DE102022211928A1 - battery - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie (1), insbesondere eine Traktionsbatterie (2), welche ein Gehäuse (4) mit einem ersten Gehäuseteil (6) und einem zweiten Gehäuseteil (7) aufweist, die ein Volumen (8) für Batteriezellen (3) der Batterie (1) begrenzen.Eine vereinfachte Wartung der Batterie (1) ergibt sich dadurch, dass ein Zuganker (13) mit dem ersten Gehäuseteil (6) verschraubt und eine Verschlussschraube (14) mit einem Zugankerkopf (17) des Zugankers (13) verschraubt ist, sodass der Zugankerkopf (13) und die Verschlussschraube (14) die Gehäuseteile (6, 7) lösbar miteinander verbinden und gegeneinander verspannen.Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug (100) mit einer solchen Batterie (1).The present invention relates to a battery (1), in particular a traction battery (2), which has a housing (4) with a first housing part (6) and a second housing part (7), which delimit a volume (8) for battery cells (3) of the battery (1). Simplified maintenance of the battery (1) results from the fact that a tie rod (13) is screwed to the first housing part (6) and a locking screw (14) is screwed to a tie rod head (17) of the tie rod (13), so that the tie rod head (13) and the locking screw (14) detachably connect the housing parts (6, 7) to one another and brace them against one another. The invention further relates to a motor vehicle (100) with such a battery (1).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie, insbesondere eine Traktionsbatterie, welche ein Gehäuse und im Gehäuse aufgenommene Batteriezellen aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie.The present invention relates to a battery, in particular a traction battery, which has a housing and battery cells accommodated in the housing. The invention further relates to a motor vehicle with such a battery.
Eine Batterie dient der Bereitstellung elektrischer Energie. Zu diesem Zweck weist eine Batterie üblicherweise mehrere Batteriezellen auf, welche innerhalb der Batterie miteinander verschaltet sind, um die Bereitstellung der benötigten elektrischen Energie zur erreichen und/oder um die Batteriezellen wieder aufladen zu können. Die Batteriezellen sind in der Regel in einem Gehäuse angeordnet.A battery is used to provide electrical energy. For this purpose, a battery usually has several battery cells that are interconnected within the battery in order to provide the required electrical energy and/or to be able to recharge the battery cells. The battery cells are usually arranged in a housing.
Insbesondere mit erhöhten Leistungsanforderungen ist es gewünscht, die Batteriezellen im Betrieb zu temperieren. Die Temperierung kann durch einen von einem Temperiermittel durchströmten Körper umgesetzt sein, welcher mit den Batteriezellen wärmeübertragend verbunden ist.Particularly with increased performance requirements, it is desirable to control the temperature of the battery cells during operation. The temperature control can be implemented by a body through which a temperature control medium flows and which is connected to the battery cells in a heat-transferring manner.
Dies führt insgesamt zu einem komplexen Aufbau einer solchen Batterie.Overall, this leads to a complex structure of such a battery.
Fallen einzelne Komponenten der Batterie aus oder sind in ihrer Funktion beeinträchtigt, ist es wünschenswert, diese Komponenten austauschen zu können.If individual components of the battery fail or are impaired in their function, it is desirable to be able to replace these components.
Aus der
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, für eine Batterie der eingangs genannten Art sowie für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsformen anzugeben, welche insbesondere Nachteile aus dem Stand der Technik beseitigen. Insbesondere beschäftigt sich die vorliegende Erfindung mit der Aufgabe, für die Batterie und für das Kraftfahrzeug verbesserte oder zumindest andere Ausführungsformen anzugeben, welche sich durch eine verbesserte Wartungsmöglichkeit auszeichnen.The present invention is concerned with the task of specifying improved or at least alternative embodiments for a battery of the type mentioned at the outset and for a motor vehicle with such a battery, which in particular eliminate disadvantages from the prior art. In particular, the present invention is concerned with the task of specifying improved or at least different embodiments for the battery and for the motor vehicle, which are characterized by improved maintenance options.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved according to the invention by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims.
Die vorliegende Erfindung beruht demnach auf dem allgemeinen Gedanken, Gehäuseteile eines Gehäuses einer Batterie mittels einer einen Zuganker und einer Schraube aufweisenden Anordnung miteinander zu verbinden und gegeneinander anzuziehen und somit vorzuspannen, wobei der Zuganker sich zwischen den Gehäuseteilen erstreckt, und wobei die Schraube im Bereich eines der Gehäuseteile mit dem Zuganker verschraubt ist. Auf diese Weise können die Gehäuseteile mittels Abschrauben der kleiner ausgebildeten Schraube voneinander getrennt, das Gehäuse also geöffnet werden, wobei zum Abschrauben der Schraube ein kleinerer Bauraum benötigt wird. Der kleinere benötigte Bauraum führt dazu, dass die Batterie auch bei entsprechend kleineren verfügbaren Bauräumen, insbesondere innerhalb der zugehörigen Anwendung, beispielsweise innerhalb eines Kraftfahrzeugs, geöffnet werden kann, um die Batterie zu warten, um beispielsweise Komponenten der Batterie auszutauschen. Neben der Möglichkeit des vereinfachten Öffnens des Gehäuses kann die Batterie also ohne komplette Demontage aus der zugehörigen Anwendung gewartet werden. Insgesamt kommt es somit zu einer erheblichen Verbesserung der Wartung der Batterie.The present invention is therefore based on the general idea of connecting housing parts of a battery housing to one another by means of an arrangement comprising a tie rod and a screw and tightening them against one another and thus pre-tensioning them, wherein the tie rod extends between the housing parts and wherein the screw is screwed to the tie rod in the area of one of the housing parts. In this way, the housing parts can be separated from one another by unscrewing the smaller screw, i.e. the housing can be opened, whereby a smaller installation space is required to unscrew the screw. The smaller installation space required means that the battery can be opened even when the installation space available is correspondingly smaller, in particular within the associated application, for example within a motor vehicle, in order to service the battery, for example to replace components of the battery. In addition to the possibility of opening the housing more easily, the battery can therefore be serviced without completely dismantling it from the associated application. Overall, this leads to a significant improvement in battery maintenance.
Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die Batterie das Gehäuse sowie Batteriezellen auf. Das Gehäuse weist ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil auf, die in einer Richtung gegenüberliegend angeordnet sind, welche nachfolgend auch als erste Richtung bezeichnet wird. Die Gehäuseteile begrenzen ein Volumen, in welchem die Batteriezellen angeordnet sind. Die Batterie weist ferner die Anordnung mit dem Zuganker und der Schraube auf, welche nachfolgend auch als Verschlussschraube bezeichnet wird. Die Anordnung wird nachfolgend auch als Zuganker-Anordnung bezeichnet. Der Zuganker erstreckt sich in erster Richtung und weist ein Gewinde auf, das in erster Richtung in ein am ersten Gehäuseteil vorgesehenes Gehäusegewinde geschraubt ist. Dieses Gewinde des Zugankers wird nachfolgend auch als erstes Zuganker-Gewinde bezeichnet. Der Zuganker weist ferner einen in erster Richtung hin zum zweiten Gehäuseteil versetzen Zugankerkopf auf, welcher auf einer dem ersten Gehäuseteil zugewandten Innenseite des zweiten Gehäuseteils angeordnet ist und ein Gewinde aufweist, welches nachfolgend auch als zweites Zuganker-Gewinde bezeichnet wird. Die Verschlussschraube ist mit dem, vorzugsweise in das, zweite Zuganker-Gewinde geschraubt, sodass die Zuganker-Anordnung die Gehäuseteile lösbar miteinander verbindet und in erster Richtung gegeneinander vorspannt.According to the inventive concept, the battery has the housing and battery cells. The housing has a first housing part and a second housing part, which are arranged opposite one another in a direction, which is also referred to below as the first direction. The housing parts delimit a volume in which the battery cells are arranged. The battery also has the arrangement with the tie rod and the screw, which is also referred to below as the locking screw. The arrangement is also referred to below as the tie rod arrangement. The tie rod extends in the first direction and has a thread that is screwed in the first direction into a housing thread provided on the first housing part. This thread of the tie rod is also referred to below as the first tie rod thread. The tie rod also has a tie rod head that is offset in the first direction towards the second housing part, which is arranged on an inner side of the second housing part facing the first housing part and has a thread that is also referred to below as the second tie rod thread. The locking screw is screwed into the second tie rod thread, preferably into the second tie rod thread, so that the tie rod arrangement releasably connects the housing parts to one another and preloads them against one another in the first direction.
Das Vorspannen der Gehäuseteile gegeneinander erfolgt durch ein Zusammenwirken des Zugankers mit der Verschlussschraube. Dabei führt das Vorspannen der Gehäuseteile gegeneinander zu einer mechanischen Stabilisierung der Gehäuseteile, insbesondere zu einer Versteifung der Gehäuseteile.The pre-tensioning of the housing parts against each other is achieved by the interaction of the tension rod with the locking screw. The pre-tensioning of the housing parts against each other leads to a mechanical stabilization of the housing parts, in particular to a stiffening of the housing parts.
Bevorzugt ist Verschlussschraube durch eine Öffnung des zweiten Gehäuseteils hindurch mit dem, vorzugsweise in das, zweite Zuganker-Gewinde geschraubt, sodass die Zuganker-Anordnung die Gehäuseteile lösbar miteinander verbindet und in erste Richtung gegeneinander vorspannt. Somit kommt es zu einer vereinfachten und/oder kleineren Ausbildung des Zugankers.Preferably, the locking screw is screwed through an opening in the second housing part with the, preferably into the, second tie rod thread, so that the tie rod arrangement releasably connects the housing parts to one another and prestresses them against one another in the first direction. This results in a simplified and/or smaller design of the tie rod.
Das erste Zuganker-Gewinde und der Zugankerkopf sind vorteilhaft mittels eines Bolzens des Zugankers miteinander verbunden, welcher sich in erster Richtung erstreckt. Insbesondere kann der Bolzen das erste Zuganker-Gewinde aufweisen.The first tie rod thread and the tie rod head are advantageously connected to one another by means of a bolt of the tie rod, which extends in the first direction. In particular, the bolt can have the first tie rod thread.
Beim jeweiligen Gewinde kann es sich um ein Außengewinde oder ein Innengewinde handeln, sofern sich die entsprechenden Schraubverbindungen realisieren lassen.The respective thread can be an external thread or an internal thread, provided that the corresponding screw connections can be realized.
Ein kompakter Aufbau, eine vereinfachte Montage sowie stabile Schraubverbindungen lassen sich damit erreichen, dass das erstes Zuganker-Gewinde ein Außengewinde und das zweite Zuganker-Gewinde ein Innengewinde im Zugankerkopf ist.A compact design, simplified assembly and stable screw connections can be achieved by having the first tie rod thread as an external thread and the second tie rod thread as an internal thread in the tie rod head.
Die Batteriezellen sind voreilhaft in einer quer zur ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung aufeinanderfolgend angeordnet.The battery cells are advantageously arranged one after the other in a second direction running transversely to the first direction.
Es versteht sich, dass die Batterie auch zwei oder mehr solche Zuganker-Anordnungen aufweisen kann, welche vorteilhaft quer zur ersten Richtung zueinander beabstandet sind.It is understood that the battery can also have two or more such tie rod arrangements, which are advantageously spaced from one another transversely to the first direction.
Bevorzugt sind die Zuganker-Anordnungen der Batterie quer zur ersten Richtung zueinander, vorzugsweise gleichmäßig, beabstandet. Insbesondere sind die Zuganker-Anordnungen in zweiter Richtung zueinander beabstandet.Preferably, the tie rod arrangements of the battery are spaced apart from one another transversely to the first direction, preferably evenly. In particular, the tie rod arrangements are spaced apart from one another in the second direction.
Der Einfachheit halber wird nachfolgend auf lediglich eine Zuganker-Anordnung Bezug genommen. Es ist aber klar, dass die Batterie, wie vorstehend erläutert, auch zwei oder mehr solche Zuganker-Anordnungen aufweisen kann.For the sake of simplicity, reference will be made below to only one tie rod arrangement. However, it is clear that the battery may also have two or more such tie rod arrangements, as explained above.
Die jeweilige zumindest eine Batteriezelle kann eine solche beliebiger Art sein.The respective at least one battery cell can be of any type.
Beispielsweise handelt es sich bei zumindest eine der Batteriezellen, vorzugsweise bei der jeweiligen Batteriezelle, um eine prismatische Zelle.For example, at least one of the battery cells, preferably the respective battery cell, is a prismatic cell.
Vorstellbar ist es auch, dass zumindest eine der wenigstens einen Batteriezellen eine Rundzelle oder eine Pouch-Zelle ist.It is also conceivable that at least one of the at least one battery cells is a round cell or a pouch cell.
Die Batterie kann zu beliebigen Zwecken zum Einsatz kommen. Vorstellbar ist es insbesondere, die Batterie in einem Kraftfahrzeug einzusetzen.The battery can be used for any purpose. It is particularly conceivable to use the battery in a motor vehicle.
Insbesondere kommt die Batterie als eine Traktionsbatterie zum Einsatz, dient also dem Antrieb. Vorzugsweise kommt die Traktionsbatterie einem Kraftfahrzeug zum Einsatz, um zumindest eine elektrische Antriebskomponente, beispielsweise einen Elektromotor, mittels den Batteriezellen mit elektrischer Energie zu versorgen.In particular, the battery is used as a traction battery, i.e. it serves as a drive. The traction battery is preferably used in a motor vehicle to supply at least one electric drive component, for example an electric motor, with electrical energy using the battery cells.
Als vorteilhaft gelten Ausführungsformen, bei welchen die Verschlussschraube einen Schraubenkopf und ein Schraubgewinde auf, wobei das Schraubgewinde lösbar mit dem, vorzugsweise in das, zweite Zuganker-Gewinde geschraubt ist und der Schraubenkopf gegen einer vom ersten Gehäuseteil abgewandten Außenseite des zweiten Gehäuseteils mechanisch beaufschlagt ist. Somit kommt es zu einer zuverlässigen Schraubverbindung zwischen der Verschlussschraube und dem Zuganker und einer stabilen und zuverlässigen Vorspannung der Gehäuseteile gegeneinander. Das heißt, dass auf diese Weise sowohl die Montage und die Wartung der Batterie vereinfacht und verbessert sind, als auch eine verbesserte mechanische Stabilisierung des Gehäuses erfolgt.Embodiments are considered advantageous in which the screw plug has a screw head and a screw thread, the screw thread being detachably screwed to, preferably into, the second tie rod thread and the screw head being mechanically loaded against an outside of the second housing part facing away from the first housing part. This results in a reliable screw connection between the screw plug and the tie rod and a stable and reliable preload of the housing parts against each other. This means that both the assembly and maintenance of the battery are simplified and improved, and the mechanical stabilization of the housing is improved.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen ist zwischen dem Zugankerkopf und dem Schraubenkopf eine in erster Richtung beaufschlagte Dichtung angeordnet, welche das Volumen nach außen abdichtet.In advantageous embodiments, a seal which is acted upon in the first direction and which seals the volume to the outside is arranged between the tie rod head and the screw head.
Bei der Dichtung handelt es sich insbesondere um eine elastische Dichtung, insbesondere eine Dichtung aus einem Elastomer.The seal is in particular an elastic seal, in particular a seal made of an elastomer.
Vorteilhaft handelt es sich bei der Dichtung um eine solche, die eine geschlossene Form mit einer zentralen Öffnung für die Verschlussschraube aufweist, also insbesondere um eine Ringdichtung.Advantageously, the seal is one which has a closed shape with a central opening for the screw plug, i.e. in particular a ring seal.
Prinzipiell kann die Dichtung zwischen dem Zugankerkopf und der Innenseite des zweiten Gehäuseteils angeordnet sein.In principle, the seal can be arranged between the tie rod head and the inside of the second housing part.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist die Dichtung zwischen dem Schraubenkopf der Verschlussschraube und der Außenseite Dichtung angeordnet und vom Schraubenkopf gegen die Außenseite beaufschlagt, sodass die Dichtung das Volumen nach außen abdichtet. Somit lässt sich die Dichtung beim Lösen der Gehäuseteile voneinander vereinfacht entfernen und anschließend wieder vereinfacht platzieren, sodass die Wartung der Batterie vereinfacht ist. Dies führt ferner zu einer verbesserten Abdichtung des Volumens auch nach der Wartung.In preferred embodiments, the seal is arranged between the screw head of the screw plug and the outside of the seal and is pressed against the outside by the screw head so that the seal seals the volume from the outside. This makes it easier to remove the seal when the housing parts are detached from one another and then to place it back in place so that maintenance of the battery is simplified. This also leads to improved sealing of the volume even after maintenance.
Das Gehäuse kann neben dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil zumindest ein weiteres Gehäuseteil aufweisen, welches das Volumen begrenzt.In addition to the first housing part and the second housing part, the housing can have at least one further housing part which limits the volume.
Vorteilhaft begrenzen das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil das Volumen insgesamt. Das heißt, dass das Gehäuse aus dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil bestehen kann.Advantageously, the first housing part and the second housing part limit the overall volume. This means that the housing can consist of the first housing part and the second housing part.
Bei bevorzugten Ausführungsformen handelt es sich bei dem ersten Gehäuseteil um eine Gehäusewanne. Die Gehäusewanne weist einen quer zur ersten Richtung verlaufenden Boden auf. Der Boden des ersten Gehäuseteils ist vorteilhaft mit dem Gehäusegewinde vorgesehen. Die Gehäusewanne, insbesondere der Boden, trägt vorteilhaft die Batteriezellen.In preferred embodiments, the first housing part is a housing tray. The housing tray has a base that runs transversely to the first direction. The base of the first housing part is advantageously provided with the housing thread. The housing tray, in particular the base, advantageously carries the battery cells.
Bevorzugt handelt es sich bei dem zweiten Gehäuseteil um einen Gehäusedeckel, welche das erste Gehäuseteil, vorzugsweise die Gehäusewanne, verschließt. Somit kann der Gehäusedeckel bei reduziertem vorhandenen Bauraum getrennt, das Gehäuse also bei reduziertem Bauraumbedarf geöffnet werden. Folglich ist eine vereinfachte Wartung der Batterie erreicht.The second housing part is preferably a housing cover which closes the first housing part, preferably the housing tray. The housing cover can thus be separated when the available installation space is reduced, and the housing can therefore be opened when the installation space required is reduced. This means that maintenance of the battery is simplified.
Zweckmäßig ist der Gehäusedeckel in erster Richtung erheblich kleiner als die Gehäusewanne. Insbesondere kann der Gehäusedeckel in der Art einer Platte ausgebildet sein.The housing cover is expediently considerably smaller in the first direction than the housing tray. In particular, the housing cover can be designed in the form of a plate.
Als bevorzugt gelten Ausführungsformen, bei denen die Öffnung in einer hin zum zweiten Gehäuseteil gerichteten Vertiefung des ersten Gehäuseteils ausgebildet ist, wobei der Zugankerkopf gegen die Innenseite der Vertiefung und der Schraubenkopf gegen die Außenseite der Vertiefung beaufschlagt ist. Somit ist der Schraubenkopf in das erste Gehäuseteil eingelassen. In der Folge ist der benötigte Bauraum zum Lösen der Verschlussschraube verringert, sodass es wiederum zu einer vereinfachten Wartung der Batterie kommt. Die Beaufschlagung des Zugankerkopfs gegen die Innenseite der Vertiefung führt ferner dazu, dass der durchströmbare Querschnitt zur Öffnung zumindest reduziert ist, sodass es wiederum zu einem verbesserten Abdichten des Volumens nach außen kommt. Zudem kann auf diese Weise der Bauraumbedarf reduziert werden.Preferred embodiments are those in which the opening is formed in a recess in the first housing part that is directed towards the second housing part, with the tie rod head being pressed against the inside of the recess and the screw head against the outside of the recess. The screw head is thus recessed into the first housing part. As a result, the installation space required to loosen the screw plug is reduced, which in turn makes maintenance of the battery easier. The fact that the tie rod head is pressed against the inside of the recess also means that the cross-section through which the flow can pass to the opening is at least reduced, which in turn improves the sealing of the volume to the outside. In addition, the installation space required can be reduced in this way.
Die Dichtung ist vorteilhaft in der Vertiefung zwischen dem Schraubenkopf und der Außenseite angeordnet. Somit kommt es zu einem verbesserten Schutz der Dichtung und einer vereinfachten Positionierung der Dichtung, sodass die Wartung vereinfacht ist.The seal is advantageously positioned in the recess between the screw head and the outside. This provides improved protection for the seal and simplifies the positioning of the seal, making maintenance easier.
Prinzipiell kann zwischen dem Zugankerkopf und der Innenseite der Vertiefung eine weitere Komponente angeordnet sein. Das heißt, dass der Zugankerkopf unter Zwischenlage besagter Komponente, insbesondere einer Dichtung, gegen die Innenseite der Vertiefung beaufschlagt sein kann.In principle, another component can be arranged between the tie rod head and the inside of the recess. This means that the tie rod head can be pressed against the inside of the recess with the said component, in particular a seal, in between.
Vorteilhaft liegt der Zugankerkopf an der Innenseite der Vertiefung an. Dies führt zu einer vereinfachten Montage der Batterie und somit auch zu einer vereinfachten Wartung. Zudem führt er Zugankerkopf an sich zu einer Verkleinerung des durchströmbaren Querschnitts zur Öffnung und trägt somit zu einem verbesserten Abdichten des Volumens nach außen bei.The tie rod head is advantageously located on the inside of the recess. This makes it easier to install the battery and therefore also easier to maintain. In addition, the tie rod head itself reduces the cross-section of the opening through which the flow can pass and thus contributes to an improved sealing of the volume to the outside.
Prinzipiell kann das Gehäusegewinde im ersten Gehäuseteil, insbesondere im Boden der Gehäusewanne, ausgebildet, das heißt ausgeformt, sein.In principle, the housing thread can be formed, i.e. formed, in the first housing part, in particular in the bottom of the housing pan.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist das Gehäusegewinde in einer im ersten Gehäuseteil, insbesondere im Boden der Gehäusewanne, drehfest aufgenommenen Hülse ausgebildet. Dies führt neben einer vereinfachten Herstellung des ersten Gehäuseteils zu einer zuverlässigen und stabilen Schraubverbindung des ersten Zuganker-Gewindes mit dem Gehäusegewinde.In preferred embodiments, the housing thread is formed in a sleeve that is held in a rotationally fixed manner in the first housing part, in particular in the base of the housing pan. In addition to simplified manufacture of the first housing part, this leads to a reliable and stable screw connection of the first tie rod thread with the housing thread.
Vorteilhaft weist das erste Zuganker-Gewinde einen kleineren Durchmesser auf als das zweite Zuganker-Gewinde. Dies führt zu einem vereinfachten Anbringen und Entfernen der Verschlussschraube am Zuganker und somit zu einer vereinfachten Wartung. Zudem können mittels des zweiten Zuganker-Gewindes und somit über die Verschlussschraube höhere Drehmomente übertragen werden. The first tie rod thread advantageously has a smaller diameter than the second tie rod thread. This makes it easier to attach and remove the locking screw on the tie rod and thus to simplify maintenance. In addition, higher torques can be transmitted using the second tie rod thread and thus via the locking screw.
Dies führt zu einer verbesserten Vorspannung der Gehäuseteile gegeneinander, sodass die Gehäuseteile stabiler sind.This leads to an improved preload of the housing parts against each other, making the housing parts more stable.
Bevorzugt das erste Zuganker-Gewinde mittels einer Schraubsicherung am Gehäusegewinde gesichert. Somit wird ein vereinfachtes und zuverlässiges Abschrauben der Verschlussschraube vom Zugankerkopf, insbesondere ohne dass sich das erste Zuganker-Gewinde vom Gehäusegewinde löst, erreicht. Die Schraubsicherung führt also dazu, dass ein Abschrauben des ersten Zuganker-Gewindes vom Gehäusegewinde verhindert oder das hierzu benötigte Drehmoment zumindest erheblich erhöht ist. In der Folge ist die Wartung der Batterie vereinfacht.Preferably, the first tie rod thread is secured to the housing thread using a screw lock. This makes it easier and more reliable to unscrew the locking screw from the tie rod head, in particular without the first tie rod thread coming loose from the housing thread. The screw lock therefore prevents the first tie rod thread from being unscrewed from the housing thread or at least significantly increases the torque required for this. As a result, battery maintenance is simplified.
Die Schraubsicherung kann eine solche beliebiger Art sein.The screw lock can be of any type.
Insbesondere kann die Schraubsicherung mittels einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem ersten Zuganker-Gewinde und dem Gehäusegewinde realisiert sein. Das heißt, dass die Schraubsicherung eine stoffschlüssige Verbindung des ersten Zuganker-Gewindes am Gehäusegewinde aufweisen, insbesondere aus der stoffschlüssigen Verbindung bestehen, kann.In particular, the screw lock can be implemented by means of a material-locking connection between the first tie rod thread and the housing thread. This means that the screw lock can have a material-locking connection of the first tie rod thread to the housing thread, in particular can consist of the material-locking connection.
Vorteilhaft handelt es sich bei der stoffschlüssigen Verbindung um eine Klebeverbindung. Das heißt, dass die Schraubsicherung eine Klebeverbindung des ersten Zuganker-Gewindes am Gehäusegewinde aufweisen, insbesondere aus der Klebeverbindung bestehen, kann.The material-locking connection is advantageously an adhesive connection. This means that the screw lock can have an adhesive connection of the first tie rod thread to the housing thread, in particular can consist of the adhesive connection.
Bevorzugt erfolgt im Betrieb eine Temperierung, das heißt eine Kühlung und/oder ein Heizen, der Batteriezellen.During operation, the battery cells are preferably tempered, i.e. cooled and/or heated.
Eine verbesserte und effektive Temperierung wird bevorzugt dadurch erreicht, dass die Batteriezellen im Betrieb zumindest teilweise in einem flüssigen Temperiermittel getaucht sind. Das heißt, dass ein Strömungspfad des flüssigen Temperiermittels durch das Volumen führt, sodass das Volumen im Betrieb zumindest teilweise mit dem Temperiermittels gefüllt ist und die Batteriezellen zumindest teilweise im Temperiermittel getaucht sind. Dabei wird mittels der Zuganker-Anordnung eine Innendruckfestigkeit des Gehäuses erhöht, sodass die beschriebene Temperierung mittels der Flüssigkeit ermöglicht wird und/oder zuverlässig erfolgen kann.Improved and effective temperature control is preferably achieved by the battery cells being at least partially immersed in a liquid temperature control medium during operation. This means that a flow path of the liquid temperature control medium leads through the volume, so that the volume is at least partially filled with the temperature control medium during operation and the battery cells are at least partially immersed in the temperature control medium. The internal pressure resistance of the housing is increased by means of the tie rod arrangement, so that the described temperature control using the liquid is made possible and/or can be carried out reliably.
Das flüssige Temperiermittel ist zweckmäßig elektrisch nichtleitend, also dielektrisch.The liquid tempering medium is preferably electrically non-conductive, i.e. dielectric.
Zur Temperierung der Batteriezellen zirkuliert das Temperiermittel im Betrieb vorteilhaft durch einen Kreislauf.To control the temperature of the battery cells, the temperature control medium circulates through a circuit during operation.
Bevorzugt ist der Zuganker durch eine im Volumen angeordnete Platte geführt. Dies erfolgt vorteilhaft derart, dass der Zuganker zu den Batteriezellen beabstandet ist, die Batteriezellen also geschützt sind. Auf diese Weise wird die Montage der Batterie vereinfacht. Insbesondere erfolgt dies ferner derart, dass der Zuganker zumindest teilweise, insbesondere der Bolzen, fluidisch vom Volumen getrennt ist. Insbesondere ist der Zuganker somit zumindest teilweise, insbesondere der Bolzen, fluidisch vom flüssigen Temperiermittel getrennt. Somit wird eine Wechselwirkung zwischen dem Temperiermittel und dem Zuganker zumindest reduziert. Dies führt zu einer erhöhten Lebensdauer und/oder einer erhöhten wartungsfreien Betriebsdauer.Preferably, the tie rod is guided through a plate arranged in the volume. This is advantageously done in such a way that the tie rod is spaced apart from the battery cells, so that the battery cells are protected. In this way, the assembly of the battery is simplified. In particular, this is also done in such a way that the tie rod, in particular the bolt, is fluidically separated from the volume. In particular, the tie rod, in particular the bolt, is fluidically separated from the liquid tempering medium. This at least reduces interaction between the tempering medium and the tie rod. This leads to an increased service life and/or an increased maintenance-free operating time.
Der Zugankerkopf kann in erster Richtung gegen die Platte beaufschlagt sein, insbesondere auf der Platte mit Vorspannung anliegen. Somit kommt es zu einer definierten Positionierung der Platte und/oder der der Platte benachbarten Batteriezellen. Somit wird also insbesondere die Montage der Batterie vereinfacht. The tie rod head can be applied in the first direction against the plate, in particular resting on the plate with pre-tension. This results in a defined positioning of the plate and/or the battery cells adjacent to the plate. This simplifies the assembly of the battery in particular.
Vorteilhaft ist die Platte eine solche, die zu Rändern des Volumens in zweiter Richtung beabstandet im Volumen angeordnet ist. Das heißt, dass es sich bei der Platte um eine Zwischenplatte im Volumen handeln kann.The plate is advantageously one that is arranged in the volume at a distance from the edges of the volume in the second direction. This means that the plate can be an intermediate plate in the volume.
Das jeweilige Gehäuseteil kann prinzipiell auf beliebige Weise und/oder aus beliebigen Material hergestellt sein.In principle, the respective housing part can be manufactured in any way and/or from any material.
Vorteilhaft ist zumindest eines der Gehäuseteile aus Kunststoff hergestellt. Dies führt neben einer vereinfachten und kostengünstigen Herstellung dazu, dass Wechselwirkungen des flüssigen Temperiermittels mit dem Gehäuse die dielektrische Eigenschaft des Temperiermittels nicht oder zumindest in reduziertem Umfang beeinträchtigen.Advantageously, at least one of the housing parts is made of plastic. In addition to simplified and cost-effective production, this means that interactions between the liquid tempering agent and the housing do not affect the dielectric properties of the tempering agent, or at least do so to a reduced extent.
Das jeweilige Gehäuseteil kann auf beliebige Weise hergestellt sein.The respective housing part can be manufactured in any way.
Vorteilhaft ist zumindest eines der Gehäuseteile, insbesondere das zweite Gehäuseteil, mittels Pressen, beispielsweise mittels GMT-Pressen oder SMC-Pressen, hergestellt. „GMT“ steht dabei für „Glasmattenverstärkter Thermoplast“ und „SMC“ für „Sheet Molding Compound“.Advantageously, at least one of the housing parts, in particular the second housing part, is manufactured by means of pressing, for example by means of GMT pressing or SMC pressing. “GMT” stands for “glass mat reinforced thermoplastic” and “SMC” for “sheet molding compound”.
Auch kann zumindest eines der Gehäuseteile, insbesondere das zweite Gehäuseteil, mittels Spritzguss hergestellt sein.At least one of the housing parts, in particular the second housing part, can also be produced by injection molding.
In einer zugehörigen Anwendung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, können zwei oder mehr solche Batterien benachbart angeordnet werden, um die zugehörige Anwendung mit elektrischer Energie zu versorgen. Dabei werden die Batterien innerhalb der Anordnung, welche nachfolgend auch als Batterieanordnung bezeichnet wird, modulartig zusammengesetzt. Bei der Batterie kann es sich also um ein Batteriemodul handeln.In an associated application, in particular in a motor vehicle, two or more such batteries can be arranged adjacently in order to supply the associated application with electrical energy. The batteries are assembled in a modular manner within the arrangement, which is also referred to below as the battery arrangement. The battery can therefore be a battery module.
Es versteht sich, dass neben der Batterie auch ein die Batterie umfassendes Kraftfahrzeug zum Umfang dieser Erfindung gehört, in welchem die Batterie insbesondere als Traktionsbatterie zum Einsatz kommt. Dabei kann die Batterie und/oder die Batterieanordnung einen Traktionsmotor des Kraftfahrzeus mit elektrische Energie versorgen.It is understood that in addition to the battery, a motor vehicle comprising the battery also falls within the scope of this invention, in which the battery is used in particular as a traction battery. The battery and/or the battery arrangement can supply a traction motor of the motor vehicle with electrical energy.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to like or similar or functionally identical components.
Es zeigen, jeweils schematisch
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1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Darstellung einer Batterie in einem Kraftfahrzeug, -
2 einen stark vereinfachten Schnitt durch die Batterie mit einer Batteriezelle einem Gehäuse, -
3 einen Schnitt durch die Batterie im Bereich einer Zuganker-Anordnung, -
4 eine Explosivdarstellung der Batterie ohne Gehäuse, -
5 eine Explosivdarstellung einer Batterieanordnung mit Batterien.
-
1 a highly simplified, circuit diagram-like representation of a battery in a motor vehicle, -
2 a highly simplified cross-section of the battery with a battery cell and a housing, -
3 a section through the battery in the area of a tie rod arrangement, -
4 an exploded view of the battery without housing, -
5 an exploded view of a battery assembly with batteries.
Eine Batterie 1, wie sie beispielsweise in den Figuren gezeigt ist, kann als Traktionsbatterie 2, beispielsweise in einem in
Zur Bereitstellung der elektrischen Energie, insbesondere zur Versorgung des Traktionsmotors 101 mit elektrischer Energie, weist die Batterie 1 Batteriezellen 3 auf, welche in einem Gehäuse 4 der Batterie 1 aufgenommen sind. In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Batteriezellen 3 rein beispielhaft als prismatische Zelle 5 ausgebildet. Das Gehäuse 4 weist ein erstes Gehäuseteil 6 und ein zweites Gehäuseteil 7 auf, die in einer Richtung R1 gegenüberliegend angeordnet sind, welche nachfolgend auch als erste Richtung R1 bezeichnet wird. Die Gehäuseteile 6, 7 begrenzen ein Volumen 8, in welchem die Batteriezellen 3 angeordnet sind. Die Gehäuseteile 6, 7 können aus Kunststoff hergestellt sein. In den gezeigten Ausführungsbeispielen besteht das Gehäuse 3 rein beispielhaft aus dem ersten Gehäuseteil 6 und dem zweiten Gehäuseteil 7. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist das erste Gehäuseteil 6 als eine Gehäusewanne 9 ausgebildet, welche die Batteriezellen 3 trägt. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist das zweite Gehäuseteil 7 als ein Gehäusedeckel 10 ausgebildet, welcher plattenartig ausgebildet ist und das erste Gehäuseteil 6, insbesondere die Gehäusewanne 9, verschließt. Wie lediglich in
Die Batterie 1 weist eine lediglich in
Die Funktion der Zuganker-Anordnung 12 wird nachfolgend insbesondere mit Verweis auf
In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist der Zuganker 13 einen Bolzen 21 auf, welcher sich in erster Richtung R1 vom Zugankerkopf 17 zum ersten Zuganker-Gewinde 15 erstreckt.In the embodiments shown, the
Wie
Das erste Gehäuseteil 6 und somit die Gehäusewanne 9 weist einen zum zweiten Gehäuseteil 7 in erster Richtung R1 beabstandeten Boden 27 auf, welcher die Batteriezellen 3 trägt. Der Boden 27 erstreckt sich in den gezeigten Ausführungsbeispielen quer zur ersten Richtung R1. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist das Gehäusegewinde 16 in einer Hülse 27 ausgebildet, welche drehfest im Boden 27 aufgenommen ist.The first housing part 6 and thus the housing tray 9 has a base 27 which is spaced apart from the second housing part 7 in the first direction R1 and which supports the battery cells 3. In the exemplary embodiments shown, the
In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist, wie
Wie insbesondere
Entsprechend
Wie
Wie in den
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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