DE102023101085A1

DE102023101085A1 - Battery housing with an outgassing channel

Info

Publication number: DE102023101085A1
Application number: DE102023101085.9A
Authority: DE
Inventors: Dominik PAULKE; Dominic MUELLER; Robert Auer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2023-01-18
Filing date: 2023-01-18
Publication date: 2024-07-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse (2) zur Einhausung einer Vielzahl an Batteriezellen für ein Kraftfahrzeug (1), mit einem Ausgasungskanal (5) zum Abführen von Entgasungsprodukten zumindest einer Batteriezelle vom Inneren des Batteriegehäuses (2) nach außen, wobei der Ausgasungskanal (5) zumindest eine, in Strömungsrichtung des Ausgasungskanals (5) verlaufende, Rippe (6) aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einem Batteriegehäuse (2).The invention relates to a battery housing (2) for housing a plurality of battery cells for a motor vehicle (1), with an outgassing channel (5) for discharging degassing products of at least one battery cell from the interior of the battery housing (2) to the outside, wherein the outgassing channel (5) has at least one rib (6) running in the flow direction of the outgassing channel (5). Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with such a battery housing (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse mit einem Ausgasungskanal zum Abführen von Gasen entgasender Batteriezellen aus dem Inneren des Batteriegehäuses nach außen. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einem Batteriegehäuse.The invention relates to a battery housing with an outgassing channel for discharging gases from degassing battery cells from the interior of the battery housing to the outside. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with such a battery housing.

Es ist bekannt, dass Batteriezellen von Antriebsbatterien elektrifizierter Fahrzeuge, d.h. Fahrzeugen, die zumindest zeitweise rein batterieelektrisch antreibbar sind, thermisch durchgehen können (sog. thermisches Ereignis). Solch ein Fehlerfall kann beispielsweise auftreten, wenn sich in der Batteriezelle ein Kurzschluss ereignet. Solch ein Fehlerfall kann dazu führen, dass die Batteriezelle überhitzt und ausgast, d.h. es treten heiße Gase und Stoffe aus dem Inneren der Batteriezelle aus. Diese heißen Gase müssen aus dem Batteriegehäuse abgeführt werden, um zu verhindern, dass das thermische Ereignis auf weitere Batteriezellen übergreift. Hierzu ist es bekannt, Ausgasungskanäle vorzusehen, die die heißen Gase aus dem Inneren des Batteriegehäuses nach Außen, an die Umgebung des Kraftfahrzeugs, abführen. Die Ausgasungskanäle dienen dabei als Abkühlstrecke, so dass die heißen Gase abgekühlt werden, bevor sie an die Umgebung abgegeben werden.It is known that battery cells of drive batteries of electrified vehicles, i.e. vehicles that can be driven purely by battery electricity at least temporarily, can thermally run away (so-called thermal event). Such a fault can occur, for example, if a short circuit occurs in the battery cell. Such a fault can lead to the battery cell overheating and outgassing, i.e. hot gases and substances escaping from the interior of the battery cell. These hot gases must be discharged from the battery housing to prevent the thermal event from spreading to other battery cells. For this purpose, it is known to provide outgassing channels that discharge the hot gases from the interior of the battery housing to the outside, to the environment of the motor vehicle. The outgassing channels serve as a cooling section so that the hot gases are cooled before they are released into the environment.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Batteriegehäuse mit einem verbesserten Ausgasungskanal bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Batteriegehäuse gemäß Anspruch 1 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.It is an object of the present invention to provide a battery housing with an improved outgassing channel. This object is achieved by a battery housing according to claim 1 and a motor vehicle according to claim 7. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Batteriegehäuse zur Einhausung einer Vielzahl an Batteriezellen für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, mit einem Ausgasungskanal zum Abführen von Entgasungsprodukten, insbesondere Entgasungsgasen oder Entgasungsgasen mit Entgasungspartikeln, zumindest einer Batteriezelle vom Inneren des Batteriegehäuses nach außen, wobei der Ausgasungskanal zumindest eine, in Strömungsrichtung des Ausgasungskanals verlaufende, Rippe aufweist. Dies hat den Vorteil, dass dadurch die Oberfläche, an der die heißen Gase durch den Ausgasungskanal strömen, vergrößert wird. Dadurch können die heißen Gase beim Durchströmen des Ausgasungskanals stärker abgekühlt werden, wodurch die Gase beim Ausströmen an die Fahrzeugumgebung eine niedrigere Temperatur haben.According to one embodiment of the invention, a battery housing for housing a plurality of battery cells for a motor vehicle is provided, with an outgassing channel for discharging degassing products, in particular degassing gases or degassing gases with degassing particles, of at least one battery cell from the interior of the battery housing to the outside, wherein the outgassing channel has at least one rib running in the flow direction of the outgassing channel. This has the advantage that the surface area over which the hot gases flow through the outgassing channel is increased. This allows the hot gases to be cooled more as they flow through the outgassing channel, whereby the gases have a lower temperature when they flow out into the vehicle environment.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Ausgasungskanal mehrere, in Strömungsrichtung des Ausgasungskanals verlaufende, Rippen auf. Das heißt, die Flächen der wandförmigen Rippen verlaufen parallel zur Strömung der durch den Ausgasungskanal hindurchströmenden Entgasungsprodukte. Dadurch wird die Fläche noch mehr vergrößert und die heißen Gase dadurch noch besser abgekühlt.According to a further embodiment of the invention, the outgassing channel has several ribs running in the flow direction of the outgassing channel. This means that the surfaces of the wall-shaped ribs run parallel to the flow of the degassing products flowing through the outgassing channel. This increases the surface area even further and the hot gases are cooled even better.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung unterteilt/unterteilen die Rippe(n) den Ausgasungskanal in mehrere parallel zueinander verlaufende Teilkanäle. Dies führt zu einem besseren Strömungsverhalten und vermeidet Verwirbelungen.According to a further embodiment of the invention, the rib(s) divide the outgassing channel into several sub-channels running parallel to one another. This leads to better flow behavior and avoids turbulence.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen die Teilkanäle im Wesentlichen einen gleich großen Durchströmungsquerschnitt auf.According to a further embodiment of the invention, the sub-channels have a substantially equal flow cross-section.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Ausgasungskanal an einer Innenseite einer Gehäusewandung ausgebildet. Somit werden die heißen Gase während des Durchlaufens der Abkühlstrecke noch innerhalb des Batteriegehäuses gehalten.According to a further embodiment of the invention, the outgassing channel is formed on an inner side of a housing wall. The hot gases are thus kept within the battery housing while passing through the cooling section.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Ausgasungskanal inklusive seiner zumindest einen Rippe aus Druckguss hergestellt. Auf diese Weise ist der Ausgasungskanal kostengünstig herstellbar.According to a further embodiment of the invention, the outgassing channel including its at least one rib is made of die casting. In this way, the outgassing channel can be produced cost-effectively.

Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einem Batteriegehäuse bereit.Furthermore, the present invention provides a motor vehicle with such a battery housing.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:

1 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einem Batteriegehäuse;
2 zeigt eine Gehäusewanne des Batteriegehäuses aus 1 mit einem Ausgasungskanal, und
3 zeigt den Ausgasungskanal aus 2 detaillierter.

A preferred embodiment of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which:

1 shows a motor vehicle with a battery housing;
2 shows a housing tray of the battery housing made of 1 with an outgassing channel, and
3 shows the outgassing channel 2 more detailed.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Batteriegehäuse 2, welches unterhalb eines Fahrzeuginsassenraums am Kraftfahrzeug 1 befestigt ist. Bei dem Kraftfahrzeug 1 handelt es sich um ein elektrifiziertes Kraftfahrzeug, d.h. ein zumindest zeitweise rein batterieelektrisch antreibbares Kraftfahrzeug. Insbesondere handelt es sich um einen Personenkraftwagen. Das Batteriegehäuse 2 haust eine Vielzahl von Batteriezellen ein, die miteinander elektrisch seriell und/oder parallel verbunden sind und eine Antriebsbatterie ausbilden. Die Antriebsbatterie speichert elektrische Energie auf elektrochemischer Basis und stellt diese für den Antrieb des Kraftfahrzeugs (d.h. einem oder mehreren Elektromotoren) und weiteren Fahrzeugverbrauchern zur Verfügung. 1 shows a motor vehicle 1 with a battery housing 2, which is attached to the motor vehicle 1 below a vehicle passenger compartment. The motor vehicle 1 is an electrified motor vehicle, ie a motor vehicle that can be driven purely by battery electricity at least temporarily. In particular, it is a passenger car. The battery housing 2 houses a large number of battery cells that are electrically connected to one another in series and/or in parallel and form a drive battery. The drive battery stores electrical energy on an electrochemical basis and makes it available for driving the motor vehicle. vehicle (ie one or more electric motors) and other vehicle consumers.

2 zeigt eine Gehäusewanne 3 des Batteriegehäuses 2. Diese Gehäusewanne 3 wird auf seiner Oberseite mit einem Deckel (nicht dargestellt) verschlossen und von unten an das Kraftfahrzeug 1 montiert oder die Gehäusewanne 3 wird oben offen an die Unterseite des Kraftfahrzeugs 1 montiert, so dass ein Fahrzeugboden als Deckel fungiert und die Oberseite der Gehäusewanne 3 verschließt. 2 shows a housing tray 3 of the battery housing 2. This housing tray 3 is closed on its upper side with a lid (not shown) and mounted from below to the motor vehicle 1 or the housing tray 3 is mounted open at the top to the underside of the motor vehicle 1, so that a vehicle floor acts as a lid and closes the upper side of the housing tray 3.

In der Gehäusewanne 3, genauer an einer Innenseite einer Gehäusewandung 4, insbesondere an einer Innenseite einer Seitenwand des Batteriegehäuses 2, ist ein Ausgasungskanal 5 vorgesehen. Der Ausgasungskanal 5 ist an der Gehäusewandung 4 befestigt oder wird einstückig, insbesondere monolithisch, mit dieser ausgebildet. Die größte Abmessung hat der Ausgasungskanal 5 in einer Längsrichtung der Gehäusewandung 4, an der er angeordnet ist. Die zweitgrößte Abmessung hat der Ausgasungskanal 5 entlang einer Fahrzeughochachse. Die kleinste Abmessung hat der Ausgasungskanal 5 senkrecht zu seiner größten Abmessung.A degassing channel 5 is provided in the housing pan 3, more precisely on an inner side of a housing wall 4, in particular on an inner side of a side wall of the battery housing 2. The degassing channel 5 is attached to the housing wall 4 or is formed integrally, in particular monolithically, with it. The degassing channel 5 has the largest dimension in a longitudinal direction of the housing wall 4 on which it is arranged. The second largest dimension of the degassing channel 5 is along a vertical axis of the vehicle. The smallest dimension of the degassing channel 5 is perpendicular to its largest dimension.

3 zeigt den Ausgasungskanal 5 detaillierter. Wie zu erkennen ist sind im Ausgasungskanal 5 eine oder mehrere Rippen 6 bzw. Wände vorgesehen, die sich entlang einer Strömungsrichtung des Ausgasungskanals 5 und parallel zu Seitenwänden 7 des Ausgasungskanals 5 erstrecken. Die Seitenwände 7 stehen im Wesentlichen senkrecht zur Gehäusewandung 4, auf der der Ausgasungskanal 5 angeordnet ist. Ebenso stehen die Rippen 6, die in Form von Wänden ausgebildet sind, senkrecht zur Gehäusewandung 4, auf der der Ausgasungskanal 5 angeordnet ist. Der Ausgasungskanal 5 macht auf dem Weg von einem Eingang 8 zu einem Ausgang 9 eine 90° Biegung, der die Rippen 6 folgen. 3 shows the outgassing channel 5 in more detail. As can be seen, one or more ribs 6 or walls are provided in the outgassing channel 5, which extend along a flow direction of the outgassing channel 5 and parallel to side walls 7 of the outgassing channel 5. The side walls 7 are essentially perpendicular to the housing wall 4 on which the outgassing channel 5 is arranged. Likewise, the ribs 6, which are designed in the form of walls, are perpendicular to the housing wall 4 on which the outgassing channel 5 is arranged. The outgassing channel 5 makes a 90° bend on the way from an inlet 8 to an outlet 9, which the ribs 6 follow.

Eine Rippe 6 kann so ausgebildet sein, dass sie den Ausgasungskanal 5 vollständig durchquert, so dass sie den Ausgasungskanal 5 über die Länge der Rippe 6 in Teilkanäle aufteilt. Es ist ebenso möglich, dass sich die Rippe 6 nur in den Ausgasungskanal 5 hinein erstreckt ohne separate Teilkanäle auszubilden.A rib 6 can be designed such that it completely passes through the outgassing channel 5, so that it divides the outgassing channel 5 into sub-channels over the length of the rib 6. It is also possible for the rib 6 to only extend into the outgassing channel 5 without forming separate sub-channels.

Der Ausgang 9 des Ausgasungskanals 5 wird durch ein kreisrundes Loch durch die Gehäusewandung 4 hindurch gebildet.The outlet 9 of the outgassing channel 5 is formed by a circular hole through the housing wall 4.

Der Ausgasungskanal 5 kann mittels Druckgießen hergestellt werden. Es sind jedoch auch andere Herstellungsverfahren möglich.The outgassing channel 5 can be manufactured by means of die casting. However, other manufacturing processes are also possible.

Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Veranschaulichung und Beschreibung als beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf das offenbarte Ausführungsbeispiel zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and the foregoing description, such illustration and description is to be considered as exemplary and not restrictive, and it is not intended to limit the invention to the embodiment disclosed. The mere fact that certain features are recited in various dependent claims is not to suggest that a combination of these features could not also be used to advantage.

Claims

Battery housing (2) for housing a plurality of battery cells for a motor vehicle (1), with an outgassing channel (5) for discharging degassing products of at least one battery cell from the interior of the battery housing (2) to the outside, characterized in that the outgassing channel (5) has at least one rib (6) running in the flow direction of the outgassing channel (5).

Battery housing (2) according to Claim 1 , wherein the outgassing channel (5) has a plurality of ribs (6) running in the flow direction of the outgassing channel (5).

Battery housing (2) according to one of the preceding claims, wherein the rib(s) (6) divide(s) the outgassing channel (5) into a plurality of sub-channels running parallel to one another.

Battery housing (2) according to Claim 3 , whereby the sub-channels have essentially the same flow cross-section.

Battery housing (2) according to one of the preceding claims, wherein the outgassing channel (5) is formed on an inner side of a housing wall (4).

Battery housing (2) according to one of the preceding claims, wherein the outgassing channel (5) including its at least one rib (6) is made of die casting.

Motor vehicle (1) with a battery housing (2) according to one of the Claims 1 until 6 .