EP3704747A1 - Batteriegehäuse für eine antriebsbatterie - Google Patents

Batteriegehäuse für eine antriebsbatterie

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Publication number
EP3704747A1
EP3704747A1 EP18796447.3A EP18796447A EP3704747A1 EP 3704747 A1 EP3704747 A1 EP 3704747A1 EP 18796447 A EP18796447 A EP 18796447A EP 3704747 A1 EP3704747 A1 EP 3704747A1
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EP
European Patent Office
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layer
battery
housing shell
sandwich structure
layers
Prior art date
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Pending
Application number
EP18796447.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dirk Eulitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kautex Textron GmbH and Co KG
Original Assignee
Kautex Textron GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Kautex Textron GmbH and Co KG filed Critical Kautex Textron GmbH and Co KG
Publication of EP3704747A1 publication Critical patent/EP3704747A1/de
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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery case for a drive battery.
  • Battery housing for drive batteries are used for reliable encapsulation of a drive battery, for example in a motor vehicle.
  • the drive battery is to be crash-proof and fireproof for a predetermined minimum period added to the battery case. In this way, leakage of environmentally hazardous and harmful chemicals in the event of a crash or fire should be avoided.
  • Battery housing for traction batteries of motor vehicles must therefore pass standardized fire tests, as they are known, for example, for fuel tanks of motor vehicles.
  • the invention is the technical problem underlying an easy-to-build battery case indicate for a drive battery that in particular crash ⁇ is safe and is protected for a given minimum time mecanicge ⁇ .
  • the technical problem described above is achieved by a battery housing according to claim 1. Further embodiments of the invention result from the dependent claims and the following description.
  • thermoplastic wherein the housing ⁇ shell has a receiving area for insertion of a Antriebsbat- terie, wherein the housing shell has a wall, wherein the wall has a two-ply or multi-layer sandwich structure ⁇ , wherein at least a first layer of the sandwich structure at least partially to a the second layer of the sandwich ⁇ structure is spaced, so that between the first layer and the second layer, a wall cavity is formed and wherein the wall cavity is arranged for storing and / or distributing a cooling medium.
  • the sandwich structure thus forms, together with the integrated wall cavity, both a structure for crash-proof encapsulation of a drive battery and a volume for storing and / or distributing cooling medium.
  • Battery case can be increased.
  • the stored in the wall cooling medium in case of fire also serves to cool the wall exposed to fire.
  • the terms "drive battery” and “traction battery” are used synonymously in the present case.
  • a drive battery or Trak ⁇ tion battery can be further referred to as high performance accumulator, which in z. B. in purely electric motor
  • the cooling medium may be a refrigerant or a coolant.
  • a water-glycol mixture as coolant within the sandwich structure, ie in
  • Wall cavity of sandwich structure to be stocked.
  • a refrigerant may be stored in the wall cavity.
  • the wall of the housing shell is therefore constructed in the manner of a cavity profile.
  • a portion of the Wandungshohlraums is an expansionary ⁇ onsvolumen for the cooling medium.
  • the cooling medium which is in particular a cooling agent or a refrigerant can han ⁇ spindles, may be in cooling mode to extend from the to be cooled drive battery and / due to the heat input or is at least in part by a phase change of the flüssi ⁇ gene in the gaseous phase over.
  • the expansion volume provides the necessary compensation volume of such transactions be ⁇ riding.
  • an expansion volume is integrated into a cover closing the housing shell, wherein the expansion volume of the cover is fluid-connected to the wall cavity of the housing shell.
  • the housing shell can be closed or closed with a conventional metallic cover, which can be formed, for example, partially or completely from a steel or aluminum material.
  • a pump and / or a compressor for conveying the cooling medium can be integrated at least in sections into the sandwich structure. Accordingly, a pump and / or a compressor for conveying the cooling medium can be integrated at least in sections into the sandwich structure. Accordingly, a pump and / or a compressor for conveying the cooling medium can be integrated at least in sections into the sandwich structure. Accordingly, a pump and / or a compressor for conveying the cooling medium can be integrated at least in sections into the sandwich structure. Accordingly, a
  • Cooling device for cooling a drive battery partially or completely integrated into the battery housing.
  • a pump and / or a compressor at least partially bilaterally from the first position of the
  • Sandwich structure and edged by the second layer of the sandwich structure In particular, a pump and / or a compressor can be completely surrounded by the first layer of the sandwich structure and the second layer of the sandwich structure. In this way, the pump and / or the compressor are reliably protected from environmental influences. It is understood that at least one power supply line for supplying the pump and / or the compressor can be guided through the wall.
  • the first layer and the second layer of the sandwich structure may, according to a further embodiment of the battery housing, be connected in sections directly to one another.
  • the first and the second layer can be connected to one another in sections by material bonding, in particular by welding and / or gluing.
  • substantially linear and / or substantially point-shaped connections can be formed between the first layer and the second layer in order to indicate a crash-resistant, stiffened sandwich structure.
  • at least one stiffening element or a plurality of stiffening elements are extended between the first layer and the second layer, which are arranged to stiffen the sandwich structure.
  • Such a stiffening element is for example one extending between the first and the second layer
  • the stiffening element may have a circular, ova ⁇ len or polygonal cross-section.
  • a stiffening element may be connected at a first end to the first layer and connected at a second end to the second layer.
  • the stiffening element may be welded to the ⁇ particular to the first and the second layer.
  • an arrangement of local connection points between the first layer and the second layer and / or stiffening elements may be provided in order to ensure a crash-proof uptake of a drive or traction battery in the battery housing.
  • At least one Versteifungsele ⁇ ment or more stiffening elements are designed in multi-component design and have at least two materials on ⁇ .
  • the stiffening elements or at least one stiffening element may be formed at a first end of a first material, which is weldable with a material of the first layer, and at a first end facing away from the second end of a second material to be formed with the second layer is weldable.
  • a respective stiffening element can comprise materials which can be welded to the same material with the associated materials of the first layer and the second layer in order to achieve a reliable welded connection.
  • a middle section formed between the ends of the stiffening element can be made of a stiffer or more flexible material in comparison to its end-side connecting areas, in order, depending on the load situation, to have a
  • At least one stiffening element or several stiffening elements have a predetermined breaking point.
  • the predetermined breaking point is designed such that the respective stiffening element fails in an overload or absorbed energy so that it is avoided that parts of the battery case damage to the encapsulating An ⁇ drive battery.
  • the battery housing may have on the housing shell or a cover closing the housing shell cooling fins for heat dissipation to an environment.
  • cooling fins By means of the cooling fins, a surface enlargement can be effected in a known manner so that a heat transfer can take place from the cooling medium to the environment.
  • cooling fins for heat dissipation are formed, for example, on the wall of the housing shell and / or are formed on a cover closing the housing shell, a radiator can be completely integrated into the battery housing.
  • the wall cavity can be fluidly connectable to an external cooler separate from the battery housing.
  • two or more interfaces for coupling a radiator inlet and a radiator outlet can be integrated into the wall of the housing shell and / or the cover in order to form a cooling circuit.
  • the housing shell can be produced inexpensively and efficiently by blowing ⁇ shapes. The blow molding reliably enables a single or multi-layered wall structure, wherein, in addition, stiffening elements can be applied during the blow molding process in the shaping heat.
  • the housing shell may have been partially made by injection molding. Injection molding allows a multi-layer wall construction in kos ⁇ ten redesigner way.
  • the first layer of the sandwich structure can be multi-layered.
  • the first layer of the wall structure in turn consist of several layers of thermoplastic material. This applies equally to the second situation, which in turn can be multi-layered in its own right.
  • a plurality of materials can be combined to satisfy the requirements of stiffness, flexibility, harmful substances ⁇ mission and fire protection.
  • a barrier layer serving as a diffusion barrier for Koh ⁇ bons. This may be, for example, a layer of EVOH (ethylene-vinyl alcohol copolymer).
  • At least one of the layers may consist of polyamide (PA), polypropylene (PP), polyphthalamide (PPA), polyphenylene sulfide (PPS), polyketone (PK) or polyethylene (PE) or polyamide (PA) polypropylene (PP), polyphthalamide (PA).
  • PPA polyphenylene sulfide
  • PES polyketone
  • PE polyethylene
  • At least one of the layers may consist of a fiber-reinforced plastic or fiber-reinforced plastic.
  • the fiber-reinforced plastic makes it easy to specify a lightweight, yet rigid sandwich material.
  • At least one of the layers may have been formed by thermoforming. Thus, a position of the Sandwichmateri ⁇ than or the entire sandwich material can be accommodated per se by heating and subsequent molding in the intended shape, for example, to define a receiving area for the insertion of the traction drive or battery.
  • At least one of the layers can have an organic sheet or consist of an organic sheet.
  • the housing shell may be planked on an outer side facing away from the receiving area with organic sheet.
  • the fire resistance of the housing shell can be increased and also a stiffening of the housing shell can be achieved.
  • At least one of the layers comprises an electrically conductive material to common EMC standards, for example from the automotive industry to fulfillment ⁇ len.
  • one or more retaining clips or retaining tabs are provided for fastening the battery housing to a vehicle body, which have an organic sheet.
  • the organic sheet may be curved in the manner of a hook and have at least one through hole to allow screwing the housing shell with affykaros ⁇ series.
  • the retaining clips or retaining tabs can be materially bonded into the sandwich structure, in particular by welding, encapsulation or gluing.
  • FIG. 2A shows a first wall cross section of the housing shell from FIG. 1;
  • FIG. 2B shows a second wall cross-section of the housing shell from FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a layer structure of a first layer of the housing ⁇ shell of FIGS. 2B;
  • FIG. 4 shows a further battery housing according to the invention with a cooler
  • Fig. 5 is a retaining clip for a battery according to the invention ⁇ housing in a perspective view and a cross section.
  • Fig. 1 shows an inventive battery case 2 for a drive battery.
  • the battery housing 2 has a housing shell 4 which can be closed with a cover 7.
  • An intermediate plate 9 is presently shown transparent and indicated only in a position lifted from the housing shell 4 position to ensure the clarity of the drawing.
  • the housing shell 4 and the lid 7 are herein entirely of thermoplastic plastic gebil ⁇ det in ⁇ We sentlichen.
  • the housing shell 4 has a receiving area 6 for
  • the housing shell 4 has a wall 8, wherein the wall 8 has a multilayer sandwich structure 10 (FIG. 2A, FIG. 2 B) .
  • a first layer 12 of the sandwich structure 10 is at least partially spaced from a second layer 14 of the sandwich structure 10, so that a wall cavity 16 is formed between the first layer 12 and the second layer 14.
  • the convertible dung cavity 16 is for storing a cooling medium is directed ⁇ .
  • FIGS. 2A and 2B schematically show the structure of the sandwich structure 10. It is understood that the spaces 16 shown in FIG. 2B are fluid-connected and in total that
  • Form wall cavity 16 for storage of cooling medium A portion of the wall cavity 16 is an expansion volume for the cooling medium.
  • the sandwich structure 10 has openings 20 and is penetrated by connecting elements 22. Between the first layer 12 and the second layer 14 stiffening elements 24 are arranged, which are adapted to a stiffening of the sandwich structure 10.
  • Such a stiffening element 24 is designed in a two-component construction and has at least two materials which are welded to the same position with the first layer 12 and the second layer 14.
  • the stiffening element 24 has a nominal breaking point 26.
  • each of the layers 12, 14 may in turn be constructed in multiple layers in the manner of a sandwich structure.
  • the first layer 12 in the present case has an outer layer in the form of an organic sheet 28, which covers a plastic 30 provided with a conductive filler.
  • the one with provided plastic conductive filler 30 may be connected using egg ver ⁇ ⁇ ner adhesive layer 32 with a barrier layer 34, which is connected with a further adhesive layer 36 with a further plastic layer 38th
  • FIG. 4 shows a further liquid container 40 according to the invention, which has a pump 44 embedded in a sandwich structure 42. Via the pump 44, a wall cavity 46 of the container 40 is fluidly connected to a cooler 48, so that a cooling medium stored in the wall cavity 46 can be circulated via the cooler.
  • the battery case 40 has a receiving portion 50 adapted to receive a traction battery.
  • cooling fins 51 are provided for heat dissipation to an environment.
  • FIG. 5 shows a retaining clip 52 which has an organic sheet 54 overmolded with plastic 56 in order to screw a battery housing 2 or 40 to a vehicle body.
  • the retaining clip 52 may be penetrated by a sleeve 58.
  • the plastic 56 may, for example, be Polypro pylene ⁇ or polyamide.
  • the holding element 54 can be welded to the battery housing 2 or 40 and thus stoffschlüs ⁇ sig be connected to a sandwich structure 10 or 42.

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Abstract

Batteriegehäuse für eine Antriebsbatterie, - mit wenigstens einer Gehäuseschale (4), - wobei die Gehäuseschale (4) zumindest teilweise oder vollständig aus thermoplastischem Kunststoff gebildet ist, - wobei die Gehäuseschale (4) einen Aufnahmebereich (6) zum Einsetzen einer Antriebsbatterie hat, - wobei die Gehäuseschale (4) eine Wandung (8) hat, - wobei die Wandung (8) eine zweilagige oder mehrlagige Sandwichstruktur (10) aufweist, - wobei wenigstens eine erste Lage (12) der Sandwichstruktur (10) zumindest abschnittsweise zu einer zweiten Lage (14) der Sandwichstruktur (10) beabstandet ist, so dass zwischen der ersten Lage (12) und der zweiten Lage (14) ein Wandungshohlraum (16) gebildet ist und - wobei der Wandungshohlraum (16) zum Bevorraten eines Kühlmediums eingerichtet ist.

Description

Batteriegehäuse für eine Antriebsbatterie
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse für eine Antriebsbatterie.
Batteriegehäuse für Antriebsbatterien dienen der zuverlässigen Kapselung einer Antriebsbatterie, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug. Dabei soll die Antriebsbatterie crashsicher und für eine vorgegebene Mindestzeitspanne feuergeschützt in dem Batteriegehäuse aufgenommen sein. Auf diese Weise soll ein Austreten von umweltgefährdenden und gesundheitsschädlichen Chemikalien im Crashfall oder Brandfall vermieden werden. Batteriegehäuse für Antriebsbatterien von Kraftfahrzeugen müssen daher genormte Feuertests bestehen, wie sie beispielsweise auch für Kraftstoffbehälter von Kraftfahrzeugen bekannt sind.
Um sowohl die Anforderungen an die Crashsicherheit als auch die Mindestanforderungen an die Feuerbeständigkeit zu erfül¬ len, sind bekannte Batteriegehäuse zur Aufnahme von Antriebs- batterien üblicherweise aus geschweißtem oder gepresstem
Stahlblech oder Aluminiumguss hergestellt. Hierbei ist nach¬ teilig, dass derartige Gehäuse aus metallischem Werkstoff ver¬ gleichsweise schwer sind und daher die Reichweite von
elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen beeinträchtigen.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, ein leicht bauendes Batteriegehäuse für eine Antriebsbatterie anzugeben, dass insbesondere crash¬ sicher ist und für eine vorgegebene Mindestzeitspanne feuerge¬ schützt ist. Die voranstehend beschriebene, technische Problemstellung wird gelöst durch ein Batteriegehäuse nach Anspruch 1. Weitere Aus¬ gestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung. Es wird ein Batteriegehäuse für eine Antriebsbatterie angege¬ ben, mit wenigstens einer Gehäuseschale, wobei die Gehäuse¬ schale zumindest teilweise oder vollständig aus
thermoplastischem Kunststoff gebildet ist, wobei die Gehäuse¬ schale einen Aufnahmebereich zum Einsetzen einer Antriebsbat- terie hat, wobei die Gehäuseschale eine Wandung hat, wobei die Wandung eine zweilagige oder mehrlagige Sandwichstruktur auf¬ weist, wobei wenigstens eine erste Lage der Sandwichstruktur zumindest abschnittsweise zu einer zweiten Lage der Sandwich¬ struktur beabstandet ist, so dass zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage ein Wandungshohlraum gebildet ist und wobei der Wandungshohlraum zum Bevorraten und/oder Verteilen eines Kühlmediums eingerichtet ist.
Die Sandwichstruktur bildet mit dem integrierten Wandungshohl- räum demnach sowohl eine Struktur zur crashsicheren Kapselung einer Antriebsbatterie als auch ein Volumen zum Bevorraten und/oder Verteilen von Kühlmedium.
Dadurch, dass im Betrieb ein Kühlmedium zum Kühlen der im Bat- teriegehäuse aufgenommenen Antriebsbatterie innerhalb der Wan¬ dung bevorratet ist, kann die Feuerbeständigkeit des
Batteriegehäuses erhöht werden. So dient das in der Wandung bevorratete Kühlmedium im Brandfall auch zur Kühlung der einem Feuer ausgesetzten Wandung. Die Begriffe „Antriebsbatterie" und „Traktionsbatterie" werden vorliegend synonym verwendet. Eine Antriebsbatterie bzw. Trak¬ tionsbatterie kann weiter als Hochleistungsakkumulator bezeichnet werden, der in z. B. in rein elektromotorisch
angetriebenen Fahrzeugen oder Hybridfahrzeugen eingesetzt wird .
Bei dem Kühlmedium kann es sich um ein Kältemittel oder ein Kühlmittel handeln. Beispielsweise kann gemäß einer Ausgestal- tung des Batteriegehäuses ein Wasser-Glykol-Gemisch als Kühlmittel innerhalb der Sandwichstruktur, also im
Wandungshohlraum der Sandwichstruktur, bevorratet sein. Gemäß alternativer Ausgestaltungen kann ein Kältemittel im Wandungshohlraum bevorratet sein. Die Wandung der Gehäuseschale ist demnach nach Art eines Hohlraumprofils aufgebaut.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Batteriegehäuses ist vorgesehen, dass ein Teil des Wandungshohlraums ein Expansi¬ onsvolumen für das Kühlmedium ist. Das Kühlmedium, bei dem es sich insbesondere um ein Kühlmittel oder ein Kältemittel han¬ deln kann, kann sich im Kühlbetrieb aufgrund des Wärmeeintrags von der zu kühlenden Antriebsbatterie ausdehnen und/oder geht wenigstens teilweise durch einen Phasenwechsel von der flüssi¬ gen in die gasförmige Phase über. Das Expansionsvolumen stellt das erforderliche Ausgleichsvolumen für derartige Vorgänge be¬ reit.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass ein Expansionsvolumen in einen die Gehäuseschale verschließenden De- ekel integriert ist, wobei das Expansionsvolumen des Deckels mit dem Wandungshohlraum der Gehäuseschale fluidverbunden ist. In diesem Fall ist ein innerhalb der Wandung des Deckels inte¬ grierter Hohlraum mit dem Wandungshohlraum der Gehäuseschale fluidverbunden, beispielsweise über eine Schlauchverbindung, eine Rohrverbindung, eine Flanschverbindung oder dergleichen. Es kann vorgesehen sein, dass die Gehäuseschale mit einem konventionellen metallischen Deckel verschließbar oder verschlossen ist, der beispielsweise teilweise oder vollständig aus einem Stahl- oder Aluminiumwerkstoff gebildet sein kann.
Um eine möglichst kompakte Bauweise einer Kühleinrichtung zu ermöglichen, kann eine Pumpe und/oder ein Verdichter zum Fördern des Kühlmediums zumindest abschnittsweise in die Sand- wichstruktur integriert sein. Demnach kann eine
Kühleinrichtung zum Kühlen einer Antriebsbatterie teilweise o- der vollständig in das Batteriegehäuse integriert sein.
Beispielsweise können eine Pumpe und/oder ein Verdichter zu- mindest abschnittsweise zweiseitig von der ersten Lage der
Sandwichstruktur und von der zweiten Lage der Sandwichstruktur eingefasst sein. Insbesondere können eine Pumpe und/oder ein Verdichter vollständig von der ersten Lage der Sandwichstruktur und der zweiten Lage der Sandwichstruktur eingefasst sein. Auf diese Weise sind die Pumpe und/oder der Verdichter zuverlässig vor Umgebungseinflüssen geschützt. Es versteht sich, dass wenigstens eine Energieversorgungsleitung zur Versorgung der Pumpe und/oder des Verdichters durch die Wandung geführt sein kann.
Die erste Lage und die zweite Lage der Sandwichstruktur können nach einer weiteren Ausgestaltung des Batteriegehäuses abschnittsweise unmittelbar miteinander verbunden sein. Beispielsweise können die erste und die zweite Lage abschnitts- weise stoffschlüssig miteinander verbunden sein, insbesondere durch Verschweißen und/oder Verkleben. So können zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage im Wesentlichen linienförmige und/oder im Wesentlichen punktförmige Verbindungen gebildet sein, um eine crashsichere, versteifte Sandwichstruktur anzu- geben. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Versteifungselement oder mehrere Versteifungselemente zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage erstreckt sind, die zu einer Aussteifung der Sandwichstruktur eingerichtet sind. Ein derartiges Aussteifungselement ist beispielsweise eine zwischen der ersten und der zweiten Lage erstreckte
Strebe. Das Versteifungselement kann einen kreisförmigen, ova¬ len oder polygonalen Querschnitt haben.
Ein Versteifungselement kann mit einem ersten Ende mit der ersten Lage verbunden sein und mit einem zweiten Ende mit der zweiten Lage verbunden sein. Das Versteifungselement kann ins¬ besondere mit der ersten und der zweiten Lage verschweißt sein.
Folglich können eine Anordnung von lokalen Verbindungsstellen zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage und/oder Versteifungselemente vorgesehen sein, um eine crashsichere Auf- nähme einer Antriebs- beziehungsweise Traktionsbatterie in dem Batteriegehäuse zu gewährleisten.
Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Versteifungsele¬ ment oder mehrere Versteifungselemente in Mehr-Komponenten- Bauweise ausgeführt sind und wenigstens zwei Werkstoffe auf¬ weisen. So können die Versteifungselemente bzw. wenigstens ein Versteifungselement an einem ersten Ende aus einem ersten Werkstoff gebildet sein, der mit einem Material der ersten Lage verschweißbar ist, und an einem dem ersten Ende abgewand- ten zweiten Ende aus einem zweiten Werkstoff gebildet sein, der mit der zweiten Lage verschweißbar ist. Insbesondere kann ein jeweiliges Versteifungselement Werkstoffe aufweisen, die jeweils artgleich mit den zugeordneten Werkstoffen der ersten Lage und der zweiten Lage verschweißbar sind, um eine zuver- lässige Schweißverbindung zu erreichen. Ein zwischen den Enden des Versteifungselements gebildeter Mittelabschnitt kann im Vergleich zu seinen endseitigen Verbindungsbereichen aus einem steiferen oder flexibleren Werk- stoff gebildet sein, um, je nach Belastungsfall, eine
ausreichende Flexibilität und/oder Steifigkeit der Gehäuse¬ schale zu gewährleisten.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass wenigs- tens ein Versteifungselement oder mehrere Versteifungselemente eine Sollbruchstelle aufweisen. Die Sollbruchstelle dient dazu, dass das entsprechende Versteifungselement bei einer Überlast versagt bzw. Energie absorbiert, sodass vermieden wird, dass Teile des Batteriegehäuses die zu kapselnde An¬ triebsbatterie beschädigen.
Das Batteriegehäuse kann an der Gehäuseschale oder einem die Gehäuseschale verschließenden Deckel Kühlrippen zur Wärmeabfuhr an eine Umgebung aufweisen. Mithilfe der Kühlrippen kann in bekannter Weise eine Oberflächenvergrößerung bewirkt werden, sodass ein Wärmetransfer vom Kühlmedium hin zur Umgebung erfolgen kann.
Sofern Kühlrippen zur Wärmeabfuhr beispielsweise an die Wan- dung der Gehäuseschale angeformt sind und/oder an einen die Gehäuseschale verschließenden Deckel angeformt sind, kann ein Kühler vollständig in das Batteriegehäuse integriert sein.
Alternativ oder ergänzend kann der Wandungshohlraum mit einem externen, von dem Batteriegehäuse separaten Kühler fluidver- bindbar sein. Hierzu können zwei oder mehr Schnittstellen zum Koppeln eines Kühlerzulaufs und eines Kühlerablaufs in die Wandung der Gehäuseschale und/oder den Deckel integriert sein, um einen Kühlkreislauf zu bilden. Die Gehäuseschale kann kostengünstig und effizient durch Blas¬ formen hergestellt sein. Das Blasformen ermöglicht in zuverlässiger Weise einen ein- oder mehrlagigen Wandungsaufbau, wobei zudem Versteifungselemente während des Blasformprozess in der formgebenden Wärme appliziert werden können.
Alternativ kann die Gehäuseschale teilweise durch Spritzgießen hergestellt worden sein. Das Spritzgießen ermöglicht in kos¬ tengünstiger Weise einen mehrschichtigen Wandungsaufbau.
Die erste Lage der Sandwichstruktur kann mehrlagig aufgebaut sein. So kann die erste Lage der Wandungsstruktur ihrerseits wiederum aus mehreren Lagen thermoplastischen Kunststoffs bestehen. Dies gilt gleichermaßen für die zweite Lage, die eben- falls für sich genommen wiederum mehrschichtig aufgebaut sein kann. So kann eine Mehrzahl von Materialien kombiniert werden, um den Anforderungen an die Steifigkeit, Flexibilität, Schad¬ stoffemission und den Brandschutz zu genügen. Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Lagen eine Barriereschicht aufweist, die als Diffusionsbarriere für Koh¬ lenwasserstoffe dient. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Lage aus EVOH (Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer) handeln. Wenigstens eine der Lagen kann aus Polyamid (PA) , Polypropylen (PP), Polyphthalamid (PPA) , Polyphenylensulfid (PPS), Polyke- ton (PK) oder Polyethylen (PE) bestehen oder Polyamid (PA) Polypropylen (PP) , Polyphthalamid (PPA) , Polyphenylensulfid (PPS), Polyketon (PK) oder Polyethylen (PE) aufweisen.
Wenigstens eine der Lagen kann aus einem faserverstärkten Kunststoff bestehen oder faserverstärkten Kunststoff aufweisen. Durch den faserverstärkten Kunststoff kann in einfacher Weise ein leicht bauendes und zugleich steifes Sandwichmate- rial angegeben werden. Wenigstens eine der Lagen kann durch Thermoformen geformt worden sein. So kann beispielsweise eine Lage des Sandwichmateri¬ als oder das gesamte Sandwichmaterial an sich durch Erhitzen und anschließende Formgebung in die vorgesehene Form gebracht werden, um einen Aufnahmebereich zum Einsetzen der Traktionsoder Antriebsbatterie zu begrenzen.
Wenigstens eine der Lagen kann ein Organoblech aufweisen oder aus einem Organoblech bestehen.
Alternativ oder ergänzend kann die Gehäuseschale auf einer dem Aufnahmebereich abgewandten Außenseite mit Organoblech beplankt sein. Damit können die Feuerbeständigkeit der Gehäuse- schale erhöht und zudem eine Aussteifung der Gehäuseschale erreicht werden.
Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Lagen ein elektrisch leitendes Material aufweist, um gängige EMC- Standards, beispielsweise aus dem Automobilbereich, zu erfül¬ len .
Es kann vorgesehen sein, dass eine oder mehrere Halteklammern oder Haltelaschen zur Befestigung des Batteriegehäuses an ei- ner Fahrzeugkarosserie vorgesehen sind, die ein Organoblech aufweisen. Das Organoblech kann dabei nach Art eines Hakens gekrümmt sein und wenigstens eine Durchgangsöffnung aufweisen, um ein Verschrauben der Gehäuseschale mit einer Fahrzeugkaros¬ serie zu ermöglichen. Die Halteklammern oder Haltelaschen kön- nen stoffschlüssig in die Sandwichstruktur eingebunden sein, insbesondere durch Verschweißen, Umspritzen oder Verkleben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbei¬ spiele darstellenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch: Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Batteriegehäuse für eine An¬ triebsbatterie;
Fig. 2A einen ersten Wandungsquerschnitt der Gehäuseschale aus Fig. 1 ;
Fig. 2B einen zweiten Wandungsquerschnitt der Gehäuseschale aus Fig. 1 ;
Fig. 3 einen Schichtaufbau einer ersten Lage der Gehäuse¬ schale aus den Fig. 2B;
Fig. 4 ein weiteres erfindungsgemäßes Batteriegehäuse mit einem Kühler;
Fig. 5 eine Halteklammer für ein erfindungsgemäßes Batterie¬ gehäuse in einer perspektivischen Ansicht und einem Querschnitt .
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Batteriegehäuse 2 für eine Antriebsbatterie. Das Batteriegehäuse 2 hat eine Gehäuseschale 4, die mit einem Deckel 7 verschließbar ist. Eine Zwischenplatte 9 ist vorliegend transparent dargestellt und lediglich in einer von der Gehäuseschale 4 abgehobenen Position angedeutet, um die Übersichtlichkeit der Zeichnung zu gewährleisten.
Die Gehäuseschale 4 und der Deckel 7 sind vorliegend im We¬ sentlichen vollständig aus thermoplastischem Kunststoff gebil¬ det. Die Gehäuseschale 4 hat einen Aufnahmebereich 6 zum
Einsetzen einer Antriebsbatterie. Oberhalb der Zwischenplatte 9 können ebenfalls Batteriemodule der Antriebsbatterie aufge¬ nommen werden.
Die Gehäuseschale 4 hat eine Wandung 8, wobei die Wandung 8 eine mehrlagige Sandwichstruktur 10 aufweist (Fig. 2A; Fig. 2B) . Eine erste Lage 12 der Sandwichstruktur 10 ist zumindest abschnittsweise zu einer zweiten Lage 14 der Sandwichstruktur 10 beabstandet, sodass zwischen der ersten Lage 12 und der zweiten Lage 14 ein Wandungshohlraum 16 gebildet ist. Der Wan- dungshohlraum 16 ist zum Bevorraten eines Kühlmediums einge¬ richtet .
Die Figuren 2A und 2B zeigen schematisch den Aufbau der Sandwichstruktur 10. Es versteht sich, dass die in Fig. 2B darge- stellten Räume 16 fluidverbunden sind und insgesamt den
Wandungshohlraum 16 zur Bevorratung von Kühlmedium bilden. Ein Teil des Wandungshohlraums 16 ist ein Expansionsvolumen für das Kühlmedium. In den Bereichen 18 sind die erste Lage 12 und die zweite Lage 14 lokal miteinander verschweißt. Die Sandwichstruktur 10 weist Durchbrüche 20 auf und ist von Verbindungselementen 22 durchsetzt . Zwischen der ersten Lage 12 und der zweiten Lage 14 sind Versteifungselemente 24 angeordnet, die zu einer Aussteifung der Sandwichstruktur 10 eingerichtet sind.
Ein solches Versteifungselement 24 ist in Zwei-Komponenten- Bauweise ausgeführt und weist wenigstens zwei Werkstoffe auf, die artgleich mit der ersten Lage 12 und der zweiten Lage 14 verschweißt sind. Das Versteifungselement 24 weist eine Soll¬ bruchstelle 26 auf. Wie Fig. 3 exemplarisch für die erste Lage 12 aus Fig. 2B dargestellt, kann jede der Lagen 12, 14 ihrerseits wiederum mehrlagig nach Art einer Sandwichstruktur aufgebaut sein. So hat die erste Lage 12 vorliegend eine außenliegend in Form eines Organoblechs 28 ausgeführte Deckschicht, die einen mit leitfä- higem Füllstoff versehenen Kunststoff 30 bedeckt. Der mit leitfähigem Füllstoff versehene Kunststoff 30 kann mittels ei¬ ner Haftvermittlerschicht 32 mit einer Barriereschicht 34 ver¬ bunden sein, die mit einer weiteren Haftvermittlerschicht 36 mit einer weiteren KunststoffSchicht 38 verbunden ist.
Fig. 4 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Flüssigkeitsbehälter 40, der eine in eine Sandwichstruktur 42 eingebettete Pumpe 44 hat. Über die Pumpe 44 ist ein Wandungshohlraum 46 des Behälters 40 mit einem Kühler 48 fluidverbunden, sodass eine in dem Wandungshohlraum 46 bevorratetes Kühlmedium über den Kühler zirkuliert werden kann. Das Batteriegehäuse 40 weist einen Aufnahmebereich 50 auf, der zur Aufnahme einer Antriebs- bzw. Traktionsbatterie eingerichtet ist. An dem Behäl¬ ter 40 sind Kühlrippen 51 zur Wärmeabfuhr an eine Umgebung vorgesehen.
Fig. 5 zeigt eine Halteklammer 52, der ein mit Kunststoff 56 umspritztes Organoblech 54 aufweist, um ein Batteriegehäuse 2 oder 40 mit einer Fahrzeugkarosserie zu verschrauben . Hierzu kann die Halteklammer 52 mit einer Hülse 58 durchsetzt sein. Bei dem Kunststoff 56 kann es sich beispielsweise um Polypro¬ pylen oder Polyamid handeln. Das Halteelement 54 kann mit dem Batteriegehäuse 2 oder 40 verschweißbar und somit stoffschlüs¬ sig mit einer Sandwichstruktur 10 oder 42 verbunden sein.
Bezugszeichen
2 Batteriegehäuse
4 Gehäuseschale
6 Aufnahmebereich
7 Deckel
8 Wandung
9 Zwischenplatte
10 Sandwichstruktur
12 erste Lage der Sandwichstruktur 10
14 zweite Lage der Sandwichstruktur 10
16 Wandungshohlraum
18 Bereiche
20 Durchbrüche
22 Verbindungselement
24 Versteifungselement
26 Sollbruchstelle
28 Organoblech
30 Kunststoff
32 Haft ermittlerschicht
34 BarriereSchicht
36 Haftvermittlerschicht
38 KunststoffSchicht
40 Flüssigkeitsbehälter
42 Sandwichstruktur
44 Pumpe
46 Wandungshohlraum
48 Kühler
50 Aufnahmebereich
51 Kühlrippen
52 Halteklammer
54 Organoblech
56 Kunststoff
58 Hülse

Claims

Patentansprüche
1. Batteriegehäuse für eine Antriebsbatterie,
mit wenigstens einer Gehäuseschale (4),
wobei die Gehäuseschale (4) zumindest teilweise oder voll¬ ständig aus thermoplastischem Kunststoff gebildet ist, wobei die Gehäuseschale (4) einen Aufnahmebereich (6) zum Einsetzen einer Antriebsbatterie hat,
wobei die Gehäuseschale (4) eine Wandung (8) hat,
wobei die Wandung (8) eine zweilagige oder mehrlagige Sandwichstruktur (10) aufweist,
wobei wenigstens eine erste Lage (12) der Sandwichstruktur (10) zumindest abschnittsweise zu einer zweiten Lage (14) der Sandwichstruktur (10) beabstandet ist, so dass zwi¬ schen der ersten Lage (12) und der zweiten Lage (14) ein Wandungshohlraum (16) gebildet ist und
wobei der Wandungshohlraum (16) zum Bevorraten und/oder Verteilen eines Kühlmediums eingerichtet ist.
2. Batteriegehäuse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Teil des Wandungshohlraums (16) ein Expansionsvolumen für das Kühlmedium ist
und/oder
ein Expansionsvolumen in einen die Gehäuseschale (4) verschließenden Deckel (7) integriert ist, wobei das Expansi¬ onsvolumen des Deckels (7) mit dem Wandungshohlraum (16) der Gehäuseschale (4) fluidverbunden ist.
3. Batteriegehäuse nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Pumpe (44) und/oder ein Verdichter zumindest abschnittsweise in die Sandwichstruktur (42) integriert sind .
4. Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Lage (12) und die zweite Lage (14) abschnitts¬ weise unmittelbar miteinander verbunden sind.
5. Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Versteifungselement (24) oder mehrere Ver¬ steifungselemente (24) zwischen der ersten und zweiten Lage (12, 14) erstreckt sind, die zu einer Aussteifung der Sandwichstruktur (10) eingerichtet sind.
6. Batteriegehäuse nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Versteifungselement (24) oder mehrere Ver¬ steifungselemente (24) in Mehr-Komponenten-Bauweise ausge¬ führt sind, und wenigstens zwei Werkstoffe aufweisen, und/oder
dass wenigstens ein Versteifungselement (24) oder mehrere Versteifungselemente (24) eine Sollbruchstelle (26) auf¬ weisen .
7. Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
Kühlrippen (51) zur Wärmeabfuhr an eine Umgebung vorgesehen sind,
und/oder
der Wandungshohlraum (46) über wenigstens einen Anschluss mit einem externen Kühler (48) fluidverbindbar ist.
8. Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gehäuseschale (4) durch Blasformen hergestellt worden ist,
oder die Gehäuseschale (4) zumindest teilweise durch Spritzgie¬ ßen hergestellt worden ist.
9. Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Lage (12) mehrlagig ist
und/oder
die zweite Lage (14) mehrlagig ist
und/oder
wenigstens eine der Lagen (12, 14) eine Barriereschicht (34) aufweist, die als Diffusionsbarriere für Kohlenwas¬ serstoffe dient
und/oder
wenigstens eine der Lagen Polyamid, Polypropylen, Polyph- thalamid, Polyphenylensulfid, Polyketon oder Polyethylen aufweist oder aus Polyamid, Polypropylen, Polyphthalamid, Polyphenylensulfid, Polyketon oder Polyethylen besteht, und/oder
wenigstens eine der Lagen (12, 14) faserverstärkt ist und/oder
wenigstens eine der Lagen (12, 14) durch Thermoformen geformt worden ist.
10. Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine der Lagen (12, 14) ein Organoblech (28) aufweist
und/oder
die Gehäuseschale (4) auf einer dem Aufnahmebereich (6) abgewandten Außenseite mit Organoblech (28) beplankt ist und/oder
wenigstens eine der Lagen (12, 14) ein elektrisch leitendes Material aufweist
und/oder ein oder mehrere Halteklammern (52) oder Haltelaschen zur Befestigung an einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen sind, die ein Organoblech (54) aufweisen.
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