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Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugbatterie aufweisend ein Batteriegehäuse mit einem Gehäuseboden und mit einem Gehäusedeckel, und eine Anzahl von im Batteriegehäuse angeordneten Batteriezellen.
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Elektrisch beziehungsweise elektromotorisch angetriebene oder antreibbare Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Elektro- oder Hybridfahrzeuge, umfassen in der Regel einen Elektromotor, mit dem eine oder beide Fahrzeugachsen antreibbar sind. Zur Versorgung mit elektrischer Energie ist der Elektromotor üblicherweise an eine fahrzeuginterne (Hochvolt-)Batterie als elektrischen Energiespeicher angeschlossen.
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Unter einer insbesondere elektrochemischen Batterie ist hier und im Folgenden insbesondere eine sogenannte sekundäre Batterie (Sekundärbatterie) des Kraftfahrzeugs zu verstehen. Bei einer solchen (sekundären) Fahrzeugbatterie ist eine verbrauchte chemische Energie mittels eines elektrischen (Auf-)Ladevorgangs wiederherstellbar. Derartige Fahrzeugbatterien sind beispielsweise als elektrochemische Akkumulatoren, insbesondere als Lithium-Ionen-Akkumulatoren, ausgeführt.
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Zur Erzeugung oder Bereitstellung einer ausreichend hohen Betriebsspannung weisen solche Fahrzeugbatterien typischerweise mindestens ein Batteriemodul (Batteriezellmodul) auf, bei welchem mehrere einzelne Batteriezellen modular verschaltet sind. Alternativ ist ein sogenanntes Cell2Pack- oder Cell2Car-Design möglich, bei welchem die Batteriezellen direkt zu der Fahrzeugbatterie zusammengeschaltet, insbesondere parallelgeschaltet, und nicht vorab zu Modulen zusammengefasst werden.
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Bei der Montage werden die einzelnen Batteriezellen in ein Modul oder Pack stoffschlüssig Mit Klebstoffen oder Gap-Fillern eingeklebt. Weiterhin ist zwischen benachbarten Batteriezellen typischerweise jeweils ein sogenanntes Gap-Pad als Zwischenelement angeordnet, welches die Volumenänderungen der Batteriezellen im Verbund (Zellstapel) während des Ladens und Entladens (sogenannte Zellatmung oder Cell Breathing) ausgleicht. Die Gap Pads gleichen hierbei auch die altersbedinge Dickenzunahme der Batteriezellen über deren Lebensdauer aus (sogenanntes Zellschwellen oder Cell Swelling). Die Batteriezellen sind insbesondere auf einer Kühlanbindungsseite mit einem Gap Filler geklebt, und in Swelling-Richtung mit Gap-Pads angeordnet und ansonsten mechanisch über im Batteriesystem angeordnet (geschweißt, gelagert, etc.), so dass eine nachträgliche Repositionierung der Batteriezelle im Zellstapel nicht möglich ist.
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Aus der
US 2007/0224498 A1 ist es bekannt die einander zugewandten Stirnseiten der Batteriezellen mit Klettflächen zu versehen und vertikal zu einem klettverbundenen Zellstapel zu stapeln. In der
JP 2012-119131 A ist beschrieben, dass ein solcher vertikal orientierter Zellstapel stirnseitig mit einer deckelseitigen und mit einer bodenseitigen Gehäusefläche klettverbunden wird.
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Die
DE 10 2017 218 238 A1 offenbart ein Energiespeichergerät aufweisend ein Außengehäuse mit einer Bodenwand und einer Seitenwand, eine Energiespeichervorrichtung und ein Halteelement, das an einer Position angeordnet ist, an der die Energiespeichervorrichtung zwischen der Bodenwand und dem Halteelement sandwichartig angeordnet ist. Die Energiespeichervorrichtung umfasst ferner eine erste Haftschicht, die bewirkt, dass das Halteelement und die Energiespeichervorrichtung aneinander haften, und eine zweite Haftschicht, die bewirkt, dass das Halteelement und die Seitenwand aneinander haften.
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In der
KR 10 2017 0 083 834 A ist ein Batteriemodul offenbart. Das Batteriemodul weist mindestens zwei beutelförmige Batteriezellen, und einen quadratischen röhrenförmigen Monorahmen, der die Batteriezellen aufnimmt und eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung bildet, auf. Das Batteriemodul weist weiterhin ein männliches/weibliches Klettband auf einem großen Oberflächenbereich der Batteriezellen und einer Oberfläche, die an den Monorahmen angrenzt, auf, wobei die Batteriezellen mittels des männlichen/weiblichen Klettbandeingriffs an dem Monorahmen befestigt sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Fahrzeugbatterie anzugeben. Insbesondere soll eine möglichst stabile und crashsichere Fahrzeugbatterie angegeben werden, bei welcher gleichzeitig eine einfache und aufwandreduzierte Montage ermöglicht ist.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalend es Anspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Fahrzeugbatterie (Batteriesystem) ist insbesondere als eine Traktionsbatterie eine elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, ausgeführt. Die Fahrzeugbatterie weist hierbei ein Batteriegehäuse mit einem topf- oder wannenförmigen Batteriekasten (Batteriefach) und mit einem diesen verschließenden oder abdeckenden Gehäusedeckel (Batteriedeckel) auf. Der Batteriekasten weist einen gegenüberliegend zum Gehäusedeckel angeordneten Gehäuseboden (Batterieboden) auf, welcher in einem Einbauzustand die untergrundseitige Gehäusefläche des Batteriegehäuses bildet. In dem Batteriegehäuse sind eine Anzahl von Batteriezellen, also mehrere Batteriezellen, angeordnet. Die Fahrzeugbatterie ist hierbei nach einem Cell2Pack- oder Cell2Car-Design ausgeführt, so dass die Batteriezellen direkt in das Batteriegehäuse eingesetzt sind, und nicht zu (Batterie-)Modulen zusammengefasst sind. Die nachfolgenden Ausführungen und Beispiele sind jedoch sinngemäß auch auf ein Batteriemodul mit einem Modulgehäuse mit einem Modulboden und einem Moduldeckel übertragbar.
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Die Batteriezellen sind stirnseitig entlang einer Reihenrichtung aneinandergereiht als ein Zellpaket (Zellreihe, Zellbündel) angeordnet. Die Batteriezellen sind hierzu insbesondere nach Art eines Reiheneinbaus in einer Reihe nebeneinander angeordnet. Das dadurch gebildete Zellpaket weist zwei stirnseitig außenseitig angeordnete Batteriezellen und mindestens eine dazwischen angeordnete Batteriezelle auf. Die in Reihenrichtung einander gegenüberliegenden Gehäuseflächen einer jeden Batteriezelle sind nachfolgend als Stirnseiten der jeweiligen Batteriezelle bezeichnet. Die dem Gehäusedeckel zugewandten Gehäuseflächen der Batteriezellen sind als Oberseiten und die dem Gehäuseboden zugewandten Gehäuseflächen als Unterseiten bezeichnet. Die übrigen Gehäuseflächen, welche den Gehäusewänden des Batteriegehäuses beziehungsweise des Batteriekastens zugewandt sind, sind nachfolgend auch als Wandseiten bezeichnet.
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Erfindungsgemäß sind die Batteriezellen an der Oberseite und an der Unterseite jeweils mit ersten Klettflächen versehen. Vorzugsweise weisen die Klettflächen hierbei eine Aussparung für ein Überdruckventil der Batteriezelle auf. Der Gehäuseboden und der Gehäusedeckel weisen hierbei jeweils hierzu komplementäre zweite Klettflächen auf, wobei die Batteriezellen des Zellpakets mit dem Gehäuseboden einerseits und mit dem Gehäusedeckel andererseits flächig klettverbunden (verklettet, klettbefestigt) sind. Dadurch ist eine besonders geeignete Fahrzeugbatterie realisiert.
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Im Gegensatz zum Stand der Technik ist die Reihenrichtung also nicht normal zum Gehäuseboden und Gehäusedeckel angeordnet, sondern ist erfindungsgemäß parallel zu dem Gehäusedeckel und dem Gehäuseboden orientiert. Durch die horizontale Anordnung der Batteriezellen im Zellpaket ist jede der Batteriezellen vertikal über die Oberseite und Unterseite mit dem Gehäuseboden und dem Gehäusedeckel klettverbunden. Dadurch weist die Fahrzeugbatterie einen Aufbau auf, welcher im Wesentlichen mit einem Doppel-T-Träger oder einem Sandwichblech vergleichbar ist. Durch die Anordnung und Orientierung der Batteriezellen und der Klettverbindungen wird somit die Stabilität und Steifigkeit der Fahrzeugbatterie erhöht, wodurch eine erhöhte Sicherheit im Crashfall realisiert ist, da die Batteriezellen im Cell2Car-Design oder auch in gegebenenfalls kleineren Einheiten nicht verrutschen. Der Gehäuseboden und der Gehäusedeckel sind somit im Wesentlichen vollflächig klettverbunden, so dass aufgrund der vergrößerten Klettfläche eine höhere Zugfestigkeit des Batteriegehäuses realisiert ist. Weiterhin wird durch den Einsatz von Klettverbindungen eine Gewichts- und Materialersparnis beim Cell2Car-Design realisiert, wodurch die Kosten vorteilhaft reduziert werden.
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Vorzugsweise ist die komplette Fahrzeugbatterie so aufgebaut, dass alle mechanischen Verbindungen zwischen metallischen Strukturteilen, im Wesentlichen den Batteriezellen, Gehäuseboden, Gehäusedeckel, Versteifungsblechen, Verbindungsblechen, etc. mit Klettverbindungen realisiert werden. Die Klettverbindungen werden zweckmäßigerweise auf alle „Überlapp-Verbindungsflächen“ beidseitig appliziert oder aufgebracht. Dadurch wird die Fahrzeugbatterie bei der Montage nicht mehr verschraubt, verschweißt oder vergossen. Die Dichtigkeit Fahrzeugbatterie wird beispielsweise mit einer Dichtmasse bewirkt. Zur Wartungs- oder Reparaturzwecken ist die Fahrzeugbatterie durch einfaches lösen der Klettverbindungen sukzessive und im Wesentlichen werkzeugfrei demontierbar.
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Unter „klettverbunden“ oder „Klettverbindung“ ist hier und im Folgenden insbesondere eine reversibel lösbare form- und kraftschlüssige (Schnellverschluss-)Verbindung zwischen den Klettflächen zu verstehen. Die Klettverbindung oder der Klettverschluss beruht hierbei auf dem Prinzip von Klettfrüchten. Dies bedeutet, dass die Klettflächen zueinander komplementäre Klettverschlusselemente aufweisend, welche bei der Klettverbindung form- und kraftschlüssig aneinandergehalten sind, und insbesondere mittels Schälen voneinander gelöst werden können.
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Unter einem „Formschluss“ oder einer „formschlüssigen Verbindung“ zwischen wenigstens zwei miteinander verbundenen Teilen wird hier und im Folgenden insbesondere verstanden, dass der Zusammenhalt der miteinander verbundenen Teile zumindest in einer Richtung durch ein unmittelbares Ineinandergreifen von Konturen der Teile selbst oder durch ein mittelbares Ineinandergreifen über ein zusätzliches Verbindungsteil erfolgt. Das „Sperren“ einer gegenseitigen Bewegung in dieser Richtung erfolgt also formbedingt.
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Unter einem „Kraftschluss“ oder einer „kraftschlüssigen Verbindung“ zwischen wenigstens zwei miteinander verbundenen Teilen wird hier und im Folgenden insbesondere verstanden, dass die miteinander verbundenen Teile aufgrund einer zwischen ihnen wirkenden Reibkraft gegen ein Abgleiten aneinander gehindert sind. Fehlt eine diese Reibkraft hervorrufende „Verbindungskraft“ (dies bedeutet diejenige Kraft, welche die Teile gegeneinanderdrückt, beispielsweise eine Schraubenkraft oder die Gewichtskraft selbst), kann die kraftschlüssige Verbindung nicht aufrechterhalten und somit gelöst werden.
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Die komplementären Klettflächen können beispielsweise als Haken- und Flauschband (Filzband, Veloursband), oder als Plizkopfband und Flauschband, oder Pilzkopfband und Pilzkopfband, oder als Hakenband und Pilzkopfband ausgeführt sein. Die Klettflächen können hierbei beispielsweise aus Polyamid-, Polyaramid-, Polyester- und Polyolefinfasern hergestellt sein.
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In einer vorteilhaften Ausführung ist der Gehäusedeckel lediglich durch die Klettverbindungen mit den Batteriezellen am Batteriegehäuse beziehungsweise an dem Gehäuseboden befestigt. Dies bedeutet, dass zur Montage des Gehäusedeckels keine zusätzlichen Werkzeuge notwendig sind, der Gehäusedeckel wird einfach auf die Batteriezellen beziehungsweise die Klettflächen gepresst und dadurch befestigt. Dadurch ist eine besonders einfache Montage der Fahrzeugbatterie realisiert.
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In einer geeigneten Weiterbildung ist eine Kopfzuglast zur Lösung der Klettverbindungen zwischen den Batteriezellen und dem Gehäuseboden und/oder dem Gehäusedeckel größer als 5 MPa (Megapascal) dimensioniert. Dadurch ist eine besonders betriebs- und crashsichere sowie stabile Fahrzeugbatterie realisiert. Vorzugsweise ist auch eine geeignete Scheerzuglast hinsichtlich auftretender Scheerkräfte vorgesehen. Geeigneterweise ist die Scheerzuglast hierbei etwa gleich groß zur Kopfzuglast dimensioniert. Die Scheerzuglast ist also beispielsweise größer als 5 MPa dimensioniert. Die Drücke und Linienlasten zum Auflösen der Klettverbindung mittels Schälen sind vorzugsweise deutlich kleiner als die Kopfzuglast und/oder Scheerzuglast dimensioniert.
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Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch als Alternativen zueinander ausgebildet sein können.
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Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass an den normal zu der Reihenrichtung orientierten Stirnseiten der Batteriezellen zueinander komplementäre dritte Klettflächen angeordnet sind, wobei die Batteriezellen in Reihenrichtung miteinander durch aneinanderdrücken klettverbunden sind. Vorzugsweise sind die dritten Klettflächen flächig an den einander zugewandten Stirnseiten angeordnet, so dass die Stirnseiten der Batteriezellen im Wesentlichen vollständig mit einer Klettfläche bedeckt sind. Alternativ werden lediglich Streifen oder Abschnitte/Bereiche der Stirnseiten mit den dritten Klettflächen versehen. Während des Zellbaus können die Batteriezellen vorzugsweise weiterhin mechanisch mit Manipulatoren an den Gehäuseflächen gegriffen werden, an welchen kein Klettband appliziert ist.
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Die Batteriezellen werden vor dem Einbau in das Batteriegehäuse somit beispielsweise zu dem Zellpaket klettverbunden, so dass das Zellpaket als Einbaugruppe in das Batteriegehäuse eingesetzt werden kann. Einmal miteinander klettverbundene Batteriezellen lassen sich während der Montage sehr einfach handhaben, da sie bereits kraftschlüssig verbunden sind, und nicht mehr aufwändig in Position gehalten werden müssen. Falls die Batteriezellen nicht bündig aneinandergereiht sind, lassen sich diese wieder lösen und neu positionieren. Die Batteriezellen werden als fixiertes Zellpaket in das Batteriegehäuse eingesetzt/verbaut, sollte die Positionierung nicht bündig sein, kann das Zellpaket erneut positioniert werden. Ebenso denkbar ist beispielsweise die Batteriezellen einzeln oder als Teil-Zellpakete beziehungsweise Bündel Stück für Stück in das Batteriegehäuse einzusetzen, und abschließend den Gehäuseboden und den Gehäusedeckel senkrecht aufzupressen.
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Die stirnseitige Anordnung der dritten Klettflächen ist vorteilhaft, da dies die Gehäuseflächen sind, welche sich im Zuge einer Zellausdehnung (Swelling) am stärksten verformen. Mit anderen Worten sind die dritten Klettflächen normal zur Swelling-Richtung orientiert. Die Klettverbindungen ermöglichen somit einen Toleranzausgleich zwischen den Batteriezellen im Verbund des Zellpakets. Die Klettverbindungen ersetzen somit Gap-Pads und fangen die Zellatmung (Cell Breathing) und die Zellanschwellung (Cell Swelling) über die Lebensdauer ab. Eine Limitierung oder Stopp der Ausdehnung beziehungsweise die Gegenkraft ist durch eine geeignete Dimensionierung der Klettverbindung realisierbar, wenn die Klettstifte mit Köpfchen (Haken/Pilzkopf) nicht weiter ineinandergeschoben werden können. Die gewünschte Dimensionierung kann somit beispielsweise durch die Länge der Klettstifte angepasst werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Klettflächen als Pilzkopfbänder ausgeführt, da eine Ausführung als Haken- und Flauschbänder die Wegaufnahme der Zellatmung und Zellanschwellung nicht gewährleisten können. Die Pilzkopfbänder sind beispielsweise aus Polyolefin oder Polypropylen hergestellt. Alternativ sind beispielsweise metallische Klettflächen in Form von Hakenbändern vorgesehen, wobei sich die Haken bei der Klettverbindung gegeneinander festhalten und wie beim Pilzkopf marginal gegeneinander verschiebbar sind, um die Zellatmung und Zellanschwellung ausgleichen zu können.
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In einer geeigneten Weiterbildung sind die Klettverbindungen elektrisch nichtleitend ausgeführt. Mit anderen Worten sind die Batteriezellen durch die dritten Klettflächen elektrisch isoliert voneinander angeordnet. Weiterhin sind die Batteriezellen durch die ersten und zweiten Klettflächen vorzugsweise elektrisch isoliert von dem Gehäusedeckel und dem Gehäuseboden angeordnet. Die Klettverbindungen wirken somit als elektrische Isolation zwischen den Batteriezellen und dem Batteriegehäuse sowie weiterhin als Isolation zum Bauraum im Kraftfahrzeug, so dass es keiner zusätzlichen Isolationsfolien bedarf. Dadurch ist ein besonders bauteilreduzierter Aufbau der Fahrzeugbatterie gewährleistet.
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Vorzugsweise werden die Klettflächen somit sowohl für die Zellfixierung als auch zusätzlich zur Isolation und als Gap Pad beziehungsweise als Toleranzausgleich genutzt. Dadurch ist eine besonders vorteilhafte Funktionsintegrierung hinsichtlich des Aufbaus der Fahrzeugbatterie realisiert.
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In einer denkbaren Ausführung ist der Gehäusedeckel mehrteilig mit mehreren zusammengesetzten Deckelteilen ausgeführt, wobei jedes Deckelteil mit mindestens einer Batteriezelle des Zellpakets klettverbunden ist. Durch die mehrteilige Ausführung des Gehäusedeckels ist eine vereinfachte Demontage mit reduzierten Kraftaufwand realisiert, so dass Wartungs-, Service- und Reparaturarbeiten an der Fahrzeugbatterie vereinfacht werden.
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In einer geeigneten Weiterbildung sind die Deckelteile als parallele Streben ausgeführt, welche parallel zu den Oberseiten der Batteriezellen angeordnet und mit einer jeweils zugeordneten Batteriezelle klettverbunden sind. Dies bedeutet, dass die Anzahl der Deckelteile des Gehäusedeckels der Anzahl der Batteriezellen des Zellpakets entspricht. Dadurch ist eine besonders einfache und zielgerichtete Demontage des Gehäusedeckels zu Wartungs-, Service- und Reparaturarbeiten ermöglicht.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind die Deckelteile gegeneinander durch eine Dichtmasse abgedichtet, insbesondere fluiddicht abgedichtet. Dadurch ist eine einfache und kostengünstige Abdichtung des Batteriegehäuses beziehungsweise des Gehäusedeckels realisiert. Vorzugsweise ist der Gehäusedeckel auch gegenüber dem Batteriekasten mittels einer umlaufenden Dichtmasse abgedichtet.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist mindestens ein Kühlkanal zur Temperierung des Zellpakets in den Gehäusedeckel und/oder in den Gehäuseboden integriert. Im Batterieboden und/oder im Batteriedeckel sind somit beispielsweise Kühlkanäle integriert, welche dafür sorgen, dass jede Batteriezelle gleichmäßig gekühlt ist. Dafür weisen die mit den Kühlkanälen oder Kühlschlangen versehenen Gehäusedeckel und/oder Gehäuseboden beispielsweise eine ausreichende Dicke von beispielsweise 2 mm (Millimeter) bis 8 mm auf. Anfang und Ende der Kühlkanäle welche aus dem Gehäusedeckel und/oder Gehäuseboden laufen sind mit einer Kühleinheit des Kraftfahrzeugs koppelbar und werden beispielsweise mittels Sensoren geregelt.
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Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischen und vereinfachten Darstellungen:
- 1 in Schnittansicht ausschnittsweise eine Fahrzeugbatterie gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 2 in Schnittansicht ausschnittsweise die Fahrzeugbatterie gemäß der ersten Ausführungsform,
- 3 in Draufsicht ausschnittsweise eine Fahrzeugbatterie gemäß einer zweiten Ausführungsform, und
- 4 in Schnittansicht ausschnittsweise eine Fahrzeugbatterie gemäß der zweiten Ausführungsform.
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Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen dargestellt.
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Die 1 und die 2 zeigt in schematischer und vereinfachter Darstellung eine Fahrzeugbatterie 2 für ein Kraftfahrzeug. Die Fahrzeugbatterie 2 weist ein nicht näher dargestelltes Batteriegehäuse mit einem Gehäuseboden 4 und mit einem gegenüberliegend angeordneten Gehäusedeckel 6 auf.
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In dem Batteriegehäuse sind eine Anzahl von Batteriezellen 8 angeordnet. Die Fahrzeugbatterie 2 ist beispielsweise nach einem Cell2Pack- oder Cell2Car-Design ausgeführt, so dass die Batteriezellen 8 direkt in das Batteriegehäuse eingesetzt sind, und nicht zu (Batterie-)Modulen zusammengefasst sind.
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Die Batteriezellen 8 sind stirnseitig entlang einer Reihenrichtung R aneinandergereiht als ein Zellpaket (Zellreihe, Zellbündel) 10 angeordnet. In der 2 ist beispielhaft ausschnittsweise ein Zellpaket 10 mit lediglich drei Batteriezellen 8 dargestellt.
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Die Batteriezellen 8 sind an einer dem Gehäusedeckel 6 zugewandten Oberseite 12 und an einer dem Gehäuseboden 4 zugewandten Unterseite 12 jeweils mit Klettflächen 14 versehen. Der Gehäuseboden 4 und der Gehäusedeckel 6 weisen hierbei jeweils komplementäre Klettflächen 16 auf, wobei die Batteriezellen 8 des Zellpakets mit dem Gehäuseboden 4 einerseits und mit dem Gehäusedeckel 6 andererseits flächig klettverbunden sind.
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Die Reihenrichtung R ist parallel zu den Ebenen des Gehäusedeckels 6 und des Gehäusebodens 4 angeordnet. Mit anderen Worten ist die Reihenrichtung R horizontal oder transversal, also senkrecht zu einer vertikalen Höhenrichtung H des Batteriegehäuses orientiert.
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Durch die horizontale Anordnung der Batteriezellen 8 im Zellpaket 10 ist jede der Batteriezellen 8 vertikal über die Oberseite 12 und Unterseite 14 mit dem Gehäuseboden 4 und dem Gehäusedeckel 6 klettverbunden. Dadurch weist die Fahrzeugbatterie 2 einen Aufbau auf, welcher im Wesentlichen mit einem Doppel-T-Träger oder einem Sandwichblech vergleichbar ist. Durch die Anordnung und Orientierung der Batteriezellen 8 und der Klettverbindungen wird somit die Stabilität und Steifigkeit der Fahrzeugbatterie 2 erhöht, wodurch eine erhöhte Sicherbei im Crashfall realisiert ist. Eine Kopfzuglast zur Lösung der Klettverbindungen zwischen den Batteriezellen 8 und dem Gehäuseboden 4 und/oder dem Gehäusedeckel 6 ist hierbei größer als 5 MPa dimensioniert.
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Wie beispielsweise in der 2 ersichtlich ist, sind an den normal zu der Reihenrichtung R orientierten Stirnseiten der Batteriezellen 8 zueinander komplementäre Klettflächen 20 angeordnet, so dass die Batteriezellen 8 in Reihenrichtung R miteinander klettverbunden sind. Die Klettflächen 20 sind lediglich beispielhaft mit Bezugszeichen versehen. Die Batteriezellen 8 werden vor dem Einbau in das Batteriegehäuse somit beispielsweise zu dem Zellpaket 10 klettverbunden, so dass das Zellpaket 10 als Einbaugruppe in das Batteriegehäuse eingesetzt werden kann.
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Vorzugsweise werden die Klettflächen 16, 18, 20 sowohl für die Zellfixierung im Batteriegehäuse als auch zusätzlich zur Isolation und als Gap Pad beziehungsweise als Toleranzausgleich zwischen den Batteriezellen 8 und zum Batteriegehäuse genutzt.
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Nachfolgend ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Fahrzeugbatterie 2' anhand der 3 und 4 näher erläutert.
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In dieser Ausführung ist der Gehäusedeckel 6 mehrteilig mit mehreren zusammengesetzten Deckelteilen 6a, 6b, 6c, 6d, 6e ausgeführt, wobei in der 3 beispielhaft fünf Deckelteile 6a, 6b, 6c, 6d, 6e dargestellt sind. Die Deckelteile 6a, 6b, 6c, 6d, 6e sind als parallele Streben ausgeführt, welche parallel zu den Oberseiten 12 der Batteriezellen 8 angeordnet und mit einer jeweils zugeordneten Batteriezelle 8 klettverbunden sind. Die Deckelteile 6a, 6b, 6c, 6d, 6e sind gegeneinander jeweils mittels einer Dichtmasse 22 abgedichtet, so dass ein fluiddichter Gehäusedeckel 6 gebildet ist. Die Deckelteile 6a, 6b, 6c, 6d, 6e sind beispielsweise mittels optionaler Befestigungsschrauben 24 an Streben 26 des Batteriegehäuses fixiert. Die Dichtmassen 22 und die Befestigungsschrauben 24 sind in der 3 lediglich beispielhaft mit Bezugszeichen versehen.
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In die Deckelteile 6a, 6b, 6c, 6d, 6e ist jeweils ein Kühlkanal oder eine Kühlschlange zur Temperierung des Zellpakets 10 beziehungsweise der zugeordneten Batteriezelle 8 integriert. Die Kühlkanäle sind beispielsweise an eine Kühleinheit des Kraftfahrzeugs angeschlossen und sind von einem Kühlmedium, beispielsweise (Kühl-)Wasser durchströmt.
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Die beanspruchte Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus im Rahmen der offenbarten Ansprüche abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den verschiedenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale im Rahmen der offenbarten Ansprüche auch auf andere Weise kombinierbar, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 2, 2'
- Fahrzeugbatterie
- 4
- Gehäuseboden
- 6
- Gehäusedeckel
- 6a, 6b, 6c, 6d, 6e
- Deckelteile
- 8
- Batteriezelle
- 10
- Zellpaket
- 12
- Oberseite
- 14
- Unterseite
- 16
- Klettfläche
- 18
- Klettfläche
- 20
- Klettfläche
- 22
- Dichtmasse
- 24
- Befestigungsschraube
- 26
- Strebe
- R
- Reihenrichtung