oder des Anspruches 10.The invention relates to a high-voltage battery system according to the preamble of claim 1 or claim 10.

Ein gattungsgemäßes Hochvolt-Batteriesystem weist ein Batteriegehäuse auf, in dem Batteriezellen angeordnet sind. Die Batteriezellen sind in einer Gehäusehochrichtung über einen freien Zwischenraum von einem Gehäusedeckel beabstandet. Die im Batteriegehäuse positionierten Batteriezellen können jeweils zu Batteriemodulen zusammengefasst sein. Aufgrund eines Zelldefekts einer in einem Batteriemodul verbauten Lithium-Ionen-Batteriezelle kann ein thermischer Event zum Beispiel in Folge eines Kurzschlusses zwischen Elektroden der Batteriezelle auftreten. Bei einem solchen thermischen Event kann heißes Brandgas erzeugt werden, das an einer Zell-Oberseite der havarierenden Batteriezelle austritt und sich im Zwischenraum sammelt.A generic high-voltage battery system has a battery housing in which battery cells are arranged. The battery cells are spaced from a housing cover in a vertical direction of the housing via a free space. The battery cells positioned in the battery housing can each be combined to form battery modules. Due to a cell defect in a lithium-ion battery cell installed in a battery module, a thermal event can occur, for example as a result of a short circuit between electrodes of the battery cell. During such a thermal event, hot fire gas can be generated, which escapes from the top of the damaged battery cell and collects in the gap.

In dem gattungsgemäßen Hochvolt-Batteriesystem ist im Gehäuseinneren eine thermisch aktivierbare Ausgangskomponente eines Flammschutzschaumes angeordnet. Im Stand der Technik kann die Flammschutzschaum-Ausgangskomponente zum Beispiel als eine Beschichtung an der Innenseite des Gehäusedeckels bereitgestellt sein. Bei einem thermischen Event wird die Flammschutzschaum-Ausgangskomponente thermisch aktiviert, wodurch der gebildete Flammschutzschaum sich großflächig sowie undefiniert im Gehäuseinneren verteilt und sich an umliegende Bauteile adhäsiv anbindet. Eine solche Kontaminierung des Gehäuseinneren mit Flammschutzschaum ist beispielhaft im Kundendienstfall hinderlich. Zudem können sich nachteilige Wechselwirkungen zwischen dem Flammschutzschaum und stromführenden Teilen im Batteriegehäuse ergeben.In the generic high-voltage battery system, a thermally activated output component of a flame retardant foam is arranged inside the housing. In the prior art, the flame retardant foam starting component can be provided, for example, as a coating on the inside of the housing cover. During a thermal event, the flame retardant foam starting component is thermally activated, whereby the flame retardant foam formed is distributed over a large area and in an undefined manner inside the housing and adhesively bonds to surrounding components. Such contamination of the inside of the housing with flame retardant foam is, for example, a hindrance in customer service cases. In addition, adverse interactions can occur between the flame retardant foam and live parts in the battery housing.

Aus der DE 10 2010 030 881 A1 ist eine thermische Entkopplung von Batteriezellen im Störfall bekannt.From the DE 10 2010 030 881 A1 Thermal decoupling of battery cells in the event of a fault is known.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Hochvolt-Batteriesystem und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Hochvolt-Batteriesystems bereitzustellen, bei dem im Falle eines thermischen Events ein im Vergleich zum Stand der Technik wirkungsvoller Schutz von an einer havarierenden Batteriezelle angrenzenden Bauteilen ermöglicht ist.The object of the invention is to provide a high-voltage battery system and a method for producing such a high-voltage battery system, in which, in the event of a thermal event, components adjacent to a failing battery cell can be protected more effectively compared to the prior art.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 oder des Anspruches 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The task is solved by the features of claim 1 or claim 10. Preferred developments of the invention are disclosed in the subclaims.

Nachfolgend ist eine erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben: Demnach wird von einem Hochvolt-Batteriesystem ausgegangen, in dessen Batteriegehäuse Lithium-Ionen-Batteriezellen angeordnet sind. Diese sind in einer Gehäusehochrichtung über einen freien Zwischenraum von einem Gehäusedeckel des Batteriegehäuses beabstandet. Im Gehäuseinneren ist zudem eine thermisch aktivierbare Flammschutzschaum-Ausgangskomponente angeordnet. Diese schäumt im Falle eines thermischen Events auf, wodurch der Zwischenraum teilweise gefüllt wird. Mit Hilfe des aufgeschäumten Flammschutzschaumes kann ein vordefinierten Gasweg bereitgestellt werden, über den ein aus der havarierenden Batteriezelle austretendes Brandgas in Richtung auf eine Notentgasungsöffnung des Batteriegehäuses geführt werden kann. Die Flammschutzschaum-Ausgangskomponente bzw. der aufgeschäumte Flammschutzschaum ist nicht mehr in unmittelbarem Kontakt mit an der havarierenden Batteriezelle angrenzenden Bauteilen. Vielmehr weist das Hochvolt-Batteriesystem ein Schottelement auf, das aus einem beutelförmigen Hüllmaterial aufgebaut ist, das den aufgeschäumten Flammschutzschaum bzw. dessen Ausgangskomponente umgibt. Auf diese Weise ist ein direkter Kontakt des Schaummaterials mit im Batteriegehäuse angeordneten Batteriekomponenten verhindert. Das beutelförmige Hüllmaterial ist ausreichend dehnfähig, sodass es sich im Falle eines thermischen Events zusammen mit der Flammschutzschaum-Ausgangskomponente expandieren kann. Mit Hilfe des beutelförmigen Hüllmaterials kann dem Flammschutzschaum bzw. dessen Ausgangskomponente eine beliebige Form (vor oder nach Aufschäumen) aufgeprägt werden. Auf diese Weise kann ein zielgerichteter Aufschäum-Vorgang erfolgen, bei dem vordefinierte Gaswege bereitgestellt werden, um das Brandgas von der havarierenden Batteriezelle abzuführen.A first embodiment of the invention is described below: Accordingly, a high-voltage battery system is assumed, in the battery housing of which lithium-ion battery cells are arranged. These are spaced apart from a housing cover of the battery housing in a vertical direction of the housing via a free space. A thermally activated flame retardant foam starting component is also arranged inside the housing. In the event of a thermal event, this foams up, partially filling the gap. With the help of the foamed flame retardant foam, a predefined gas path can be provided, via which a fire gas emerging from the failing battery cell can be guided towards an emergency degassing opening in the battery housing. The flame retardant foam starting component or the foamed flame retardant foam is no longer in direct contact with components adjacent to the failing battery cell. Rather, the high-voltage battery system has a bulkhead element that is constructed from a bag-shaped shell material that surrounds the foamed flame retardant foam or its starting component. In this way, direct contact of the foam material with battery components arranged in the battery housing is prevented. The bag-shaped covering material is sufficiently stretchy so that it can expand together with the flame retardant foam starting component in the event of a thermal event. With the help of the bag-shaped covering material, any shape (before or after foaming) can be impressed on the flame retardant foam or its starting component. In this way, a targeted foaming process can take place, in which predefined gas paths are provided in order to remove the combustion gas from the failing battery cell.

In einer technischen Umsetzung kann das Gehäuseinnere mittels Trennwänden in Teilkammern aufgeteilt sein. In jeder dieser Teilkammern ist ein Batteriemodul einsetzbar. Die in den Teilkammern eingesetzten Batteriemodule sind aus fertigungstechnischen Gründen jeweils über einen Montagespalt von den Trennwänden beabstandet. Bevorzugt kann das Schottelement im deaktivierten Zustand im Querschnitt U-profilförmig sein, und zwar mit zwei U-Schenkeln, die über einen Basissteg miteinander verbunden sind. In der Einbaulage kann der Basissteg des Schottelements auf einer, dem Gehäusedeckel zugewandten Trennwand-Oberseite angeordnet sein, während die beiden U-Schenkel des Schottelements beidseitig der Trennwand in den jeweiligen Montagespalt einragen. Im aktivierten Zustand, das heißt bei aufgeschäumten Schottelement wirkt das U-profilförmige Schottelement in Doppelfunktion folgender Maßen: Einerseits kann mit Hilfe des auf der Trennwand-Oberseite positionierten Schottelement-Basisstegs der Zwischenraum zum Gehäusedeckel aufgefüllt bzw. gesperrt werden. Andererseits kann durch die aufschäumenden Schottelement-Schenkel der Montagespalt gasdicht abgedichtet werden, wodurch Brandgas-Strömungswege innerhalb der Montagespalte reduziert oder verhindert werden.In a technical implementation, the interior of the housing can be divided into partial chambers using partition walls. A battery module can be used in each of these sub-chambers. For manufacturing reasons, the battery modules used in the partial chambers are each spaced from the partition walls via an assembly gap. In the deactivated state, the bulkhead element can preferably be U-shaped in cross section, with two U-legs that are connected to one another via a base web. In the installed position, the base web of the bulkhead element can be arranged on an upper side of the partition wall facing the housing cover, while the two U-legs of the bulkhead element protrude into the respective assembly gap on both sides of the partition wall. In the activated state, i.e. when the bulkhead element is foamed, the U-profile-shaped bulkhead element has a dual function as follows: On the one hand, with the help of the The bulkhead element base web positioned on the top of the partition wall can be filled or blocked. On the other hand, the mounting gap can be sealed gas-tight by the foaming bulkhead element legs, whereby fire gas flow paths within the mounting gap are reduced or prevented.

In einer konkreten Ausführungsvariante sind die Trennwände als Längs- und Querträger ausgebildet. Von diesen verläuft ein Längsträger in einer Gehäuselängsrichtung mittig innerhalb des Batteriegehäuses. Vom Längsträger ragen beidseitig in Gehäusequerrichtung jeweils Querträger ab. Im Seitencrashfall kann die Aufprallkraft über einen Quer-Lastpfad, in dem die Querträger eingebunden sind, zur crashabgewandten Seite des Fahrzeugs übertragen werden.In a specific embodiment variant, the partition walls are designed as longitudinal and cross members. Of these, a longitudinal support runs in the longitudinal direction of the housing centrally within the battery housing. Cross beams protrude from the longitudinal beam on both sides in the transverse direction of the housing. In the event of a side crash, the impact force can be transmitted to the side of the vehicle facing away from the crash via a transverse load path in which the cross members are integrated.

Bei dem oben skizzierten Batterie-Aufbau kann zwischen der Längsträger-Oberseite und dem Gehäusedeckel ein sich in der Gehäuselängsrichtung durchgängig erstreckender, querschnittsgroßer Freigang ausgebildet sein. In dem Längs-Freigang können Batteriekomponenten angeordnet sein, zum Beispiel HV- und NV-Kabel/Leiter. Zudem wirkt der Längs-Freigang bei einem thermischen Event als ein Haupt-Brandgasweg, entlang dem das Brandgas bis zur Notentgasungsöffnung des Batteriegehäuses strömt und dort nach gehäuseaußen austritt.In the battery structure outlined above, a cross-sectionally large clearance that extends continuously in the longitudinal direction of the housing can be formed between the top side of the longitudinal support and the housing cover. Battery components can be arranged in the longitudinal clearance, for example HV and LV cables/conductors. In addition, during a thermal event, the longitudinal clearance acts as a main fire gas path, along which the fire gas flows to the emergency degassing opening of the battery housing and exits there to the outside of the housing.

Im Hinblick auf einen effektiven Hitzeschutz der im Längs-Freigang positionierten Batteriekomponenten ist es bevorzugt, wenn der Längs-Freigang in der Gehäusehochrichtung mittels eines Hitzeschutzelementes aufgeteilt ist, und zwar in einen unteren Leitungskanal, in dem die Batteriekomponenten hitzegeschützt auf der Längsträger-Oberseite verlegt sind, und in einem oberen Gasführungskanal, der den Haupt-Brandgasweg bereitstellt.With regard to effective heat protection of the battery components positioned in the longitudinal clearance, it is preferred if the longitudinal clearance is divided in the vertical direction of the housing by means of a heat protection element, namely into a lower line channel in which the battery components are laid in a heat-protected manner on the top side of the longitudinal support , and in an upper gas guide channel that provides the main fire gas path.

Bei der oben angegebenen konkreten Batterie-Konstruktion ist es bevorzugt, wenn auf jedem der Querträger jeweils ein Schottelement positioniert ist. Im thermisch aktivierten Zustand können die Schottelemente einen Brandgas-Übertritt vom Zwischenraum oberhalb des havarierenden Batteriemoduls in Richtung auf benachbarte Bauteile zumindest teilweise unterbinden. Zudem können die aktivierten Schottelemente einen vordefinierten Strömungspfad bereitstellen, entlang dem das aus dem havarierenden Batteriemodul austretende Brandgas in Richtung auf den Haupt-Brandgasweg geführt wird. Mit Hilfe der U-Schenkel des jeweiligen Schottelements kann zudem ein Einströmen von Brandgas vom Zwischenraum in die Montagespalte wirkungsvoll verhindert werden. Auf diese Weise ist der Leitungskanal an der Oberseite des Längsträgers wirkungsvoll vor einem, über die Montagespalte erfolgenden Brandgas-Zutritt geschützt.In the specific battery construction specified above, it is preferred if a bulkhead element is positioned on each of the cross members. In the thermally activated state, the bulkhead elements can at least partially prevent fire gas from flowing from the space above the damaged battery module towards neighboring components. In addition, the activated bulkhead elements can provide a predefined flow path along which the fire gas emerging from the failing battery module is guided towards the main fire gas path. With the help of the U-legs of the respective bulkhead element, the inflow of combustion gas from the gap into the assembly gap can also be effectively prevented. In this way, the duct on the top of the longitudinal member is effectively protected from fire gas access via the assembly gap.

Nachfolgend ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die im Wesentlichen identisch mit der obigen ersten Ausführungsform ist. Insofern wird auf die Vorbeschreibung verwiesen. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist im zweiten Ausführungsbeispiel die Ausgangskomponente des Flammschutzschaums nicht thermisch aktivierbar, sondern vielmehr mechanisch und/oder chemisch aktivierbar, und zwar unter Bildung des FlammschutzSchaumes.A second embodiment of the invention is described below, which is essentially identical to the above first embodiment. In this respect, reference is made to the previous description. In contrast to the first exemplary embodiment, in the second exemplary embodiment the starting component of the flame retardant foam cannot be activated thermally, but rather can be activated mechanically and/or chemically, namely to form the flame retardant foam.

Die Aktivierung der Ausgangskomponente des Flammschutzschaumes erfolgt dabei bereits in der Fertigung des Hochvolt-Batteriesystems. Demnach wird die Ausgangskomponente des Flammschutzschaumes bereits zu einem Prozesszeitpunkt vor der Gehäusedeckel-Montage aktiviert. Insbesondere erfolgt die Aktivierung bereits vor oder während eines Einlegeprozesses, bei dem das Schottelement (d.h. das Hüllmaterial mit darin befindlicher aufschäumender Ausgangskomponente) in das mit den Batteriezellen bestückte Batteriegehäuse eingelegt wird.The activation of the initial component of the flame retardant foam takes place during the production of the high-voltage battery system. Accordingly, the initial component of the flame retardant foam is activated at a point in the process before the housing cover is assembled. In particular, activation takes place before or during an insertion process in which the bulkhead element (i.e. the casing material with the foaming starting component contained therein) is inserted into the battery housing equipped with the battery cells.

In der zweiten Ausführungsform erfolgt also der Aufschäumvorgang der Ausgangskomponente zumindest teilweise bei noch demontiertem Gehäusedeckel. Um einen ungerichteten Aufschäumvorgang zu vermeiden, kann ein Hilfswerkzeug bereitgestellt werden, das während des Aufschäumvorgangs als eine Aufschäum-Schablone wirkt. Das Hilfswerkzeug kann anstelle des Gehäusedeckels auf der Oberseite des Batteriegehäuses positioniert werden, wodurch die beim Aufschäumvorgang stattfindende Formgebung des Flammschutzschaums gesteuert wird.In the second embodiment, the foaming process of the starting component takes place at least partially with the housing cover still removed. In order to avoid an undirected foaming process, an auxiliary tool can be provided which acts as a foaming template during the foaming process. The auxiliary tool can be positioned on the top of the battery housing instead of the housing cover, thereby controlling the shaping of the flame retardant foam that takes place during the foaming process.

Nach dem Ende des Aufschäumvorgangs wird das Hilfswerkzeug entfernt und wird die Gehäusedeckel-Montage durchgeführt.After the foaming process has ended, the auxiliary tool is removed and the housing cover assembly is carried out.

Die chemische Aktivierung der Ausgangskomponente kann dadurch erfolgen, dass beim Füllvorgang des beutelförmigen Hüllmaterials die Ausgangskomponente nach Art einer Zweikomponentenkleber-Technologie mit einer Initialisierungskomponente in Kontakt gebracht wird. Auf diese Weise startet der Aufschäumvorgang. Alternativ dazu kann die chemische Aktivierung der Ausgangskomponente dadurch erfolgen, dass beim die Ausgangskomponente zum Beispiel mit Luft-Sauerstoff in Kontakt kommt.The chemical activation of the starting component can take place by bringing the starting component into contact with an initialization component in the manner of a two-component adhesive technology during the filling process of the bag-shaped wrapping material. In this way the frothing process starts. Alternatively, the chemical activation of the starting component can take place by bringing the starting component into contact with air-oxygen, for example.

In einer weiteren Ausführungsvariante kann die Ausgangskomponente mechanisch aktivierbar sein. In diesem Fall wird das beutelförmige Hüllmaterial mit darin befindlicher Ausgangskomponente durch mechanische Kraftbeaufschlagung, zum Beispiel durch Kneten, aktiviert. Die Kraftbeaufschlagung kann vor und/oder während des Einlegeprozesses mit Hilfe einer Werkers manuell erfolgen.In a further embodiment variant, the output component can be activated mechanically. In this case, the bag-shaped wrapping material with the starting component inside activated by mechanical force, for example by kneading. The force can be applied manually before and/or during the insertion process with the help of a worker.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

  • 1 In einer perspektivischen Darstellung ein zusammengebautes Hochvolt-Batteriesystem;
  • 2 in einer vergrößerten perspektivischen Teilansicht das Hochvolt-Batteriesystem mit entferntem Gehäusedeckel;
  • 3 und 4 jeweils Schnittdarstellungen entlang der Schnittebene A-A und B-B aus der 2; und
  • 5 eine Ansicht entsprechend der 3 bei einem thermisch aktivierten Schottelement;
  • 6 bis 11 eine Prozessabfolge zum Zusammenbau des Hochvoltbatterie gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
  • 12 eine Ansicht, anhand der eine weitere Ausführungsvariante beschrieben ist.
Two exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the attached figures. Show it:
  • 1 In a perspective view of an assembled high-voltage battery system;
  • 2 an enlarged partial perspective view of the high-voltage battery system with the housing cover removed;
  • 3 and 4 each sectional view along the section plane AA and BB from the 2 ; and
  • 5 a view corresponding to that 3 with a thermally activated bulkhead element;
  • 6 until 11 a process sequence for assembling the high-voltage battery according to a second exemplary embodiment; and
  • 12 a view on the basis of which a further embodiment variant is described.

In der 1 ist ein Hochvolt-Batteriesystem gezeigt, das ein Batteriegehäuse 1 mit einem Gehäuse-Unterteil 2 aufweist. Das Gehäuse-Unterteil 2 ist aus einem Gehäuseboden 3 (2 bis 5) sowie einer davon hochgezogenen rahmenartig umlaufenden Gehäuse-Seitenwand 5 aufgebaut. Von der Gehäuse-Seitenwand 5 ragt ein umlaufender Gehäuseflansch 7 ab, über den das Hochvolt-Batteriesystem an einem Fahrzeug-Karosserieboden verbaut werden kann. Das Gehäuse-Unterteil 1 ist in der 1 mittels eines Gehäusedeckels 9 nach gehäuseoben geschlossen.In the 1 A high-voltage battery system is shown which has a battery housing 1 with a lower housing part 2. The lower housing part 2 is made of a housing base 3 ( 2 until 5 ) and a frame-like housing side wall 5 raised from it. A circumferential housing flange 7 protrudes from the housing side wall 5, via which the high-voltage battery system can be installed on a vehicle body floor. The lower housing part 1 is in the 1 closed towards the top of the housing by means of a housing cover 9.

In der 2 ist das Batteriegehäuse 1 ohne Gehäusedeckel 9 gezeigt. Demnach erstreckt sich ein Längsträger 11 mittig in einer Gehäuselängsrichtung x zwischen den beiden, in Gehäuselängsrichtung x einander gegenüberliegenden Gehäuse-Seitenwänden 5 (von denen in der 2 nur eine gezeigt ist). Von dem Längsträger 11 ragen in der Gehäusequerrichtung y Querträger 13 ab. Die Querträger 13 sind sowohl an den, in der Gehäusequerrichtung y gegenüberliegenden Gehäuseseitenwänden 5 (in der 2 nicht dargestellt) als auch am Längsträger 11 kraftübertragend angebunden. Im normalen Fahrbetrieb bewirken die Längsträger 11 und die Querträger 13 eine Bauteilversteifung des Batteriegehäuses 1, wodurch die Crashperformance des Batteriegehäuses 1 gesteigert ist. Zudem teilen die Längs- und Querträger 11, 13 das Gehäuseinnere in Teilkammern auf, in denen jeweils ein aus mehreren Batteriezellen aufgebautes Batteriemodul 15 eingesetzt ist.In the 2 the battery housing 1 is shown without the housing cover 9. Accordingly, a longitudinal support 11 extends centrally in a housing longitudinal direction x between the two housing side walls 5 (of which in the 2 only one is shown). Cross members 13 project from the longitudinal member 11 in the transverse direction of the housing. The cross members 13 are both on the housing side walls 5 (in the 2 not shown) as well as connected to the longitudinal beam 11 in a force-transmitting manner. During normal driving, the longitudinal beams 11 and the cross beams 13 cause component stiffening of the battery housing 1, whereby the crash performance of the battery housing 1 is increased. In addition, the longitudinal and cross members 11, 13 divide the interior of the housing into partial chambers, in each of which a battery module 15 made up of several battery cells is inserted.

Die Batteriemodule 15 sind gemäß der 3 aus fertigungstechnischen sowie montagetechnischen Gründen über Montagespalte 17 von den jeweiligen Querträgern 13 beabstandet. In jedem dieser Montagespalte 17 ist jeweils ein U-Schenkel 19 eines später beschriebenen Schottelements 21 eingesetzt.The battery modules 15 are according to 3 for manufacturing and assembly reasons, spaced from the respective cross members 13 via mounting gaps 17. A U-leg 19 of a bulkhead element 21 described later is inserted into each of these mounting gaps 17.

Wie aus der 3 weiter hervorgeht, ist der Gehäusedeckel 9 um einen Zwischenraum 23 von der Batteriemodul-Oberseite beabstandet. Die Oberseite 25 des Längsträgers 11 ist in der 3 um einen Höhenversatz Δz (4) gegenüber der Batteriemodul-Oberseite nach unten zurückgesetzt. Auf diese Weise ergibt sich zwischen der Längsträger-Oberseite 25 und dem Gehäusedeckel 9 ein querschnittsgroßer Längs-Freigang 27. Dieser erstreckt sich in der Gehäuselängsrichtung x durchgängig durch das Gehäuseinnere hindurch.Like from the 3 As can be seen further, the housing cover 9 is spaced from the top of the battery module by a gap 23. The top 25 of the longitudinal beam 11 is in the 3 by a height offset Δz ( 4 ) set back downwards relative to the top of the battery module. In this way, a cross-sectionally large longitudinal clearance 27 is created between the top side of the longitudinal support 25 and the housing cover 9. This extends continuously through the interior of the housing in the longitudinal direction x of the housing.

Wie aus der 4 weiter hervorgeht, ist der Längs-Freigang 27 in der Gehäusehochrichtung z mittels eines Hitzeschutzelementes 29 aufgeteilt in einen unteren Leitungskanal 31 sowie einen oberen Gasführungskanal 33. Im unteren Leitungskanal 31 sind in der 4 Batteriekomponenten 28, zum Beispiel HV- und NV-Kabel, verlegt, während der obere Gasführungskanal 33 im Falle eines thermischen Events einen Haupt-Brandgasweg bereitstellt, durch den ein aus einer havarierenden Batteriezelle austretendes Brandgas in Richtung auf eine Notentgasungsöffnung 35 (2) geleitet wird, die in der Gehäuseseitenwand 5 ausgebildet ist.Like from the 4 Further shows, the longitudinal clearance 27 in the vertical direction of the housing z is divided into a lower line channel 31 and an upper gas guide channel 33 by means of a heat protection element 29. In the lower line channel 31 are in the 4 Battery components 28, for example HV and LV cables, are laid, while the upper gas guide channel 33 provides a main fire gas path in the event of a thermal event, through which a fire gas emerging from a failing battery cell flows towards an emergency degassing opening 35 ( 2 ) is conducted, which is formed in the housing side wall 5.

Wie aus den 2 bis 5 hervorgeht, ist auf jedem der Querträger 13 jeweils ein Schottelement 21 positioniert. Das Schottelement 21 ist im Querschnitt U-profilförmig mit zwei U-Schenkeln 19 ausgebildet, die über einen Basissteg 37 miteinander verbunden sind. In der, in der 3 gezeigten Einbaulage ist der Basissteg 37 des Schottelements 21 auf einer, dem Gehäusedeckel 9 zugewandten Querträger-Oberseite 39 angeordnet. Die beiden U-Schenkel 19 des Schottelements 21 ragen (in der Gehäuselängsrichtung x betrachtet) beidseitig des jeweiligen Querträgers 13 in den jeweiligen Montagespalt 17 ein.Like from the 2 until 5 As can be seen, a bulkhead element 21 is positioned on each of the cross members 13. The bulkhead element 21 is U-shaped in cross section with two U-legs 19, which are connected to one another via a base web 37. In the, in the 3 In the installation position shown, the base web 37 of the bulkhead element 21 is arranged on a cross member top 39 facing the housing cover 9. The two U-legs 19 of the bulkhead element 21 protrude into the respective assembly gap 17 on both sides of the respective cross member 13 (viewed in the longitudinal direction x of the housing).

In einer Zusammenbau-Prozessabfolge wird zunächst das Gehäuseunterteil 2 mitsamt darin positionierten Quer- und Längsträgern 11, 13 bereitgestellt. Anschließend erfolgt ein Modulsetzprozess, bei dem die Batteriemodule 15 von oben in die jeweiligen Teilkammern eingesetzt und darin montiert werden. In einem folgenden Prozessschritt werden die Schottelemente 21 auf die jeweiligen Querträger 13 gesetzt, so dass die U-Schenkel 19 der Schottelemente 21 die Montagespalte 17 zumindest teilweise ausfüllen.In an assembly process sequence, the lower housing part 2 is first provided together with the cross and longitudinal beams 11, 13 positioned therein. A module setting process then takes place, in which the battery modules 15 are inserted into the respective sub-chambers from above and mounted therein. In a following process step, the bulkhead elements 21 are placed on the respective cross members 13, so that the U-legs 19 of the bulkhead elements 21 at least partially fill the assembly gap 17.

Jedes der Schottelemente 21 ist gemäß der 3 aus einem beutelförmigen Hüllmaterial 41 aufgebaut, das eine thermisch aktivierbare Flammschutzschaum-Ausgangskomponente 43 umgibt. Im Falle eines thermischen Events wird die Flammschutzschaum-Ausgangskomponente 43 aktiviert und dadurch zu einem volumengrößeren Formschaum 45 (5) aufgeschäumt. Das beutelförmige Hüllmaterial 41 ist ausreichend dehnfähig, sodass es sich mit dem expandierten Flammschutzschaum 45 ausdehnt, ohne zu reißen. Auf diese Weise ist ein direkter Kontakt des Flammschutzschaumes 45 bzw. seiner Ausgangskomponente 43 mit im Batteriegehäuse 1 angeordneten Bauteilen verhindert.Each of the bulkhead elements 21 is according to 3 made up of a bag-shaped shell material 41 which surrounds a thermally activated flame retardant foam starting component 43. In the event of a thermal event, the flame retardant foam starting component 43 is activated and thereby becomes a larger volume molded foam 45 ( 5 ) foamed. The bag-shaped covering material 41 is sufficiently elastic so that it expands with the expanded flame retardant foam 45 without tearing. In this way, direct contact of the flame retardant foam 45 or its output component 43 with components arranged in the battery housing 1 is prevented.

In der 4 ist mit gepunkteter Linie jeweils das thermisch aktivierte Schottelement 21' angedeutet. Demnach ist der Zwischenraum 23 oberhalb der Querträger 13 mit dem aufgeschäumten Basissteg 37 gesperrt. Ein Übertritt (in Gehäuselängsrichtung x) des sich im Zwischenraum 23 oberhalb des havarierenden Batteriemoduls 15 sammelnden Brandgases in Richtung benachbarter Bauteile ist daher zumindest teilweise unterbunden, wie es auch in der 5 dargestellt ist. Gleichzeitig wird durch die aktivierten Schottelemente 21' ein Strömungsweg bereitgestellt, entlang dem das aus dem havarierenden Batteriemodul 15 austretende Brandgas in Richtung auf den Haupt-Brandgasweg (d.h. den Gasführungskanal 33 gemäß 4) geleitet wird. Zudem wird mittels der aufgeschäumten U-Schenkel 19 (5) ein Einströmen von Brandgas ausgehend vom Zwischenraum 23 in die Montagespalte 17 verhindert. Der im Längs-Freigang 27 verlaufende untere Leitungskanal 31 ist daher vor einem, über die Montagespalte 17 erfolgenden Brandgas-Zutritt wirkungsvoll geschützt.In the 4 The thermally activated bulkhead element 21' is indicated by a dotted line. Accordingly, the space 23 above the cross member 13 is blocked with the foamed base web 37. A transfer (in the longitudinal direction of the housing x) of the fire gas collecting in the space 23 above the failing battery module 15 towards neighboring components is therefore at least partially prevented, as also shown in FIG 5 is shown. At the same time, the activated bulkhead elements 21' provide a flow path along which the fire gas emerging from the failing battery module 15 in the direction of the main fire gas path (ie the gas guide channel 33 according to 4 ) is directed. In addition, the foamed U-legs 19 ( 5 ) an inflow of fire gas from the gap 23 into the assembly gap 17 is prevented. The lower conduit 31 running in the longitudinal clearance 27 is therefore effectively protected from fire gas access via the assembly gap 17.

Nachfolgend wird anhand der 6 bis 11 ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben, das im Wesentlichen identisch mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der 1 bis 5 ist. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist im zweiten Ausführungsbeispiel die Ausgangskomponente 43 nicht erst im Falle eines thermischen Events thermisch aktivierbar. Vielmehr ist im zweiten Ausführungsbeispiel die Ausgangskomponente 43 des Flammschutzschaums 45 bereits im Fertigungsprozess chemisch aktivierbar.The following is based on the 6 until 11 a second exemplary embodiment is described, which is essentially identical to the first exemplary embodiment according to the 1 until 5 is. In contrast to the first exemplary embodiment, in the second exemplary embodiment the output component 43 cannot be thermally activated until a thermal event occurs. Rather, in the second exemplary embodiment, the starting component 43 of the flame retardant foam 45 can already be chemically activated during the manufacturing process.

Nachfolgend wird anhand der 6 bis 11 eine Prozessabfolge zum Zusammenbau des Hochvolt-Batteriesystems beschrieben. Demnach erfolgt in der 6 ein Füllvorgang, bei dem die Ausgangskomponente 43 zusammen mit einer Initialisierungskomponente 44 in einer Mischereinheit 46 in Kontakt gebracht werden. Das in der Mischereinheit 46 entstehende Gemisch wird in das beutelförmige Hüllmaterial 41 gefüllt. Durch das Vermischen der Ausgangskomponente 43 mit der Initialisierungskomponente 44 startet der Aufschäumvorgang.The following is based on the 6 until 11 a process sequence for assembling the high-voltage battery system is described. Accordingly, it takes place in the 6 a filling process in which the starting component 43 is brought into contact together with an initialization component 44 in a mixer unit 46. The mixture created in the mixer unit 46 is filled into the bag-shaped covering material 41. The foaming process starts by mixing the starting component 43 with the initialization component 44.

Nach dem Füllvorgang wird die Einfüllöffnung 48 des beutelförmigen Hüllmaterials 41 versiegelt (7). Danach erfolgt ein Einlegeprozess, bei dem ein Werker das beutelförmige Hüllmaterial 41 in das mit den Batteriemodulen 15 bestückte Batteriegehäuse 1 einlegt ( 8). Bei fortschreitendem Aufschäumprozess steigert sich das Volumen des beutelförmigen Hüllmaterials 41. Während des Aufschäumvorgangs wird in der 9 eine Aufschäum-Schablone als Hilfswerkzeug 50 bereitgestellt. Das Hilfswerkzeug 50 ist gemäß der 9 auf der Oberseite des Batteriegehäuses 1 positioniert, um eine beim Aufschäumvorgang stattfindende Formgebung des Flammschutzschaums 45 zielgerichtet zu steuern.After the filling process, the filling opening 48 of the bag-shaped wrapping material 41 is sealed ( 7 ). This is followed by an insertion process in which a worker inserts the bag-shaped covering material 41 into the battery housing 1 equipped with the battery modules 15 ( 8th ). As the foaming process progresses, the volume of the bag-shaped covering material 41 increases. During the foaming process, in the 9 a foaming template is provided as an auxiliary tool 50. The auxiliary tool 50 is according to 9 positioned on the top of the battery housing 1 in order to specifically control the shaping of the flame retardant foam 45 that takes place during the foaming process.

In der 10 ist der Zustand nach dem Ende des Aufschäumvorgangs gezeigt, wobei das Hilfswerkzeug 50 von der Oberseite des Batteriegehäuses 1 entfernt ist. Anschließend kann die Gehäusedeckel-Montage durchgeführt werden, bei der der Gehäusedeckel 9 auf das Batteriegehäuse 1 montiert wird (11).In the 10 the state after the end of the foaming process is shown, with the auxiliary tool 50 being removed from the top of the battery housing 1. The housing cover assembly can then be carried out, in which the housing cover 9 is mounted on the battery housing 1 ( 11 ).

In einer weiteren Ausführungsvariante kann die Ausgangskomponente 43 auch mechanisch aktivierbar sein. In diesem Fall erfolgt vor und/oder während des Einlegeprozesses eine mechanische Kraftbeaufschlagung (zum Beispiel durch Kneten) auf das beutelförmige Hüllmaterial 41 mit darin befindlicher Ausgangskomponente 43, wie es in der 12 anhand von Doppelpfeilen angedeutet ist. Nach mechanischer Aktivierung der Ausgangskomponente 43 legt der Werker das beutelförmige Hüllmaterial 41 in das mit den Batteriemodulen 15 bestückte Batteriegehäuse 1 ein. Um den Aufschäumvorgang zielgerichtet zu steuern, kann ebenfalls wieder das Hilfswerkzeug 50 bereitgestellt werden. Nach Abschluss des Aufschäumvorgangs wird das Hilfswerkzeug 50 entfernt und anschließend der Gehäusedeckel 9 auf dem Batteriegehäuse 1 montiert.In a further embodiment variant, the output component 43 can also be activated mechanically. In this case, before and/or during the insertion process, a mechanical force is applied (for example by kneading) to the bag-shaped wrapping material 41 with the starting component 43 located therein, as described in FIG 12 is indicated by double arrows. After mechanical activation of the output component 43, the worker places the bag-shaped covering material 41 into the battery housing 1 equipped with the battery modules 15. In order to control the foaming process in a targeted manner, the auxiliary tool 50 can also be provided again. After the foaming process has been completed, the auxiliary tool 50 is removed and then the housing cover 9 is mounted on the battery housing 1.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
BatteriegehäuseBattery case
22
Gehäuse-UnterteilHousing base
33
GehäusebodenCase back
55
GehäuseseitenwändeHousing side walls
77
GehäuseflanschHousing flange
99
GehäusedeckelHousing cover
1111
LängsträgerLongitudinal beam
1313
QuerträgerCross beam
1515
BatteriemoduleBattery modules
1717
ModulspalteModule column
1919
U-SchenkelU-thigh
2121
Schottelemente im deaktiviertem ZustandBulkhead elements in deactivated state
21'21'
Schottelemente im aktiviertem ZustandBulkhead elements in activated state
2323
Zwischenraumspace
2525
Längsträger-OberseiteLongitudinal beam top
2727
Längs-FreigangLongitudinal clearance
2828
BatteriekomponentenBattery components
2929
HitzeschutzelementeHeat protection elements
3131
unterer Leitungskanallower duct
3333
oberer Gasführungskanalupper gas guide channel
3535
NotentgasungsöffnungEmergency degassing opening
3737
BasisstegBase bridge
3939
Querträger-OberseiteCross member top
4141
HüllmaterialCover material
4343
AusgangskomponenteOutput component
4444
InitialisierungskomponenteInitialization component
4545
FlammschutzschaumFlame retardant foam
4646
MischereinheitMixer unit
4848
EinfüllöffnungFilling opening
5050
HilfswerkzeugAuxiliary tool
ΔzΔz
HöhenversatzHeight offset

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010030881 A1 [0004]DE 102010030881 A1 [0004]

Claims (10)

Hochvolt-Batteriesystem, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einem Batteriegehäuse (1), in dem Batteriezellen angeordnet sind, die in einer Gehäusehochrichtung (z) über einen Zwischenraum (23) von einem Gehäusedeckel (9) des Batteriegehäuses beabstandet sind, wobei im Gehäuseinneren ein Flammschutzschaum (45) angeordnet ist, der den Zwischenraum (23) teilweise füllt, um einen vordefinierten Gasführungsweg bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochvolt-Batteriesystem zumindest ein Schottelement (21) aufweist, das aus einem beutelförmigen Hüllmaterial (41) aufgebaut ist, das den Flammschutzschaum (45) umgibt, so dass ein direkter Kontakt des Flammschutzschaums (45) mit den im Batteriegehäuse (1) angeordneten Batteriekomponenten verhindert ist.High-voltage battery system, in particular for a vehicle, with a battery housing (1) in which battery cells are arranged, which are spaced in a housing vertical direction (z) from a housing cover (9) of the battery housing via an intermediate space (23), with a Flame retardant foam (45) is arranged, which partially fills the gap (23) in order to provide a predefined gas guide path, characterized in that the high-voltage battery system has at least one bulkhead element (21), which is constructed from a bag-shaped enveloping material (41), which surrounds the flame retardant foam (45), so that direct contact of the flame retardant foam (45) with the battery components arranged in the battery housing (1) is prevented. Hochvolt-Batteriesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgangskomponente (43) des Flammschutzschaums (45) mechanisch und/oder chemisch aktivierbar ist, und zwar unter Bildung des Flammschutzschaums (45).High-voltage battery system Claim 1 , characterized in that a starting component (43) of the flame retardant foam (45) can be activated mechanically and/or chemically, specifically to form the flame retardant foam (45). Hochvolt-Batteriesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung der Ausgangskomponente (43) des Flammschutzschaums (45) zu einem Prozesszeitpunkt vor der Gehäusedeckel-Montage erfolgt, und zwar insbesondere vor oder während eines Einlegeprozesses, bei dem das Schottelement (21) in das mit den Batteriezellen bestückte Batteriegehäuse (1) eingelegt wird.High-voltage battery system Claim 1 or 2 , characterized in that the activation of the output component (43) of the flame retardant foam (45) takes place at a time in the process before the housing cover is assembled, in particular before or during an insertion process in which the bulkhead element (21) is inserted into the battery housing equipped with the battery cells (1) is inserted. Hochvolt-Batteriesystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufschäumvorgang der Ausgangskomponente (43) zumindest teilweise bei noch demontiertem Gehäusedeckel (9) erfolgt, und/oder dass insbesondere während des Aufschäumvorgangs eine Aufschäum-Schablone als Hilfswerkzeug (50) bereitstellbar ist, und dass insbesondere das Hilfswerkzeug (50) anstelle des Gehäusedeckels (9) auf der Oberseite des Batteriegehäuses (1) positionierbar ist, um die beim Aufschäumvorgang stattfindende Formgebung des Flammschutzschaums (45) zu steuern.High-voltage battery system Claim 2 or 3 , characterized in that the foaming process of the starting component (43) takes place at least partially with the housing cover (9) still dismantled, and/or that a foaming template can be provided as an auxiliary tool (50), in particular during the foaming process, and that in particular the auxiliary tool (50 ) can be positioned on the top of the battery housing (1) instead of the housing cover (9) in order to control the shaping of the flame retardant foam (45) that takes place during the foaming process. Hochvolt-Batteriesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ende des Aufschäumvorgangs das Hilfswerkzeug (50) entfernt wird und die Gehäusedeckel-Montage durchgeführt wird.High-voltage battery system Claim 4 , characterized in that after the end of the foaming process, the auxiliary tool (50) is removed and the housing cover assembly is carried out. Hochvolt-Batteriesystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangskomponente (43) chemisch aktivierbar ist, und/oder dass bei einem Füllvorgang des beutelförmigen Hüllmaterials (41) die Ausgangskomponente (43) mit einer Initialisierungskomponente (44) in Kontakt gebracht wird, wodurch der Aufschäumvorgang startet.High-voltage battery system according to one of the Claims 2 until 5 , characterized in that the starting component (43) can be chemically activated, and / or that during a filling process of the bag-shaped wrapping material (41), the starting component (43) is brought into contact with an initialization component (44), whereby the foaming process starts. Hochvolt-Batteriesystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangskomponente (43) mechanisch aktivierbar ist, und/oder dass das beutelförmige Hüllmaterial (41) mit darin befindlicher Ausgangskomponente (43) durch mechanische Kraftbeaufschlagung, etwa durch Kneten, aktiviert wird, und zwar insbesondere vor und/oder während des Einlegeprozesses.High-voltage battery system according to one of the Claims 2 until 6 , characterized in that the starting component (43) can be activated mechanically, and/or that the bag-shaped covering material (41) with the starting component (43) located therein is activated by mechanical force, for example by kneading, in particular before and/or during of the insertion process. Hochvolt-Batteriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseinnere mittels Trennwänden (11, 13) in Teilkammern aufgeteilt ist, in denen jeweils ein Batteriemodul (15) eingesetzt ist, und dass die Batteriemodule (15) über jeweils einen Montagespalt (17) von den Trennwänden (11, 13) beabstandet sind, und dass insbesondere das Schottelement (21) im deaktivierten Zustand im Querschnitt U-profilförmig ist mit zwei U-Schenkeln (19), die über einen Basissteg (37) miteinander verbunden sind, und dass in einer Einbaulage der Basissteg (37) des Schottelements (21) auf einer dem Gehäusedeckel (9) zugewandten Trennwand-Oberseite (39) angeordnet ist, und die beiden U-Schenkel (19) des Schottelements (21) beidseitig der Trennwand (11, 13) in den jeweiligen Montagespalt (17) einragen.High-voltage battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the interior of the housing is divided into partial chambers by means of partitions (11, 13), in each of which a battery module (15) is inserted, and that the battery modules (15) each have a mounting gap ( 17) are spaced from the partition walls (11, 13), and in particular the bulkhead element (21) in the deactivated state is U-shaped in cross section with two U-legs (19) which are connected to one another via a base web (37), and that in an installed position, the base web (37) of the bulkhead element (21) is arranged on a partition wall top (39) facing the housing cover (9), and the two U-legs (19) of the bulkhead element (21) on both sides of the partition ( 11, 13) into the respective assembly gap (17). Hochvolt-Batteriesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände (11, 13) als Längs- und Querträger ausgebildet sind, von denen ein Längsträger (11) in einer Gehäuselängsrichtung (x) mittig verläuft, und dass vom Längsträger (11) beidseitig in Gehäusequerrichtung (y) die Querträger (13) abragen.High-voltage battery system Claim 8 , characterized in that the partitions (11, 13) are designed as longitudinal and cross members, of which one longitudinal member (11) runs centrally in a longitudinal direction (x) of the housing, and that of the longitudinal member (11) on both sides in the transverse direction (y) of the housing Project cross member (13). Verfahren zum Zusammenbau eines Hochvolt-Batteriesystems, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Batteriegehäuse (1), in dem Batteriezellen angeordnet werden, die im Zusammenbauzustand in einer Gehäusehochrichtung (z) über einen Zwischenraum (23) von einem Gehäusedeckel (9) beabstandet sind, wobei vor einer Gehäusedeckel-Montage ein Flammschutzschaum (45) in das mit den Batteriezellen bestückte Batteriegehäuse (1) eingelegt wird, der im Zusammenbauzustand den Zwischenraum (23) zumindest teilweise füllt, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochvolt-Batteriesystem zumindest ein Schottelement (21) aufweist, das aus einem beutelförmigen Hüllmaterial (41) aufgebaut wird, das den Flammschutzschaum (45) umgibt.Method for assembling a high-voltage battery system, in particular according to one of the preceding claims, with a battery housing (1) in which battery cells are arranged, which in the assembled state are spaced from a housing cover (9) in a housing vertical direction (z) via an intermediate space (23). are, wherein before a housing cover assembly, a flame retardant foam (45) is inserted into the battery housing (1) equipped with the battery cells, which at least partially fills the gap (23) in the assembled state, characterized in that the high-voltage battery system has at least one bulkhead element ( 21), which is made up of a bag-shaped shell material (41) that surrounds the flame retardant foam (45).
DE102022204846.6A 2022-05-17 2022-05-17 High-voltage battery system Pending DE102022204846A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022204846.6A DE102022204846A1 (en) 2022-05-17 2022-05-17 High-voltage battery system
CN202310542269.1A CN117080663A (en) 2022-05-17 2023-05-15 High-voltage battery system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022204846.6A DE102022204846A1 (en) 2022-05-17 2022-05-17 High-voltage battery system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022204846A1 true DE102022204846A1 (en) 2023-11-23

Family

ID=88599866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022204846.6A Pending DE102022204846A1 (en) 2022-05-17 2022-05-17 High-voltage battery system

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN117080663A (en)
DE (1) DE102022204846A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010030881A1 (en) 2010-07-02 2012-01-05 Robert Bosch Gmbh Thermal decoupling of battery cells in case of failure
DE102020208020A1 (en) 2020-06-29 2021-12-30 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Battery module
DE102021205171A1 (en) 2021-05-20 2022-11-24 Volkswagen Aktiengesellschaft High-voltage battery system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010030881A1 (en) 2010-07-02 2012-01-05 Robert Bosch Gmbh Thermal decoupling of battery cells in case of failure
DE102020208020A1 (en) 2020-06-29 2021-12-30 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Battery module
DE102021205171A1 (en) 2021-05-20 2022-11-24 Volkswagen Aktiengesellschaft High-voltage battery system

Also Published As

Publication number Publication date
CN117080663A (en) 2023-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012000622A1 (en) Battery device i.e. traction battery device, for e.g. electric vehicle, has amplification prop comprising deformation element in region of interspace that is deformable in event of crash by partial exhaustion of intermediate chamber
DE102011115763A1 (en) Body structure for an electrically driven passenger vehicle
DE102018221988A1 (en) Battery housing for receiving a battery module, battery module arrangement, motor vehicle and method for introducing a heat-conducting element into a battery housing
DE102012001596A1 (en) Lithium ion battery integrated vehicle e.g. electric car, has protection elements fillable with medium or permanently filled with medium, and arranged between vehicle body and battery housing side that faces vehicle body
WO2019120741A1 (en) Energy storage unit for a motor vehicle, fastening arrangement of such an energy storage unit on the superstructure of a motor vehicle and motor vehicle having such an energy storage unit
DE202011002778U1 (en) Knee airbag module
DE102018214109A1 (en) Body structure for an electrically powered vehicle
DE102020106780A1 (en) Battery with module holder for receiving hot gas and motor vehicle
DE102013100408A1 (en) Frontal center curtain airbag for a vehicle
DE202021107012U1 (en) Battery box and battery pack with this battery box
WO2021164984A1 (en) Air displacer, traction battery, production method and motor vehicle
WO2019174882A1 (en) Motor vehicle
DE102021205171A1 (en) High-voltage battery system
DE10329906B4 (en) Bonnet system
WO2016026651A1 (en) Vehicle
DE102022204846A1 (en) High-voltage battery system
EP3586049B1 (en) Fire retardant element
DE102019130499A1 (en) Separating device for a battery module, battery module and motor vehicle
EP2141317A2 (en) Frame
DE102017116473B4 (en) Battery assembly of a motor vehicle and motor vehicle
DE102019217766B4 (en) High-voltage battery for an electrically powered vehicle
DE102022000949A1 (en) Arrangement of an electrical energy storage device on a bodyshell for a passenger car
DE102021118643A1 (en) Method for introducing a heat-conducting compound between a battery module and a housing base, battery and motor vehicle
DE102020002901A1 (en) Method for closing a battery lower part with a battery upper part for imaging a battery housing with at least one receiving space for receiving at least one electrical storage module
DE102020102558A1 (en) Cooling tolerance compensation element and its arrangement in batteries

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication