DE202017107886U1 - Multi-layer arrangement of battery modules in a housing - Google Patents
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Abstract
Batterie-System (10) mit einer Anordnung von mehreren Batteriemodulen (ML1n, ML2n) in zwei Lagen (L1, L2) in einem Umgehäuse (200) nach Anspruch 8, wobei mindestens zwei Batteriemodule (ML1n, ML2n) nach Anspruch 12 an einem auf der Innenseite des Umgehäuse (200) zumindest partiell ausgebildeten Auflager- und Befestigungselement (201) an durch das Auflager- und Befestigungselement (201) gebildeten gegenüberliegenden Auflagerflächen des Auflagerelementes (201) aufliegen und befestigt sind.Battery system (10) with an arrangement of a plurality of battery modules (ML1n, ML2n) in two layers (L1, L2) in a surrounding housing (200) according to claim 8, wherein at least two battery modules (ML1n, ML2n) according to claim 12 at one the inside of the surrounding housing (200) at least partially formed Auflager- and fastening element (201) on the support and fastening element (201) formed opposite bearing surfaces of the support element (201) rest and are fixed.
Description
Die Erfindung betrifft die Anordnung von mehreren Batteriemodulen in zwei Lagen in einem Gehäuse und die Ausgestaltung der Batteriemodule und des als Umgehäuse ausgebildeten Gehäuses.The invention relates to the arrangement of a plurality of battery modules in two layers in a housing and the configuration of the battery modules and the housing designed as a housing.
Technologischer HintergrundTechnological background
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Das nachfolgend beschriebene Batterie-System wurde unter der Aufgabenstellung entwickelt ein noch kompakteres, materialsparendes und leicht montierbares Batterie-System zu schaffen. The battery system described below was developed under the task to create an even more compact, material-saving and easy to install battery system.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Ein Batterie-System nach Anspruch 1 zeichnet sich durch eine Anordnung nach Anspruch 2 von mehreren Batteriemodulen in zwei Lagen in einem Umgehäuse nach Anspruch 8 aus, wobei mindestens zwei Batteriemodule nach Anspruch 12 an einem auf der Innenseite des Umgehäuse zumindest partiell ausgebildeten Auflager- und Befestigungselement an durch das Auflager und Befestigungselement gebildeten gegenüberliegenden Auflagerflächen des Auflagerelementes aufliegen und befestigt sind. A battery system according to claim 1 is characterized by an arrangement according to claim 2 of a plurality of battery modules in two layers in a surrounding housing according to claim 8, wherein at least two battery modules according to claim 12 on a on the inside of the surrounding housing at least partially formed support and fastening element rest on and are secured to the bearing surfaces and fastener formed opposite bearing surfaces of the support element.
Bevorzugt ist, dass Auflager- und Befestigungselement zumindest partiell in einer zentralen Befestigungsebene innerhalb des Umgehäuse ausgebildet ist, so dass die mindestens zwei Batteriemodule im Wesentlichen axialsymmetrisch zu der Befestigungsebene an den durch das Auflager und Befestigungselement gebildeten gegenüberliegenden Auflagerflächen des Auflagerelementes angeordnet und befestigt sind, wobei im Zusammenbauzustand eine Unterseite des mindestens einen Batteriemoduls der ersten Lage und eine Oberseite des mindestens einen Batteriemoduls der zweiten Lage auf den gegenüberliegenden Auflagerflächen des Auflagerelementes aufliegen und befestigt sind. It is preferred that Auflager- and fastener is at least partially formed in a central mounting plane within the surrounding housing, so that the at least two battery modules are arranged and secured substantially axially symmetrical to the mounting plane to the formed by the support and fastener opposite bearing surfaces of the support element, wherein in the assembled state, a lower side of the at least one battery module of the first layer and an upper side of the at least one battery module of the second layer rest and are fastened on the opposite bearing surfaces of the support element.
Zudem ist bevorzugt vorgesehen, dass das Auflager und Befestigungselement zwischen den im Zusammenbauzustand im Umgehäuse angeordneten mindestens zwei Batteriemodulen angeordnet ist, wobei das Auflager und Befestigungselement als zumindest partiell ausgebildeter Steg mit geringer Dicke ausgebildet ist, sodass im Zusammenbauzustand die Unterseite des mindestens einen Batteriemoduls der ersten Lage und die Oberseite des mindestens einen Batteriemoduls der zweiten Lage mit einem der Dicke des Steges entsprechendem in vorteilhafter Weise geringen Abstand in dem Umgehäuse angeordnet sind.In addition, it is preferably provided that the support and fastening element between the arranged in the assembled state in the surrounding housing at least two battery modules is arranged, wherein the support and fastener is designed as at least partially formed web with a small thickness, so that in the assembled state, the underside of the at least one battery module of the first Position and the top of the at least one battery module of the second layer are arranged with a thickness of the web corresponding advantageously small distance in the surrounding housing.
Die Anordnung zeichnet sich ferner dadurch aus, dass eine Montage der mindestens zwei Batteriemodule ausschließlich von sich gegenüberliegenden offenen Seiten des Umgehäuses ausführbar ist. In vorteilhafter Weise kann die Montage der Batteriemodule somit in mehreren Lagen gleichzeitig erfolgen und muss nicht nacheinander Lage für Lage durchgeführt werden.The arrangement is further characterized in that an assembly of the at least two battery modules exclusively executable by opposite open sides of the surrounding housing. Advantageously, the assembly of the battery modules can thus take place simultaneously in several layers and does not have to be carried out successively position by layer.
Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass die zum Auflager und Befestigungselement weisenden Stirnseiten von Führungshülsen der mindestens zwei Batteriemodule im Zusammenbausituation mit ihren der Befestigungsebene zugewandten Stirnseiten mit Aufdickungen in Kontakt kommen, die an dem Auflager- und Befestigungselement angeordnet sind, welches sich orthogonal zu der Innenfläche des Umgehäuses erstreckt und als zumindest partiell ausgebildeter Steg ausgebildet ist, der zumindest auf einer der gegenüberliegenden Auflagerflächen des Steges je Batteriemodul auf je einer Seite des Umgehäuse die mindestens eine Aufdickung aufweist, die sich von den Auflagerflächen entlang der Innenfläche des Umgehäuses erstrecken.In addition, it is preferably provided that facing the support and fastener end faces of guide sleeves of the at least two battery modules in the assembly situation with their attachment plane facing end faces come into contact with thickenings, which are arranged on the support and fastening element, which is orthogonal to the inner surface of the Enclosed housing extends and is formed as at least partially formed web, which has at least on one of the opposite bearing surfaces of the web per battery module on each side of the surrounding housing, the at least one thickening extending from the bearing surfaces along the inner surface of the outer housing.
Schließlich sind im Zusammenbauzustand je Batteriemodul in bevorzugter Ausgestaltung mindestens zwei Befestigungselemente angeordnet, die ein Aussengewinde aufweisen, die durch jeweils ein zugehöriges Führungselement des Batteriemodul hindurchgeführt sind und einendseitig in die ihnen jeweils zugeordnete Aufdickung des Auflager und Befestigungselements eingreifen, wobei die Aufdickung eine zu dem Außengewinde korrespondierendes Innengewinde aufweist. Finally, at least two fastening elements are arranged in the assembly state per battery module in a preferred embodiment, which have an external thread, which are passed through in each case an associated guide element of the battery module and einendseitig in the them each associated thickening of the support and fastener engage, wherein the thickening has a corresponding to the external thread internal thread.
Bevorzugt weist das Umgehäuse auf seiner Innenseite ein zumindest partiell ausgebildetes umlaufendes Auflager- und Befestigungselement auf, welches sich orthogonal zu der Innenfläche des Umgehäuses erstreckt und als zumindest partiell ausgebildeter Steg ausgebildet ist, der zumindest auf einer der gegenüberliegenden Auflagerflächen des Steges je Batteriemodul auf je einer Seite des Umgehäuse mindestens eine Aufdickung aufweist, die sich von den Auflagerflächen entlang der Innenfläche des Umgehäuses erstrecken.Preferably, the surrounding housing on its inside an at least partially formed circumferential bearing and fastening element which extends orthogonal to the inner surface of the housing and is designed as at least partially formed web, at least on one of the opposite bearing surfaces of the web per battery module on each one Side of the surrounding housing has at least one thickening, which extend from the bearing surfaces along the inner surface of the outer housing.
Vorgesehen ist, dass die Aufdickungen des Umgehäuses ein Innengewinde aufweisen.It is provided that the thickenings of the housing have an internal thread.
Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass die Innenflächen des Umgehäuses ausgehend von dem Auflager und Befestigungselement nach oben und unten in z-Richtung gesehen gerade oder schräg ausgebildet ist, wobei ein Abstand zwischen einer Innenfläche des Umgehäuse und dem im Zusammenbauzustand angeordneten Batteriemodul-Gehäuse des mindestens einen Batteriemoduls ausgehend von der Befestigungs-Ebene nach oben und unten zu den Stirnseiten des Umgehäuse hin in Abhängigkeit eines vorgebbaren Winkels vorgegeben ist.In addition, it is preferably provided that the inner surfaces of the Umgehäuses seen from the support and fastener up and down in the z-direction is straight or oblique, with a distance between an inner surface of the surrounding housing and arranged in the assembled state battery module housing of the at least one Battery module is given starting from the mounting plane up and down to the end faces of the surrounding housing in response to a predetermined angle.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das Umgehäuse ein Gussteil ist, wobei das Gehäuse, das Auflager und Befestigungselement und die zugehörige Aufdickung einstückig hergestellt sind, wobei die Innenflächen des Umgehäuses ausgehend von dem Auflager und Befestigungselement nach oben und unten in z-Richtung gesehen schräg ausgebildet ist, so dass der Abstand zwischen der Innenfläche des Umgehäuse und dem im Zusammenbauzustand angeordneten mindestens einen Batteriemodul-Gehäuses des mindestens einen Batteriemoduls ausgehend von der Befestigungs-Ebene nach oben und unten zu den Stirnseiten des Umgehäuse hin in Abhängigkeit des vorgegebenen Winkels zu den Stirnseiten des Umgehäuses hin zunimmt.In a particularly advantageous embodiment, the surrounding housing is a casting, wherein the housing, the support and fastening element and the associated thickening are made in one piece, wherein the inner surfaces of the surrounding housing, viewed from the support and fastener up and down in the z-direction formed obliquely is, so that the distance between the inner surface of the surrounding housing and arranged in the assembled state at least one battery module housing of the at least one battery module, starting from the mounting plane up and down to the end sides of the surrounding housing depending on the predetermined angle to the end faces of Umgehäuses increases.
Das Batteriemodul seinerseits umfasst ein Batteriemodul-Gehäuse, welches auf den gegenüberliegenden Stirnseiten des Batteriemodul-Gehäuses mindestens ein Führungselement aufweist, dass gegenüber einer Oberseite des Batteriemodul-Gehäuses einen Rücksprung aufweist.The battery module in turn comprises a battery module housing, which has on the opposite end sides of the battery module housing at least one guide element that has a return relative to an upper side of the battery module housing.
Abschließend wird ergänzend erwähnt, dass das die Führungselemente der Batteriemodule als Führungshülsen ausgebildet sind und zur führenden Aufnahme eines Befestigungselementes dienen.Finally, it is additionally mentioned that the guide elements of the battery modules are designed as guide sleeves and serve for the leading reception of a fastening element.
Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und dazugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and associated drawings. The figures show:
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Für die Zwecke der Beschreibung des Ausführungsbeispiels soll eine horizontale Richtung eines Umgehäuses
Innerhalb aller Figuren werden nachfolgend die gleichen Bezugszeichen für gleiche Bauteile verwendet, wobei gegebenenfalls nicht in jeder Figur erneut alle bereits vorgestellten Bauteile anhand der Bezugszeichen nochmals erläutert werden.Within all figures, the same reference numerals for the same components are used below, which may not be explained again in any figure again all already presented components by reference numerals.
Ein gemeinsames Gehäuse
Das Gehäuse wird nachfolgend zur eindeutigen Unterscheidung zu den jeweiligen Batteriemodul-Gehäusen
Das Umgehäuse
Im Ausführungsbeispiel sind zudem vier Batteriemodule ML21, ML22, M23, M24 in einer zweiten Lage L2 angeordnet. Gemäß der Darstellung der
Die x1/y1-Ebene liegt parallel zur x2/y2-Ebene. Es versteht sich analog, dass gemäß der Erfindung mindestens ein Batteriemodul ML2n (n = 1, 2, 3 ...) in der zweiten Lage L2 angeordnet ist.The x1 / y1 plane is parallel to the x2 / y2 plane. It goes without saying that, according to the invention, at least one battery module ML2n (n = 1, 2, 3...) Is arranged in the second position L2.
Jedes Batteriemodul ML1n und ML2n weist ein ein- oder mehrteiliges Batteriemodul-Gehäuse
Jedes der Batteriemodul-Gehäuse (vgl.
Die Batteriezellen (vgl.
Auf den dadurch gebildeten sich nach innen erstreckenden rechtwinkligen Abkantungen sind im Zusammenbauzustand die einzelnen Batteriezellen der Batteriemodule ML1n und ML2n angeordnet. Auf der jeweiligen Unterseite US der Batteriemodul-Gehäuse
Die Zellen sind somit im Zusammenbauzustand des jeweiligen Batteriemodul ML1n und ML2n in dem Batteriemodul-Gehäuse
Von besonderer Bedeutung sind Führungselemente F, die als integraler Bestandteil der Gehäuse-Stirnelemente auf den Stirnseiten -SS- jedes Batteriemoduls ML1n und ML2n ausgebildet sind.Of particular importance are guide elements F, which are formed as an integral part of the housing end elements on the end faces -SS- each battery module ML1n and ML2n.
Die Führungselemente F werden bevorzugt als Führungshülsen F ausgebildet. Die Führungshülsen dienen der Aufnahme von Befestigungselementen B mittels denen die Batteriemodule ML1n und ML2n in dem Umgehäuse
In der
Erfindungsgemäß weist das Umgehäuse
Die Vorkehrungen werden erfindungsgemäß wie folgt ausgestaltet.The provisions are made according to the invention as follows.
In einer Zusammenschau der
In der Befestigungs-Ebene xB/yB des Umgehäuses
Der Rand oder Steg ist als orthogonal von der Innenfläche des Umgehäuses
Es ist vorgesehen, dass das Auflager und Befestigungselement
Das Auflager und Befestigungselement
Der Steg
Die auf den Längsseiten -LS- des Umgehäuses
Die auf den Stirnseiten -SS- des Umgehäuses
Diese nicht identische Ausbildung der Stege
Die auf den Stirnseiten -SS- des Umgehäuses
Jedoch kommt den auf den Längsseiten -LS- des Umgehäuses
Es versteht sich, dass diese nachfolgend beschriebene Befestigungsmöglichkeit über die auf den Stirnseiten -SS- des Umgehäuses
Wie in den
Mit anderen Worten, je zwei sich in den Lagen L1, L2 gegenüberliegenden Batteriemodulen ML1n und ML2n sind vier Aufdickungen D zugeordnet, die auf den Längsseiten -LS- des Umgehäuses
Die örtliche Anordnung der Aufdickungen D entspricht der im Zusammenbauzustand gewünschten Lage der Führungshülsen F der Batteriemodule ML1n und ML2n.The local arrangement of the thickening D corresponds to the desired state in assembly of the guide sleeves F of the battery modules ML1n and ML2n.
Die Aufdickungen D sind auf der Unterseite der Stege
In diesen im Zusammenbauzustand gebildeten Rücksprüngen der Führungshülsen F der Batteriemodule ML21, ML 22, ML23, ML24 liegen im Zusammenbauzustand die Aufdickungen D ein.In these recesses formed in the assembly state of the guide sleeves F of the battery modules ML21, ML 22, ML23, ML24 are in the assembled state, the thickening D a.
Die Aufdickungen D weisen entsprechende Durchgangsöffnungen auf, in denen ein Innengewinde angeordnet ist.The thickenings D have corresponding passage openings, in which an internal thread is arranged.
Die Befestigungselemente B weisen korrespondierende Aussengewinde auf.The fastening elements B have corresponding external threads.
Die Befestigungselemente B sind bevorzugt als Gewindeschrauben mit einem Schraubkopf versehen, wobei deren Länge derart bemessen ist, dass das Ende des Gewindes im Wesentlichen in der Mitte der Aufdickungen D endet – während eine feste Position der Batteriemodule ML21, ML 22, ML23, ML24 erreicht wird. The fastening elements B are preferably provided as threaded screws with a screw head, the length of which is dimensioned such that the end of the thread terminates substantially in the middle of the thickenings D - while a fixed position of the battery modules ML21, ML 22, ML23, ML24 is achieved ,
Insbesondere in
Das Umgehäuse
Somit kommen die zum Rand bzw. Steg
Damit einer Entformung stattfinden kann, sind die Innenflächen des Umgehäuses
Diese Lösung hat aber einen weiteren Vorteil, der darin besteht, dass bei der Montage der zwischen der Innenseite des Umgehäuses
Es versteht sich, dass das Umgehäuse
Das Umgehäuse
Das Batterie-Systemmodul
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Batterie-System (mehrlagig) Battery system (multi-layered)
- 200200
- Umgehäuse surrounding housing
- 201201
- Auflager- und Befestigungselement; (Rand/Steg) Support and fastening element; (Edge / ridge)
- 201-LS201-LS
- Steg auf einer Längsseite Footbridge on one long side
- 201-SS201 SS
- Steg auf einer Stirnseite Footbridge on a front side
- DD
- Aufdickungen thickened
- L1L1
- erste Lage first location
- ML1n M L 1n
- Batteriemodul in der ersten Lage L1Battery module in the first position L1
- ML11, ML12, ML13, ML14ML11, ML12, ML13, ML14
- Batteriemodul battery module
- ML14ML14
- viertes Batteriemodul in der ersten Lage L1 fourth battery module in the first position L1
- 111, 112, 113, 114111, 112, 113, 114
- Batteriemodul-Gehäuse Battery module housing
- L2L2
- erste Lage first location
- ML2n M L 2n
- Batteriemodul in der ersten Lage L1Battery module in the first position L1
- ML21, ML22, ML23, M24ML21, ML22, ML23, M24
- Batteriemodul battery module
- 211, 212, 213, 214211, 212, 213, 214
- Batteriemodul-Gehäuse Battery module housing
- OSOS
- Oberseite top
- USUS
- Unterseite bottom
- LSLS
- Längsseite long side
- SSSS
- Stirnseite front
- FF
- Führungselement guide element
- BB
- Befestigungselement fastener
- x x
- horizontale Richtunghorizontal direction
- y y
- horizontale Richtung quer zur x-Richtunghorizontal direction transverse to the x-direction
- z z
- vertikale Richtung quer zur x-Richtung beziehungsweise y-Richtungvertical direction transverse to the x-direction or y-direction
- ΔzFΔzF
- Rücksprung des Führungselementes F Return of the guide element F
- Δz201Δz201
-
Dicke des Auflager und Befestigungselementes
201 Thickness of support andfastener 201 - ΔzDΔzD
- Länge der Aufdickung D Length of thickening D
- x1/y1x1 / y1
- erste Ebene first floor
- x2/y2x2 / y2
- erste Ebene first floor
- xB/yBxB / yB
- Befestigungsebene mounting level
- α α
- Winkel angle
- PP
- Montagerichtung mounting direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 2011/0302773 A1 [0002] US 2011/0302773 A1 [0002]
- US 2012/0301749 [0003] US 2012/0301749 [0003]
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-
2017
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0002100000 Ipc: H01M0050200000 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
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