DE102022210537A1

DE102022210537A1 - Sicherheitsstruktur für fahrzeugbatteriepack

Info

Publication number: DE102022210537A1
Application number: DE102022210537.0A
Authority: DE
Inventors: Tae Hyuck Kim; Jae Hyeon JU; Chang Mo Sung; Mee Sun Oh; Min Seok Seo
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2022-01-06
Filing date: 2022-10-06
Publication date: 2023-07-06
Also published as: US20230216110A1; CN116454561A; KR20230106401A

Abstract

Eine Sicherheitsstruktur für ein Fahrzeugbatteriepack enthält Folgendes: ein Batteriemodul, das jeweils eine Vielzahl von Batteriezellen enthält, die zwischen gegenüberliegenden Endplatten gestapelt sind; ein unteres Gehäuse, das eine Unterseite der Batteriemodule bedeckt, die zweidimensional angeordnet werden; eine obere Abdeckung, die mit einer Oberseite des unteren Gehäuses gekoppelt ist und eine Oberseite der Batteriemodule bedeckt; und erste Trennpads, die jeweils aus einem wärmebeständigen und isolierenden Material bestehen und in einem Abschnitt angeordnet sind, in dem sich ein Zwischenraum zwischen der Endplatte des Batteriemoduls und dem unteren Gehäuse lokal verengt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung betrifft eine Technologie zum Verbessern der Sicherheit eines Fahrzeugbatteriepacks.
HINTERGRUND
Eine Hochspannungsbatterie zum Versorgen eines Fahrzeugs mit Leistung wird in Form eines Batteriepacks an einem jüngsten Elektrofahrzeug oder dergleichen montiert.
Das Batteriepack enthält eine Vielzahl von Batteriemodulen, die in einem Batteriegehäuse untergebracht werden, das in ein unteres Gehäuse und eine obere Abdeckung unterteilt ist. Jedes Batteriemodul enthält eine Vielzahl von Batteriezellen.
Ferner enthält das Batteriepack eine Vielzahl von Längsträgern, eine Vielzahl von Querträgern etc. zwischen den Batteriemodulen, um die in dasselbe geladenen Batteriemodule zu lagern und die Steifigkeit des Batteriepacks sicherzustellen.
Daher gibt es in dem Batteriepack viele benachbarte Abschnitte, die nur einen kleinen Abstand bzw. Zwischenraum von dem Batteriemodul zwischen der oberen Abdeckung und dem Batteriemodul, zwischen dem unteren Gehäuse und dem Batteriemodul, zwischen dem Längsträger oder dem Querträger und dem Batteriemodul hinterlassen.
Die Endplatte oder Klemme des Batteriemoduls, das untere Gehäuse, die obere Abdeckung, der Längsträger, der Querträger etc. bestehen im Allgemeinen aus einem metallischen Material und daher kann der vorangehende Abschnitt, der nur einen kleinen Zwischenraum von dem Batteriemodul hinterlässt, potentiell als Kondensator dienen.
Indessen kann die Batteriezelle Wärme erzeugen und sich eine Ausgasung oder dergleichen aus irgendeinem Grund in dem Batteriepack ereignen. In diesem Fall wird, wenn das Abgas zusammen mit Fremdstoffen in den Zwischenraum des vorangehenden Abschnitts gelangt, der als Kondensator fungiert, ein Isolierabstand des Zwischenraums effektiv verringert und daher können elektrische Ladungen, die sich in dem Zwischenraum zwischen dem Batteriemodul und den benachbarten Komponenten desselben ansammeln, einen Lichtbogen bilden und dadurch zu einem thermischen Durchgehen des Batteriepacks führen und den Ausbruch eines Feuers verursachen.
Die als die verwandte Technik beschriebenen Inhalte sind lediglich zur Förderung des Verständnisses des Hintergrunds der Offenbarung geliefert und nicht als der Stand der Technik anzunehmen, der jemandem mit gewöhnlichem Wissen in der Technik bereits bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Offenbarung dient zum Bereitstellen einer Sicherheitsstruktur für ein Fahrzeugbatteriepack, bei dem die Möglichkeit eines Lichtbogens zwischen einem Batteriemodul und den benachbarten Komponenten desselben in dem Batteriepack beseitigt wird, wobei dadurch das thermische Durchgehen und der Brand des Batteriepacks effektiv verringert oder verhindert werden und schließlich das Batteriepack hinsichtlich der Sicherheit erheblich verbessert wird.
Nach einem Aspekt der Offenbarung enthält eine Sicherheitsstruktur für ein Fahrzeugbatteriepack eine Vielzahl von Batteriemodulen, die jeweils eine Vielzahl von Batteriezellen enthalten, die zwischen gegenüberliegenden Endplatten gestapelt sind montiert werden; ein unteres Gehäuse, das eine Unterseite der Batteriemodule bedeckt, die zweidimensional angeordnet werden; eine obere Abdeckung, die mit einer Oberseite des unteren Gehäuses gekoppelt ist und eine Oberseite der Batteriemodule bedeckt; und erste Trennpads, die jeweils aus einem Isoliermaterial bestehen und zwischen den Endplatten der Batteriemodule und dem unteren Gehäuse angeordnet sind.
Die ersten Trennpads können in Abschnitten angeordnet werden, in welchen Zwischenräume zwischen den Endplatten der Batteriemodule und dem unteren Gehäuse lokal eng werden bzw. sich lokal verengen.
Die ersten Trennpads können an einer Oberseitenfläche des unteren Gehäuses angebracht und voneinander beabstandet werden.
Jedes Batteriemodul kann jeweils durch Klemmen, die die gegenüberliegenden Endplatten an Ober- und Unterseiten verbinden, als ein einzelner Körper vorgesehen werden und ein zweites Trennpad aus einem Isoliermaterial kann in einem Raum bzw. Zwischenraum zwischen dem unteren Gehäuse und den Klemmen jedes Batteriemoduls angeordnet werden.
Das zweite Trennpad kann an der Oberseitenfläche des unteren Gehäuses angebracht und zwischen den ersten Trennpads angeordnet und von denselben beabstandet werden.
Die Sicherheitsstruktur kann ferner ein drittes Trennpad enthalten, das aus einem Isoliermaterial besteht und auf einer Innenfläche der oberen Abdeckung angeordnet ist, die der Oberseite der Batteriemodule gegenüberliegt.
Eine Vielzahl von Längsträgern und eine Vielzahl von Querträgern können jeweils zwischen den Batteriemodulen des Batteriepacks montiert werden; und jeder Längsträger und Querträger, der zu einem lateralen Endabschnitt der Endplatten jedes Batteriemoduls benachbart ist, kann mit einem vierten Trennpad versehen werden, das aus einem Isoliermaterial besteht.
Ein Befestigungsträger, an welchem elektrische Teile montiert werden, die für das Batteriepack erfordert werden, kann über den zweidimensional angeordneten Batteriemodulen angeordnet werden; die elektrischen Teile können an einer Oberseite des Befestigungsträgers montiert werden; und ein fünftes Trennpad, das aus einem Isoliermaterial besteht, kann auf einer Unterseitenfläche des Befestigungsträgers angeordnet werden.
Die an der Oberseite des Befestigungsträgers montierten elektrischen Teile können eine Leistungsrelaisanordnung (PRA; engl. power relay assembly) enthalten.
Nach einem Aspekt der Offenbarung enthält eine Sicherheitsstruktur für ein Fahrzeugbatteriepack ferner Folgendes: eine Vielzahl von Batteriemodulen, die jeweils eine Vielzahl von überlappten Batteriezellen enthalten, deren gegenüberliegende Seiten mit Endplatten bedeckt werden, wobei die Endplatten durch Klemmen an den Ober- und Unterseiten verbunden sind; ein unteres Gehäuse, das die Batteriemodule von unten bedeckt; eine obere Abdeckung, die mit dem unteren Gehäuse gekoppelt ist und die Batteriemodule von oben bedeckt; eine Vielzahl von Längsträgern und eine Vielzahl von Querträgern, die mit dem unteren Gehäuse gekoppelt sind und jeweils zwischen der Vielzahl von Batteriemodulen positioniert sind; und eine Vielzahl von Trennpads, die aus einem Isoliermaterial bestehen und in zumindest dem unteren Gehäuse, der oberen Abdeckung, den Längsträgern und/oder den Querträgern angeordnet sind, um Abschnitten gegenüberzuliegen, die zu den Endplatten und Klemmen des Batteriemoduls benachbart sind.
Die Trennpads können ein erstes Trennpad, das zwischen dem unteren Gehäuse und der Endplatte des Batteriemoduls angeordnet ist; ein zweites Trennpad, das zwischen dem unteren Gehäuse und der Klemme des Batteriemoduls angeordnet ist; ein drittes Trennpad, das auf einer Innenfläche der oberen Abdeckung angeordnet ist; und ein viertes Trennpad enthalten, das zwischen der Endplatte des Batteriemoduls und einem benachbarten Längsträger unter den Längsträgern oder einem benachbarten Querträger unter den Querträgern angeordnet ist.
Das erste Trennpad kann sich entlang einer Richtung, in der die Batteriemodule überlappt sind, der Länge nach erstrecken, wobei dasselbe in Richtung der gegenüberliegenden Endabschnitte der Endplatte weist.
Das zweite Trennpad kann sich entlang der Richtung, in der die Batteriemodule überlappt sind, der Länge nach erstrecken und zwischen den ersten Trennpads angeordnet werden.
Ein Befestigungsträger, an welchem für das Batteriepack erforderte elektrische Teile montiert werden, kann über den zweidimensional angeordneten Batteriemodulen angeordnet werden; die elektrischen Teile können an bzw. in einem Zwischenraum zwischen dem Befestigungsträger und der oberen Abdeckung montiert werden; und ein fünftes Trennpad aus einem wärmebeständigen und isolierenden Material kann auf einer Unterseitenfläche des Befestigungsträgers angeordnet werden.
Die elektrischen Teile, die in einem Zwischenraum zwischen dem Befestigungsträger und der oberen Abdeckung montiert werden, können eine PRA enthalten.
Jedes Element des unteren Gehäuses, der oberen Abdeckung, des Längsträgers und des Querträgers, das mit dem Trennpad versehen werden muss, kann einen Abschnitt enthalten, der aus einem metallischen Material besteht, und fungiert folglich zusammen mit der Endplatte oder Klemme des Batteriemoduls potentiell als Kondensator.
Das Trennpad kann in jedem Abschnitt des unteren Gehäuses, der oberen Abdeckung, des Längsträgers und des Querträgers, in dem ein brandverursachender Lichtbogen sehr wahrscheinlich gebildet wird, zwischen den Endplatten oder Klemmen jedes Batteriemoduls vorgesehen werden, um die Bildung des Lichtbogens grundlegend zu verhindern.
Figurenliste

1 veranschaulicht eine Struktur für ein Batteriepack eines Fahrzeugs nach einer beispielhaften Ausführungsform der Offenbarung,
2 veranschaulicht ein Batteriemodul, das in dem Batteriepack der 1 untergebracht ist,
3 veranschaulicht eine Endplatte und eine Klemme des Batteriemoduls der 2 ohne Batteriezelle,
4 ist eine Draufsicht des Batteriepacks der 1,
5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie V-V der 4,
6 veranschaulicht eine Ausführungsform, dass ein erstes Trennpad und ein zweites Trennpad auf ein unteres Gehäuse angewandt werden, nach einer beispielhaften Ausführungsform der Offenbarung,
7 veranschaulicht eine Ausführungsform, dass ein drittes Trennpad auf eine obere Abdeckung angewandt wird, nach einer beispielhaften Ausführungsform der Offenbarung,
8 ist eine Schnittansicht entlang der Linie V-V der 4, auf welche erste bis vierte Trennpads angewandt werden, nach einer beispielhaften Ausführungsform der Offenbarung, und
9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX der 4, auf welche ein fünftes Trennpad angewandt wird, nach einer beispielhaften Ausführungsform der Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In Bezug auf die Ausführungsformen der Offenbarung, die in dieser Beschreibung oder Anmeldung offenbart sind, ist die spezifische strukturelle oder funktionelle Beschreibung lediglich zum Zweck des Beschreibens der Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulichend und die Ausführungsformen der Offenbarung können in verschiedenen Formen bzw. Ausgestaltungen implementiert werden, aber dürfen nicht ausgelegt werden, auf die in dieser Beschreibung oder Anmeldung dargelegten Ausführungsformen beschränkt zu sein.
Da die Ausführungsformen der Offenbarung verschieden modifiziert werden können und verschiedene Ausgestaltungen aufweisen können, werden spezifische beispielhafte Ausführungsformen in den Zeichnungen veranschaulicht und in dieser Beschreibung oder Anmeldung detailliert beschrieben werden. Es sollte jedoch klar sein, dass die Ausführungsformen der Offenbarung nicht auf die spezifischen Ausführungsformen beschränkt sein sollen, sondern alle Modifikationen, Äquivalente oder Alternativen decken sollen, ohne von dem Wesen und technischen Bereich der Offenbarung abzuweichen.
Ausdrücke, wie beispielsweise „erster/erste/erstes“ und/oder „zweiter/zweite/zweites“, werden hierin lediglich verwendet, um eine Vielfalt von Elementen zu beschreiben, aber die Elemente sind nicht durch diese Ausdrücke beschränkt. Solche Ausdrücke werden lediglich zum Zweck des Unterscheidens eines Elements von einem anderen Element verwendet. Ohne von dem konzeptionellen Bereich der Offenbarung abzuweichen, kann beispielsweise ein erstes Element als ein zweites Element bezeichnet werden und umgekehrt.
Wenn ein bestimmtes Element bezeichnet wird, „mit“ einem anderen Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ zu sein, wird klar sein, dass dieselben direkt miteinander verbunden oder gekoppelt sein können, oder aber dazwischenliegende Elemente zwischen denselben vorhanden sein können. Wenn ein bestimmtes Element andererseits bezeichnet wird, „mit“ einem anderen Element „direkt verbunden“ oder „direkt gekoppelt“ zu sein, wird klar sein, dass keine dazwischenliegenden Elemente zwischen denselben vorhanden sind. Andere Ausdrücke, die Verhältnisse zwischen Elementen beschreiben, wie beispielsweise „zwischen“, „unmittelbar zwischen“, „benachbart zu“, „direkt benachbart zu“ etc., können auch in gleicher Weise ausgelegt werden.
Ausdrücke, die in dieser Beschreibung verwendet werden, werden lediglich zum Erläutern spezifischer Ausführungsformen verwendet, aber sollen die Offenbarung nicht beschränken. Sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar diktiert, enthalten die Singularformen auch die Pluralformen. Es sollte klar sein, dass die Ausdrücke „enthalten“, „haben“ bzw. „aufweisen“ etc., wie hierin verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten oder eine Kombination derselben spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten oder einer Kombination derselben ausschließen.
Sofern nicht anderweitig definiert, haben alle hierin verwendeten Ausdrücke, einschließlich technischer oder wissenschaftlicher Termini, die gleichen Bedeutungen wie jene, die im Allgemeinen von jemandem mit gewöhnlichem Wissen in der Technik verstanden werden, zu der die Offenbarung gehört. Die Ausdrücke, wie jene, die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, werden ausgelegt, Bedeutungen zu haben, die mit denen in dem Kontext der verwandten Technologie übereinstimmen, und werden nicht ausgelegt, ideal oder übermäßig formal zu sein.
Nachstehend wird die Offenbarung durch Beschreiben der Ausführungsformen in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben werden. In den Zeichnungen beziehen sich ähnliche Bezugsnummern auf ähnliche Nummern.
1 veranschaulicht ein Batteriepack 1 eines Fahrzeugs nach einer beispielhaften Ausführungsform der Offenbarung, die 2 und 3 veranschaulichen eine Struktur für ein Batteriemodul 3, das in dem Batteriepack 1 unterzubringen ist, 4 ist eine Draufsicht des Batteriepacks 1 und 5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie V-V der 4.
In Bezug auf die 1 bis 5 werden eine Vielzahl von Batteriemodulen 3, die in dem Batteriepack 1 unterzubringen sind, zweidimensional angeordnet, um eine einzelne Schicht zu bilden, und diese Batteriemodule 3 werden an einer Unterseite mit einem unteren Gehäuse 5 und an einer Oberseite mit einer oberen Abdeckung 7 bedeckt.
Das Batteriepack 1 enthält in demselben eine Vielzahl von Längsträgern 9 und eine Vielzahl von Querträgern 11 zwischen den Batteriemodulen 3, die wie oben beschrieben angeordnet sind, wobei dadurch die Steifigkeit des Batteriepacks 1 verbessert wird und dieselben als Halter bzw. Auflager (supporter) oder dergleichen zum Halten der Batteriemodule 3 dienen.
Hier wird der Längsträger 9 der Länge nach in Richtungen nach vorne und nach hinten des Fahrzeugs angeordnet und der Querträger 11 der Länge nach in der Breitenrichtung des Fahrzeugs angeordnet.
Das Batteriemodul 3 enthält Endplatten 15 an gegenüberliegenden Enden mit einer Vielzahl von zwischen denselben überlappenden Batteriezellen 13, wobei diese Endplatten 15 strukturell miteinander verbunden sind. Wie in 3 gezeigt, werden eine Vielzahl von Verbindungsstangen 17 und eine Vielzahl von Klemmen 19 zur strukturellen Verbindung zwischen den Endplatten 15 verwendet.
Die Verbindungsstangen 17 werden zwischen den gegenüberliegenden Endplatten 15 eingeklemmt bzw. sandwichartig angeordnet und mit Schrauben an den Endplatten 15 befestigt, und daher steht ein Abschnitt der Endplatte 15, an welchem die Verbindungsstange 17 befestigt wird, weiter als andere Abschnitte nach außen hervor. Solch ein hervorstehender Abschnitt bewirkt, dass sich ein Zwischenraum mit benachbarten Komponenten verengt, und daher wird in dem hervorstehenden Abschnitt sehr wahrscheinlich ein Lichtbogen gebildet.
Ferner werden die Klemmen 19 mit oberen und unteren mittleren Abschnitten der Endplatte 15 gekoppelt und bewirken auch, dass sich ein Zwischenraum mit benachbarten Komponenten verengt. Daher wird in den Abschnitten, in welchen die Klemmen 19 positioniert werden, sehr wahrscheinlich ein Lichtbogen gebildet.
Mit anderen Worten verengen sich in Bezug auf 5 Zwischenräume zwischen dem unteren Gehäuse 5 und den unteren gegenüberliegenden Endabschnitten der Endplatte 15 lokal, wie bei A gezeigt, Zwischenräume zwischen dem Querträger 11 und den gegenüberliegenden seitlichen Endabschnitten der Endplatte 15 lokal, wie bei B gezeigt, ein Zwischenraum zwischen dem unteren Gehäuse 5 und der Klemme 19 lokal, wie bei C gezeigt, und ein Zwischenraum zwischen der oberen Abdeckung 7 und der Klemme 19 lokal, wie bei D gezeigt. Daher wird bei A, B, C, D und in ähnlichen Abschnitten sehr wahrscheinlich ein Lichtbogen erzeugt.
In Bezug auf die 6 bis 9 enthält eine Sicherheitsstruktur für das Batteriepack 1 des Fahrzeugs nach einer Ausführungsform der Offenbarung ein erstes Trennpad 21, das aus einem Isoliermaterial besteht und in einem Abschnitt angeordnet ist, in dem sich ein Zwischenraum zwischen der Endplatte 15 des Batteriemoduls 3 und dem unteren Gehäuse 5 lokal verengt.
Das erste Trennpad 21 kann der Länge nach auf der Oberseitenfläche des unteren Gehäuse 5 in Form eines langen Bandes entlang einer Richtung lokal vorgesehen werden, in der die Batteriemodule 3 überlappt sind, während dasselbe in Richtung der gegenüberliegenden Endabschnitte der Endplatte 15 weist.
Daher wird in dem Abschnitt A, der in 5 gezeigt ist, effektiv verhindert, dass sich ein Lichtbogen bildet.
Ferner wird ein zweites Trennpad 23, das aus einem Isoliermaterial besteht, in einem Abschnitt angeordnet, in dem die Klemme 19 des Batteriemoduls 3 in Richtung des unteren Gehäuses 5 weist.
Das zweite Trennpad 23 wird zwischen den ersten Trennpads 21 auf der Oberseitenfläche des unteren Gehäuses 5 lokal angebracht.
Daher wird in dem Abschnitt C, der in 5 gezeigt ist, effektiv verhindert, dass sich ein Lichtbogen bildet.
Zudem wird ein Zwischenraumfüllstoff 25 auf dem unteren Gehäuse 5 um den Abschnitt des Batteriemoduls 3 herum platziert, mit welchem die Klemme 19 gekoppelt wird, und verbessert eine Wärmeübertragung zwischen der Batteriezelle 13 und dem unteren Gehäuse 5. Das zweite Trennpad 23 kann zwischen dem Zwischenraumfüllstoff 25 und dem unteren Gehäuse 5 angeordnet werden.
Indessen wird ein drittes Trennpad 27 aus einem Isoliermaterial auf der Innenfläche der oberen Abdeckung 7 angeordnet, die in Richtung der Oberseite der Batteriemodule 3 weist.
Wie in 7 gezeigt, kann das dritte Trennpad 27 nahezu an der ganzen Innenfläche der oberen Abdeckung 7 vorgesehen werden.
Daher wird in dem Abschnitt D, der in 5 gezeigt ist, effektiv verhindert, dass sich ein Lichtbogen bildet.
Wie oben beschrieben wurde, werden ferner die Vielzahl von Längsträgern 9 und die Vielzahl von Querträgern 11 zwischen den Batteriemodulen 3 des Batteriepacks 1 montiert; und jeder Längsträger 9 und Querträger 11, der zu den lateralen Endabschnitten der Endplatte 15 des Batteriemoduls 3 benachbart ist, kann mit vierten Trennpads 29 versehen werden, die aus einem Isoliermaterial bestehen.
Daher wird in dem Abschnitt B, der in 5 gezeigt ist, effektiv verhindert, dass sich ein Lichtbogen bildet.
9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX der 4, auf welche ein fünftes Trennpad 31 angewandt wird, nach einer beispielhaften Ausführungsform der Offenbarung.
Mit anderen Worten wird in Bezug auf 9 ein Befestigungsträger 33 über den zweidimensional angeordneten Batteriemodulen 3 angeordnet und an demselben werden elektrische Teile 35 montiert, die für das Batteriepack 1 erfordert werden; die elektrischen Teile 35 werden an der Oberseite des Befestigungsträgers 33 montiert; und das fünfte Trennpad 31, das aus einem Isoliermaterial besteht, wird auf einer Unterseitenfläche des Befestigungsträgers 33 angeordnet.
Der Befestigungsträger 33 ermöglicht, dass die elektrischen Teile 35 in einem Zwischenraum über dem Batteriemodul 3 platzierbar sind, und daher steht der Abschnitt der oberen Abdeckung 7, an welchem die elektrischen Teile 35 montiert werden, weiter als andere Abschnitte nach oben hervor. Wenn dieser Abschnitt weniger hervorsteht, um ein kompakteres Batteriepack 1 zu erhalten, wird der Zwischenraum zwischen dem Befestigungsträger 33 und dem Batteriemodul 3 viel schmaler und folglich wird in diesem Abschnitt sehr wahrscheinlich ein Lichtbogen erzeugt.
Daher wird das fünfte Trennpad 31 vorgesehen, um effektiv zu verhindern, dass ein Lichtbogen zwischen der Unterseite des Befestigungsträgers 33 und der Oberseite des Batteriemoduls 3 gebildet wird.
Die elektrischen Teile 35, die an der Oberseite des Befestigungsträgers 33 montiert werden, können eine Leistungsrelaisanordnung (PRA) enthalten.
Zur Erwähnung, die ersten bis fünften Trennpads bestehen nicht nur aus dem Isoliermaterial, wie oben beschrieben wurde, um die Bildung eines Lichtbogens zu verhindern, sondern auch aus einem wärmebeständigen Material, um eine thermische Haltbarkeit aufzuweisen.
Die vorangehende Sicherheitsstruktur für das Batteriepack 1 des Fahrzeugs nach einer beispielhaften Ausführungsform der Offenbarung kann auch wie folgt zum Ausdruck gebracht werden.
Mit anderen Worten kann die Sicherheitsstruktur für das Batteriepack 1 des Fahrzeugs nach einer beispielhaften Ausführungsform der Offenbarung das Batteriemodul 3, das die Endplatten 15 enthält, die die gegenüberliegenden Seiten der Vielzahl von überlappten Batteriezellen 13 umgibt, wobei die Endplatten 15 durch die Klemmen 19 an den Ober- und Unterseiten verbunden werden; das untere Gehäuse 5, das die Vielzahl von zweidimensional angeordneten Batteriemodulen 3 von unten umgibt; die obere Abdeckung 7, die die Vielzahl von Batteriemodulen 3 umgibt und mit dem unteren Gehäuse 5 gekoppelt ist; die Vielzahl von Längsträgern 9 und Querträgern 11, die mit dem unteren Gehäuse 5 gekoppelt und zwischen der Vielzahl von Batteriemodulen 3 positioniert sind; und die Vielzahl von Trennpads enthalten, die aus einem Isoliermaterial bestehen und in zumindest dem unteren Gehäuse 5, dem oberen Gehäuse 7, den Längsträgern 9 und/oder den Querträgern 11 angeordnet sind, während dieselben den Abschnitten gegenüberliegen, die zu der Endplatte 15 und der Klemme 19 des Batteriemoduls 3 benachbart sind.
Die Trennpads können das erste Trennpad 21, das zwischen dem unteren Gehäuse 5 und der Endplatte 15 des Batteriemoduls 3 angeordnet ist; das zweite Trennpad 23, das zwischen dem unteren Gehäuse 5 und der Klemme 19 des Batteriemoduls 3 angeordnet ist; das dritte Trennpad 27, das auf der Innenfläche der oberen Abdeckung 7 angeordnet ist; und das vierte Trennpad 29 enthalten, das zwischen der Endplatte 15 des Batteriemoduls 3 und dem Längsträger 9 oder dem Querträger 11 angeordnet ist.
Das erste Trennpad 21 kann sich der Länge nach entlang der Richtung erstrecken, in welcher die Batteriemodule 3 überlappt sind, während dasselbe in Richtung der gegenüberliegenden Endabschnitte der Endplatte 15 weist.
Das zweite Trennpad 23 kann der Länge nach zwischen den ersten Trennpads 21 entlang der Richtung lokal vorgesehen werden, in welcher die Batteriemodule 3 überlappt sind.
Der Befestigungsträger 33, an dem die für das Batteriepack 1 erforderten elektrischen Teile 35 montiert werden, wird über den zweidimensional angeordneten Batteriemodulen 3 angeordnet.
Die elektrischen Teile 35 werden in einem Zwischenraum zwischen dem Befestigungsträger 33 und der oberen Abdeckung 7 montiert.
Das fünfte Trennpad 31, das aus einem wärmebeständigen und isolierenden Material besteht, kann auf der Unterseitenfläche des Befestigungsträgers 33 angeordnet werden.
Die elektrischen Teile 35, die in dem Zwischenraum zwischen dem Befestigungsträger 33 und der oberen Abdeckung 7 montiert werden, enthalten die PRA.
Jedes Element des unteren Gehäuses 5, der oberen Abdeckung 7, des Längsträgers 9 und des Querträgers 11, das mit dem Trennpad versehen werden muss, bezieht sich im Wesentlichen auf einen Abschnitt, der aus einem metallischen Material besteht, und fungiert folglich zusammen mit der Endplatte 15 oder der Klemme 19 des Batteriemoduls potentiell als Kondensator.
Mit anderen Worten dient der Abschnitt des unteren Gehäuses 5 oder dergleichen, der aus einem metallischen Material besteht, zusammen mit der Endplatte 15 oder dergleichen des Batteriemoduls 3 als potentieller Kondensator, wobei dadurch auf beiden Seiten elektrische Ladungen akkumuliert werden. In einigen Fällen können die akkumulierten elektrischen Ladungen einen Lichtbogen bilden, der einen Ausbruch eines Feuers verursacht. Folglich verhindert das Trennpad grundlegend solch eine Bildung eines Lichtbogens.
Nach der Offenbarung wird die Möglichkeit eines Lichtbogens zwischen dem Batteriemodul und den benachbarten Komponenten desselben in dem Batteriepack beseitigt, wobei das thermische Durchgehen und der Brand des Batteriepacks effektiv verringert oder verhindert werden und schließlich das Batteriepack hinsichtlich der Sicherheit erheblich verbessert wird.
Zwar werden spezifische Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulicht und beschrieben, aber für jemanden mit gewöhnlichem Wissen in der Technik wird offensichtlich sein, dass an der Offenbarung eine Vielfalt an Verbesserungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem technischen Gedanken der Offenbarung abzuweichen, der in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

Sicherheitsstruktur für ein Fahrzeugbatteriepack, aufweisend: eine Vielzahl von Batteriemodulen, die jeweils eine Vielzahl von Batteriezellen enthalten, die zwischen gegenüberliegenden Endplatten gestapelt sind; ein unteres Gehäuse, das eine Unterseite der Batteriemodule bedeckt, die zweidimensional angeordnet werden; eine obere Abdeckung, die mit dem unteren Gehäuse gekoppelt ist und eine Oberseite der Batteriemodule bedeckt; und erste Trennpads, die jeweils aus einem Isoliermaterial bestehen und zwischen den Endplatten der Batteriemodule und dem unteren Gehäuse angeordnet sind.
Sicherheitsstruktur nach Anspruch 1, wobei die ersten Trennpads in Abschnitten angeordnet werden, in welchen sich Zwischenräume zwischen den Endplatten der Batteriemodule und dem unteren Gehäuse lokal verengen.
Sicherheitsstruktur nach Anspruch 1, wobei die ersten Trennpads an einer Oberseitenfläche des unteren Gehäuses angebracht und voneinander beabstandet werden.
Sicherheitsstruktur nach Anspruch 3, wobei: jedes Batteriemodul durch Klemmen, die jeweils die gegenüberliegenden Endplatten an Ober- und Unterseiten verbinden, als ein einzelner Körper vorgesehen wird, und ein zweites Trennpad, das aus einem Isoliermaterial besteht, in einem Zwischenraum zwischen dem unteren Gehäuse und den Klemmen jedes Batteriemoduls angeordnet wird.
Sicherheitsstruktur nach Anspruch 4, wobei das zweite Trennpad an der Oberseitenfläche des unteren Gehäuses angebracht und zwischen den ersten Trennpads angeordnet und von denselben beabstandet wird.
Sicherheitsstruktur nach Anspruch 4, ferner mit einem dritten Trennpad, das aus einem Isoliermaterial besteht und auf einer Innenfläche der oberen Abdeckung angeordnet ist, die der Oberseite der Batteriemodule gegenüberliegt.
Sicherheitsstruktur nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl von Längsträgern und eine Vielzahl von Querträgern jeweils zwischen den Batteriemodulen des Batteriepacks montiert werden; und jeder Längsträger und Querträger, der zu einem lateralen Endabschnitt der Endplatten jedes Batteriemoduls benachbart ist, mit einem vierten Trennpad versehen wird, das aus einem Isoliermaterial besteht.
Sicherheitsstruktur nach Anspruch 1, wobei ein Befestigungsträger, an welchem elektrische Teile montiert werden, die für das Batteriepack erfordert werden, über den zweidimensional angeordneten Batteriemodulen angeordnet wird; die elektrischen Teile an einer Oberseite des Befestigungsträgers montiert werden; und ein fünftes Trennpad, das aus einem Isoliermaterial besteht, auf einer Unterseitenfläche des Befestigungsträgers angeordnet wird.
Sicherheitsstruktur nach Anspruch 8, wobei die elektrischen Teile, die an der Oberseite des Befestigungsträgers montiert werden, eine Leistungsrelaisanordnung (PRA) aufweisen.
Sicherheitsstruktur für ein Fahrzeugbatteriepack, aufweisend: eine Vielzahl von Batteriemodulen, die jeweils eine Vielzahl von überlappten Batteriezellen enthalten, deren gegenüberliegende Seiten mit Endplatten bedeckt werden, wobei die Endplatten an Ober- und Unterseiten durch Klemmen verbunden werden; ein unteres Gehäuse, das die Batteriemodule von unten bedeckt; eine obere Abdeckung, die mit dem unteren Gehäuse gekoppelt ist und die Batteriemodule von oben bedeckt; eine Vielzahl von Längsträgern und eine Vielzahl von Querträgern, die mit dem unteren Gehäuse gekoppelt sind und jeweils zwischen der Vielzahl von Batteriemodulen positioniert sind; und eine Vielzahl von Trennpads, die aus einem Isoliermaterial bestehen und in zumindest dem unteren Gehäuse, der oberen Abdeckung, den Längsträgern und/oder den Querträgern angeordnet sind, um Abschnitten gegenüberzuliegen, die zu den Endplatten und den Klemmen jedes Batteriemoduls benachbart sind.
Sicherheitsstruktur nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl von Trennpads Folgendes aufweist: ein erstes Trennpad, das zwischen dem unteren Gehäuse und den Endplatten jedes Batteriemoduls angeordnet ist; ein zweites Trennpad, das zwischen dem unteren Gehäuse und den Klemmen jedes Batteriemoduls angeordnet ist; ein drittes Trennpad, das auf einer Innenfläche der oberen Abdeckung angeordnet ist; und ein viertes Trennpad, das zwischen den Endplatten jedes Batteriemoduls und einem benachbarten Längsträger unter der Vielzahl von Längsträgern oder einem benachbarten Querträger unter der Vielzahl von Querträgern angeordnet ist.
Sicherheitsstruktur nach Anspruch 11, wobei sich das erste Trennpad der Länge nach entlang einer Richtung erstreckt, in welcher die Batteriemodule überlappt sind, und in Richtung gegenüberliegender Endabschnitte der Endplatte weist.
Sicherheitsstruktur nach Anspruch 12, wobei sich das zweite Trennpad der Länge nach entlang der Richtung erstreckt, in welcher die Batteriemodule überlappt sind, und zwischen den ersten Trennpads angeordnet wird.
Sicherheitsstruktur nach Anspruch 11, wobei ein Befestigungsträger, an welchem elektrische Teile montiert werden, die für das Batteriepack erfordert werden, über den zweidimensional angeordneten Batteriemodulen angeordnet wird; die elektrischen Teile in einem Zwischenraum zwischen dem Befestigungsträger und der oberen Abdeckung montiert werden; und ein fünftes Trennpad, das aus einem wärmebeständigen und isolierenden Material besteht, auf einer Unterseitenfläche des Befestigungsträgers angeordnet wird.
Sicherheitsstruktur nach Anspruch 14, wobei die elektrischen Teile, die in einem Zwischenraum zwischen dem Befestigungsträger und der oberen Abdeckung montiert werden, eine Leistungsrelaisanordnung (PRA) aufweisen.
Sicherheitsstruktur nach Anspruch 10, wobei jedes Element des unteren Gehäuses, der oberen Abdeckung, der Längsträger und der Querträger, das mit den Trennpads versehen werden muss, einen Abschnitt aufweist, der aus einem metallischen Material besteht, und folglich zusammen mit den Endplatten oder Klemmen jedes Batteriemoduls potentiell als Kondensator fungiert.
Sicherheitsstruktur nach Anspruch 16, wobei die Trennpads in jedem Abschnitt des unteren Gehäuses, der oberen Abdeckung, der Längsträger und der Querträger, in dem ein brandverursachender Lichtbogen sehr wahrscheinlich gebildet wird, zwischen den Endplatten oder Klemmen jedes Batteriemoduls vorgesehen werden, um die Bildung des Lichtbogens grundlegend zu verhindern.