DE102023100562B3 - Hochvoltbatterie mit einem in einer Entgasungsöffnung angeordnetem Dichtelement - Google Patents

Hochvoltbatterie mit einem in einer Entgasungsöffnung angeordnetem Dichtelement Download PDF

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Philipp Kellner
Simon Frieß
Tobias Totzke
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochvoltbatterie für ein elektrisch oder zumindest teilelektrisch angetriebenes Fahrzeug, wobei die Hochvoltbatterie zumindest eine Batteriezelle (1) aufweist, wobei die Batteriezelle (1) ein Zellgehäuse mit einem Sicherheitsventil (3) zum Entgasen der Batteriezelle (1) aufweist, wobei die Batteriezelle (3) in einem die Batteriezelle (1) umschließenden Gehäuse (2) angeordnet ist, wobei eine Gehäusewand (5) des Gehäuses (2) eine dem Sicherheitsventil (3) gegenüberliegende Entgasungsöffnung (6) aufweist, wobei in der Entgasungsöffnung (6) ein Dichtelement (7) angeordnet ist, wobei das Dichtelement (7) einen Durchgangskanal (8) zum Ausleiten von aus dem Sicherheitsventil (3) der Batteriezelle (1) austretenden Gasen aus dem Gehäuse (2) aufweist, wobei das Dichtelement (7) einen umlaufenden Ring und eine oder mehrere von dem Ring nach radial außen hervorstehende erste Dichtlippen (10) aufweist, wobei die eine oder mehreren ersten Dichtlippen (10) an einer die Entgasungsöffnung (6) begrenzenden Innenumfangsfläche der Gehäusewand (5) dichtend anliegen, wobei das Dichtelement (7) eine oder mehrere Querstreben (11) aufweist, die den umlaufenden Ring nach radial innen abstützen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hochvoltbatterie für ein elektrisch oder teilelektrisch angetriebenes Fahrzeug, insbesondere für einen elektrisch oder teilelektrisch angetriebenen Personenkraftwagen.
  • Bei elektrisch oder teilelektrisch angetriebenen Fahrzeugen werden zahlreiche Batteriezellen zu einer Hochvoltbatterie, auch als Traktionsbatterie bezeichnet, zusammengeschaltet. Eine solche Hochvoltbatterie besteht in der Regel aus mehreren hundert, teilweise bis zu mehreren tausend Batteriezellen. Die Batteriezellen der Hochvoltbatterie werden in der Regel zu Batteriemodulen, somit zu Untergruppen, zusammengeschaltet, wobei diese Batteriemodule typischerweise eine identische Anzahl von Batteriezellen aufweisen. In der Regel werden die Batteriezellen in einer Stapelrichtung gestapelt und auf diese Art ein Batteriezellenstapel, auch Zellstack genannt, gebildet, der dann in ein Batteriemodulgehäuse eingeschoben wird.
  • Aufgrund von Störungen kann es zu einem starken Erwärmen einer Batteriezelle kommen, so dass der Elektrolyt dieser Batteriezelle in einen gasförmigen Zustand übergeht, wodurch sich innerhalb kurzer Zeit der Druck innerhalb der Batteriezelle stark erhöht. Um ein unkontrolliertes Aufreißen eines Zellgehäuses oder einer Hülle der betroffenen Batteriezelle zu verhindern, ist es bekannt, Batteriezellen mit einem Sicherheitsventil auszustatten, welches bei einem vorbestimmten Zellinnendruck öffnet und ein Entweichen des verdampften Elektrolyten sowie gegebenenfalls weiterer gebildeter Zersetzungsprodukte ermöglicht. Ein solcher Vorgang wird auch als Entgasen bezeichnet. Das Sicherheitsventil kann durch eine Öffnung in einem Zellgehäuse gebildet sein, die mit einer Berstscheibe verschlossen ist, die bei einem definierten Berstdruck zerbirst und somit die Ventilöffnung freigibt.
  • Die beim Entgasen austretenden Gase haben meist hohe Temperaturen. Die Gase müssen so aus dem Batteriesystem bzw. der Hochvoltbatterie abgeführt werden, dass Insassen und empfindliche Bauteile, wie zum Beispiel andere, intakte Zellen, keinen Schaden nehmen.
  • Häufig werden die Batteriezellen zum Schutz gegen äußere Einflüsse und/oder zwecks direkter Kühlung der Batteriezellen in einem die Batteriezellen umschließenden Gehäuse, beispielsweise einem Batteriemodulgehäuse, angeordnet. Bei einer Gestaltung mit einem die Batteriezellen umschließenden Gehäuse ist es notwendig, die aus einem Sicherheitsventil einer Batteriezelle austretenden Gase kontrolliert aus diesem Gehäuse auszuleiten, insbesondere um eine Beschädigung der weiteren in dem Gehäuse angeordneten Batteriezellen durch die austretenden heißen Gase zu vermeiden. In der Regel weist ein solches Gehäuse zu diesem Zweck eine oder mehrere Entgasungsöffnungen auf. Problematisch ist dabei die dauerhaft sichere Anbindung einer solchen Entgasungsöffnung an das Sicherheitsventil der jeweiligen Batteriezelle. Zum einen besteht die Problematik, dass Batteriezellen, beispielsweise prismatische Batteriezellen oder Pouch-Zellen, einer Änderung in ihrer Dicke beim Laden und Entladen, auch als Atmen bezeichnet, unterliegen. Ferner kann bei Batteriezellen ein alterungsbedingtes Swelling auftreten. Darunter wird verstanden, dass sich die Batteriezellen mit zunehmendem Betriebsalter ausdehnen. Derartige Veränderungen der Batteriezellen führen dazu, dass sich ein Abstand der Batteriezelle von der Entgasungsöffnung verändern kann. Auch sollten zu starke mechanische Einwirkungen auf das Zellgehäuse, wie sie beispielsweise bei einer steifen Anbindung der Sicherheitsventile an die Entgasungsöffnung auftreten könnten, vermieden werden. Zudem sollte bei direkt gekühlten Batteriezellen ein Kontakt von heißem Gas mit dem Kühlmedium vermieden werden.
  • Die DE 10 2013 213 776 A1 offenbart eine Hochvoltbatterie, die die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist. Die DE 10 2013 213 776 A1 schlägt zur Anbindung des Zellventils an die Entgasungsöffnung des Gehäuses vor, dass das Zellgehäuse einen ein Sicherheitsventil der Batteriezelle umgebenden Anschlussstutzen aufweist und das Gehäuse jeweils korrespondierend zu dem Anschlussstutzen eine Öffnung aufweist, wobei eine dauerhafte mechanische Verbindung durch ein mechanisches Umformen des Anschlussstutzens erfolgt. Die CN 214625296 U und die DE 101 14 584 A1 offenbaren weiteren Stand der Technik.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hochvoltbatterie, die die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist derart weiterzubilden, dass diese bei einfacher Gestaltung ein besonders sicheres Ausleiten der aus einer Batteriezelle austretenden Gase beim Entgasen gewährleistet.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Hochvoltbatterie, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist. Bei der erfindungsgemäßen Hochvoltbatterie handelt es sich um eine Hochvoltbatterie für ein elektrisch oder zumindest teilelektrisch angetriebenes Fahrzeug, wobei die Hochvoltbatterie zumindest eine Batteriezelle aufweist, wobei die Batteriezelle ein Zellgehäuse mit einem Sicherheitsventil zum Entgasen der Batteriezelle aufweist, wobei die Batteriezelle in einem die Batteriezelle umschließenden Gehäuse angeordnet ist, wobei eine Gehäusewand des Gehäuses eine dem Sicherheitsventil gegenüberliegende Entgasungsöffnung aufweist, wobei in der Entgasungsöffnung ein Dichtelement angeordnet ist, wobei das Dichtelement einen Durchgangskanal zum Ausleiten von aus dem Sicherheitsventil der Batteriezelle austretenden Gasen aus dem Gehäuse aufweist, wobei das Dichtelement einen den Durchgangskanal umlaufend umschließenden Ring und eine oder mehrere von dem Ring nach radial außen hervorstehende erste Dichtlippen aufweist, wobei die eine oder mehreren ersten Dichtlippen an einer die Entgasungsöffnung begrenzenden Innenumfangsfläche der Gehäusewand dichtend anliegen, wobei das Dichtelement eine oder mehrere Querstreben aufweist, die den umlaufenden Ring nach radial innen abstützen.
  • Über die Querstreben wird der Ring versteift und eine radiale Kompression des Dichtelements begrenzt, wodurch die eine oder mehreren ersten Dichtlippen zuverlässig an die die Entgasungsöffnung begrenzenden Innenumfangsfläche angepresst werden, wodurch eine besonders gute Abdichtung und ein besonders guter Halt des Dichtelements in der Entgasungsöffnung erreicht wird. Auf diese Weise wird das Dichtelement über die ersten Dichtlippen radial klemmend in der Gehäusewand gehalten und ein Gehäuseinnenraum des umschließenden Gehäuses nach außen abgedichtet. Der Durchgangskanal des Dichtelements bildet einen Strömungskanal für das aus der Batteriezelle, genauer gesagt dem Sicherheitsventil der Batteriezelle austretende heiße Gas, über den dann das aus dem Sicherheitsventil austretende Gas kontrolliert aus dem Gehäuse ausgeleitet wird.
  • Die erfindungsgemäße Lösung bietet insbesondere Vorteile bei direktgekühlten Batteriezellen, somit Hochvoltbatterien, bei denen in dem Gehäuse ein dielektrisches Kühlmedium, beispielsweise ein Kühlöl, die Batteriezelle, insbesondere einen Zellstapel, und gegebenenfalls weitere Komponenten, wie Kontaktschienen und Hochvoltanschlüsse, direkt umströmt. Durch das erfindungsgemäße Dichtelement wird eine Leckage von Kühlmedium nach außen vermieden.
  • Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn der Querschnitt des Durchgangskanals etwa so groß oder größer ist als ein Querschnitt des Sicherheitsventils. Dadurch wird ein zuverlässiges Einströmen ohne Leckagen verbessert.
  • Vorzugsweise weist die Entgasungsöffnung die Form eines Langlochs oder die Form eines abgerundeten Rechtecks auf.
  • Vorzugsweise ist das Dichtelement einteilig ausgebildet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Dichtelements handelt es sich bei dem Dichtelement um ein Kunststoff-Teil.
  • Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn der Ring und die eine oder mehreren Querstreben einen einheitlichen Versteifungskörper aus einem ersten Material bilden und die eine oder mehreren ersten Dichtlippen mit dem Versteifungskörper verbunden sind, wobei die eine oder mehreren ersten Dichtlippen aus einem zweiten Material bestehen, wobei das erste Material steifer ist als das zweite Material. Dadurch wird eine ausreichende Formstabilität des Dichtelements bei dennoch guter Dichtwirkung erreicht.
  • Bei dem Material des Versteifungskörper handelt es sich vorzugsweise um einen temperaturbeständigen thermoplastischen Kunststoff, wie beispielsweise Polyamid (PA) oder Polyphthalamid (PPA) Polyetheretherketon (PEEK), oder einem duroplastischem Kunststoff, z.B. Phenolharz, der mit temperaturbeständigen Füllstoffen wie Keramikpartikeln oder Aluminiumoxid oder Glasfasern verstärkt ist.
  • Es ist aber auch denkbar, dass der Versteifungskörper aus Metall oder aus einer Metalllegierung (Aluminium, Eisen, Stahl) oder einer Keramik besteht.
  • Bei dem Material der Dichtlippen handelt es sich vorzugsweise um Silikon oder um Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) oder einem temperaturbeständigen Schaum.
  • Vorzugsweise sind die eine oder mehreren ersten Dichtlippen an den Versteifungskörper angespritzt. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn das Dichtelement im Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren gefertigt ist.
  • Es ist vorgesehen, dass das Dichtelement eine oder mehrere in einer axialen Richtung hervorstehende zweite Dichtlippen aufweist, wobei die jeweilige zweite Dichtlippe dichtend an dem Zellgehäuse anliegt, wobei die jeweilige zweite Dichtlippe das Sicherheitsventil umlaufend umschließt. Durch die umlaufend dichtende Anlage der zweiten Dichtlippe an dem Zellgehäuse ist der Durchgangskanal gegenüber dem Innenraum des die Batteriezelle umschließenden Gehäuses abgedichtet, sodass ein gegenüber dem Innenraum des Gehäuses abgedichteter Strömungskanal für das aus der Batteriezelle austretende heiße Gas gebildet ist, über den dann das aus dem Sicherheitsventil austretende Gas kontrolliert aus dem Gehäuse ausgeleitet wird. Diese Gestaltung bietet insbesondere Vorteile bei direktgekühlten Batteriezellen, somit Hochvoltbatterien, in dem Gehäuse ein dielektrisches Kühlmedium, beispielsweise ein Kühlöl, die Batteriezellen und gegebenenfalls weitere Komponenten, wie Kontaktschienen und Hochvoltanschlüsse, direkt umströmt. Durch die axiale zweite Dichtlippe wird eine Vermischung des im Fall eines Entgasens austretenden Gases mit dem Kühlmedium vermieden oder zumindest reduziert. Dadurch wird ein Kontakt zwischen dem ausströmenden Gas und dem Kühlmedium vermieden, wodurch verhindert wird, dass sich das Kühlmedium bei Kontakt mit dem heißen Gas entzündet. Zudem wird durch diese Gestaltung vermieden, dass das Sicherheitsventil mit einem Innendruck des Kühlmediums beaufschlagt wird, was sich vorteilhaft auf die Lebensdauer der Batteriezelle auswirkt.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Dichtelement eine gegenüber der oder den ersten Dichtlippen nach radial außen hervorstehende Rastlippe aufweist, wobei die Rastlippe die Gehäusewand auf einer der Batteriezelle zugewandten Innenseite hintergreift. Dadurch wird ein guter Halt des Dichtelements in der Gehäusewand erreicht. Auch wird durch die Rastlippe eine zusätzliche Abdichtung der Entgasungsöffnung erreicht. Auch kann durch das axial Abstützen ein Anpressen an das Zellgehäuse erreicht werden, um die Abdichtung im Bereich des Zellgehäuses zu verbessern.
  • Vorzugsweise weist der Versteifungskörper einen nach radial außen hervorstehenden Vorsprung auf zum radialen Abstützen der Rastlippe. Dadurch wird eine Hinterrastung das Rastlippe an der Gehäusewand verbessert.
  • In Hinblick auf einen besonders guten Halt des Dichtelements in der Entgasungsöffnung und vor dem Hintergrund einer besonders guten Abdichtung des Innenraums des Gehäuses nach außen wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Dichtelement eine Stützlippe aufweist, wobei die Stützlippe die Gehäusewand auf einer der Batteriezelle abgewandten Außenseite hintergreift.
  • Vorzugsweise sind die Rastlippe, die Dichtlippe, die ersten Dichtlippen und die zweiten Dichtlippen Bestandteil eines Dichtkörpers.
  • Vorzugsweise verlaufen die Querstreben senkrecht zu einer Strömungsrichtung des Gases. Vorzugsweise weist das Dichtelement mehrere parallel verlaufende Querstreben auf.
  • Grundsätzlich behindern die eine oder mehreren Querstreben ein Ausströmen des Gases aus dem Sicherheitsventil und/oder ein Strömen des Gases durch den Durchgangskanal. Um den Strömungswiderstand möglichst gering zu halten, wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die eine oder mehreren Querstreben strömungsgünstig gestaltet sind. Dabei wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn sich ein Querschnitt der jeweiligen Querstrebe in Richtung der Batteriezelle verjüngt. Insbesondere sind die eine oder mehreren Querstreben an ihrer der Batteriezelle zugewandten Oberseite abgerundet, um wenig Angriffsfläche für den Entgasungsstrom zu liefern und den Entgasungsstrom möglichst wenig zu stören.
  • Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn das Dichtelement eine den Durchgangskanal verschließende Berstmembran aufweist. Durch diese Berstmembran wird der Durchgangskanal des Dichtelements verschlossen, sodass das Sicherheitsventil gegen Umgebungsluft, Schmutz und Feuchtigkeit abgedichtet ist. Die Berstmembran des Dichtelements ist dabei derart ausgeführt, dass diese Berstmembran zerbirst, sobald Gas aus dem Sicherheitsventil der entsprechenden Batteriezelle austritt und sich dadurch der Druck im Durchgangskanal erhöht. Dabei ist beispielsweise vorgesehen, dass die Berstmembran des Dichtelements bei Innendrücken öffnet, die kleiner oder gleich einem Innendruck zum Öffnen des Sicherheitsventils der entsprechenden Batteriezelle ist. In einer vorteilhaften Weiterbildung, weist die Berstmembran eine Sollbruchstelle in Form einer umlaufenden Nut auf. In einer Ausführungsform ist die Berstmembran Bestandteil des Dichtkörpers. Es ist aber auch denkbar, dass eine weitere Komponente des Dichtelements, beispielsweise eine Folie, die Berstmembran bildet.
  • Es ist aber auch durchaus denkbar, dass nicht das Dichtelement als solches eine den Durchgangskanal verschließende Berstmembran aufweist, sondern mit dem Gehäuse eine den Durchgangskanal verschließende Berstmembran verbunden ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind in dem Gehäuse mehrere Batteriezellen angeordnet sind, wobei die Gehäusewand des Gehäuses eine dem jeweiligen Sicherheitsventil der Batteriezelle gegenüberliegende Entgasungsöffnung aufweist, wobei in der Entgasungsöffnung jeweils ein Dichtelement angeordnet ist.
  • Vorzugsweise sind die Batteriezellen in einer Stapelrichtung gestapelt und auf diese Art ein Batteriezellenstapel, auch Zellstack genannt, gebildet, wobei das Gehäuse durch ein Batteriemodulgehäuse gebildet ist.
  • Bei der oder den Batteriezellen handelt es sich insbesondere um Hardcase-Zellen, wie beispielsweise prismatische Zellen oder Rundzellen.
  • Vorzugsweise weist das Zellgehäuse der Batteriezelle eine Stärke von 0,6 mm bis 1 mm auf.
  • Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Gehäusewand eine Stärke von 3 mm bis 5 mm aufweist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse in Form eines Strangpressprofils mit einer oder mehreren Hohlkammern ausgeführt, in denen eine Mehrzahl von Batteriezellen angeordnet, elektrisch verschaltet und gegen Swelling verspannt sind.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die jeweilige Entgasungsöffnung in dem Gehäuse länglich ausgeführt, vorzugsweise in einer ersten Erstreckungsrichtung zumindest doppelt so lang wie in einer zweiten Erstreckungsrichtung.
  • Vorzugsweise weisen das Sicherheitsventil und die Entgasungsöffnung des Gehäuses in einem in dem Fahrzeug montierten Zustand der Hochvoltbatterie nach unten.
  • Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Entgasungsöffnung des Gehäuses durch eine Bearbeitung des Gehäuses durch Wasserstrahlschneiden, Laserstrahlschneiden oder Fräsen oder einer Kombination der vorgenannten Verfahren eingebracht ist.
  • Vorzugsweise ist das Dichtelement von der Außenseite des Gehäuses aus in die Entgasungsöffnung eingesteckt wird.
  • Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn die Gehäusewand an ihrer Außenseite einen Rücksprung aufweist zur Aufnahme des Dichtelements, um einen Überstand des Dichtelements nach außen zu reduzieren oder vollständig zu vermeiden.
  • Bei einem vorteilhaften Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Hochvoltbatterie oder einer der vorgenannten vorteilhaften Ausführungsformen der Hochvoltbatterie ist vorgesehen, dass zunächst die eine oder mehreren Batteriezellen, beispielsweise in Form eines Zellstacks, in einer Einschieberichtung in das Gehäuse eingeschoben werden, derart, dass die eine oder mehreren Entgasungsöffnungen des Gehäuses mit dem Sicherheitsventil der jeweiligen Batteriezelle fluchten, wobei nach dem Einschieben der einen oder mehreren Batteriezellen ein Dichtelement orthogonal zu der Einschieberichtung in die jeweilige Entgasungsöffnung eingesteckt.
  • In den nachfolgenden Figuren wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, ohne auf dieses beschränkt zu sein. Es zeigen:
    • 1 einen Teilbereich einer ersten Ausführungsform einer Hochvoltbatterie in einer Schnittansicht,
    • 2 ein Dichtelement der in der 1 gezeigten Ausführungsform in einer Ansicht von schräg oben,
    • 3 das Dichtelement gemäß 2 in einer Ansicht wie in 2,
    • 4 das Dichtelement gemäß 2 in einer Ansicht von schräg unten.
  • Die 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Hochvoltbatterie, wobei nur ein Teilbereich der Hochvoltbatterie dargestellt ist. Dargestellt ist lediglich der Bereich um eine exemplarische Batteriezelle 1. Die Batteriezelle 1 ist in einem Batteriemodulgehäuse 2 angeordnet. Die jeweilige Batteriezelle 1 weist ein Sicherheitsventil 3, häufig auch als Zellvent bezeichnet, auf. Dieses Sicherheitsventil 3 ist durch eine Öffnung in einer Zellgehäusewand 13, die mit einer Berstmembran 4 verschlossen ist, gebildet, wobei diese Berstmembran 4 öffnet, wenn ein in der Batteriezelle 1 herrschender Innendruck einen bestimmten Wert überschreitet. Dementsprechend dient das Sicherheitsventil 3 zum Entgasen der Batteriezelle 1 zum Schutz der Batteriezelle 1 vor einem schädigenden Überdruck bzw. einem unkontrollierten Aufreißen des Zellgehäuses 13 der Batteriezelle 1. Eine untere Gehäusewand 5 des Batteriemodulgehäuses 2 weist eine dem Sicherheitsventil 3 gegenüberliegende Entgasungsöffnung 6 auf, wobei die Entgasungsöffnung 6 bzw. die Gehäusewand 5 von der Batteriezelle 1 beabstandet ist. In die Entgasungsöffnung 6 ist ein Dichtelement 7 eingesteckt, derart, dass das Dichtelement 7 die Entgasungsöffnung 6 durchsetzt. Das Dichtelement 5 als solches weist einen in einer axialen Richtung Z verlaufenden Durchgangskanal 8 zum Ausleiten von aus dem Sicherheitsventil 3 der Batteriezelle 1 austretenden Gasen aus dem Batteriemodulgehäuse 2 auf. Dieser Durchgangskanal 8 ist vorliegend durch eine Berstmembran 9 des Dichtelements 7 verschlossen, wobei diese Berstmembran 9 bei einem in dem Durchgangskanal 8 herrschenden Innendruck öffnet, der kleiner ist als ein Innendruck 1 der Batteriezelle 1, bei dem das Sicherheitsventil 3 der Batteriezelle 1 öffnet. Die Berstmembran 9 weist eine durch eine umlaufende Nut 16 gebildete Sollbruchstelle auf.
  • Das Dichtelement 7 als solches ist in den 2 bis 4 separat dargestellt. Das Dichtelement 7 weist eine den Durchgangskanal 8 umlaufend umschließenden länglichen Ring und mehrere von dem Ring nach radial außen hervorstehende erste Dichtlippen 10 auf, wobei die ersten Dichtlippen 10 an einer die Entgasungsöffnung 6 begrenzenden Innenumfangsfläche der Gehäusewand 5 dichtend anliegen. Die gegenüberliegende Längsseiten des Rings sind an ihren Innenseiten über vier Querstreben 11 gegeneinander abgestützt, wodurch der Ring nach radial innen abgestützt ist. Durch die Querstreben 11 wird somit eine Verformung des Dichtelements 7 nach radial innen verhindert und die verformbaren Dichtlippen 10 werden nach radial außen an die Innenumfangsfläche der Gehäusewand 5 gepresst.
  • Neben den ersten radialen Dichtlippen 10, weist das Dichtelement 7 mehrere in der axialen Richtung Z hervorstehende zweite Dichtlippen 12 auf, wobei die zweiten Dichtlippen 12 dichtend an dem Zellgehäuse 13 der Batteriezelle 1 anliegen, wobei die jeweilige zweite Dichtlippe 12 das Sicherheitsventil 3 umlaufend umschließt.
  • Das Dichtelement 7 weist ferner eine Rastlippe 14 und eine Stützlippe 15 auf, wobei die Gehäusewand 5 zwischen der Rastlippe 14 und der Stützlippe 15 angeordnet und dadurch das Dichtelement 7 axial klemmend in der Gehäusewand 5 gehalten ist. Die Rastlippe 14 und die Stützlippe 15 stehen weiter nach radial außen hervor als die ersten Dichtlippen 10. Der Versteifungskörper 17 weist einen nach radial außen hervorstehenden Abschnitt 19 auf zum radialen Abstützen der Rastlippe 14 auf.
  • Der Ring und die eine oder mehreren Querstreben 11 bilden einen einheitlichen Versteifungskörper 17 und die Dichtlippen 10, 12, die Rastlippe 14 und die Stützlippe 15 bilden einen einheitlichen Dichtkörper 18, wobei der Versteifungskörper 17 aus einem steiferen Material als der Dichtkörper 18 besteht. Vorliegend ist der Dichtkörper 18 an den Versteifungskörper 17 angespritzt.
  • Der Dichtkörper 18 deckt den Versteifungskörper 17 nach außen vollständig ab. Lediglich im Innenbereich, nämlich im Bereich des Durchgangskanals 8, liegt der Versteifungskörper 17 teilweise frei. Unter anderem liegen die Querstreben 11 frei. Es ist aber auch durchaus denkbar, dass der Dichtkörper 18 den Versteifungskörper 17 vollständig umschließt.
  • Grundsätzlich behindern die Querstreben 11 ein Ausströmen des Gases aus dem Sicherheitsventil 3. Um den Strömungswiderstand möglichst gering zu halten, weisen die Querstreben 11 einen sich in Richtung der Batteriezelle 1 verjüngenden Querschnitt auf. Vorliegend ist die Oberseite der jeweiligen Querstrebe 11, die der Batteriezelle 1 zugewandt ist, abgerundet.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Batteriezelle
    2
    Batteriemodulgehäuse
    3
    Sicherheitsventil
    4
    Berstmembran
    5
    Gehäusewand
    6
    Entgasungsöffnung
    7
    Dichtelement
    8
    Durchgangskanal
    9
    Berstmembran
    10
    erste Dichtlippe
    11
    Querstrebe
    12
    zweite Dichtlippe
    13
    Zellgehäuse
    14
    Rastlippe
    15
    Stützlippe
    16
    Nut
    17
    Versteifungskörper
    18
    Dichtkörper
    19
    Abschnitt

Claims (8)

  1. Hochvoltbatterie für ein elektrisch oder zumindest teilelektrisch angetriebenes Fahrzeug, wobei die Hochvoltbatterie zumindest eine Batteriezelle (1) aufweist, wobei die Batteriezelle (1) ein Zellgehäuse mit einem Sicherheitsventil (3) zum Entgasen der Batteriezelle (1) aufweist, wobei die Batteriezelle (3) in einem die Batteriezelle (1) umschließenden Gehäuse (2) angeordnet ist, wobei eine Gehäusewand (5) des Gehäuses (2) eine dem Sicherheitsventil (3) gegenüberliegende Entgasungsöffnung (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Entgasungsöffnung (6) ein Dichtelement (7) angeordnet ist, wobei das Dichtelement (7) einen Durchgangskanal (8) zum Ausleiten von aus dem Sicherheitsventil (3) der Batteriezelle (1) austretenden Gasen aus dem Gehäuse (2) aufweist, wobei das Dichtelement (7) einen umlaufenden Ring und eine oder mehrere von dem Ring nach radial außen hervorstehende erste Dichtlippen (10) aufweist, wobei die eine oder mehreren ersten Dichtlippen (10) an einer die Entgasungsöffnung (6) begrenzenden Innenumfangsfläche der Gehäusewand (5) dichtend anliegen, wobei das Dichtelement (7) eine oder mehrere Querstreben (11) aufweist, die den umlaufenden Ring nach radial innen abstützen, wobei das Dichtelement (7) eine oder mehrere in einer axialen Richtung (Z) hervorstehende zweite Dichtlippen (12) aufweist, wobei die jeweilige zweite Dichtlippe (12) dichtend an dem Zellgehäuse (13) anliegt, wobei die jeweilige zweite Dichtlippe das Sicherheitsventil (3) umlaufend umschließt.
  2. Hochvoltbatterie nach Anspruch 1, wobei der Ring und die eine oder mehreren Querstreben einen einheitlichen Versteifungskörper (17) aus einem ersten Material bilden und die eine oder mehreren ersten Dichtlippen (10) mit dem Versteifungskörper (17) verbunden sind, wobei die eine oder mehreren ersten Dichtlippen (10) aus einem zweiten Material bestehen, wobei das erste Material steifer ist als das zweite Material.
  3. Hochvoltbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei ein Innenraum des Gehäuses (2) von einem Kühlmedium durchströmt ist.
  4. Hochvoltbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Dichtelement (7) eine gegenüber der oder den ersten Dichtlippen (10) nach radial außen hervorstehende Rastlippe (14) aufweist, wobei die Rastlippe (14) die Gehäusewand (5) auf einer der Batteriezelle (1) zugewandten Innenseite hintergreift.
  5. Hochvoltbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Dichtelement eine Stützlippe (15) aufweist, wobei die Stützlippe (15) die Gehäusewand (5) auf einer der Batteriezelle abgewandten Außenseite hintergreift.
  6. Hochvoltbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei sich ein Querschnitt der jeweiligen Querstrebe (11) in Richtung der Batteriezelle (1) verjüngt.
  7. Hochvoltbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Dichtelement (7) eine Berstmembran (9) aufweist.
  8. Hochvoltbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei es sich bei dem Dichtelement (7) um ein Kunststoff-Teil handelt.
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