EP3718155A1 - Gehäuse zur aufnahme wenigstens eines batteriezellpakets, batterie, sowie verfahren zur herstellung eines gehäuses und einer batterie - Google Patents

Gehäuse zur aufnahme wenigstens eines batteriezellpakets, batterie, sowie verfahren zur herstellung eines gehäuses und einer batterie

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EP3718155A1
EP3718155A1 EP18812099.2A EP18812099A EP3718155A1 EP 3718155 A1 EP3718155 A1 EP 3718155A1 EP 18812099 A EP18812099 A EP 18812099A EP 3718155 A1 EP3718155 A1 EP 3718155A1
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EP
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housing
battery
plastic
battery cell
housing wall
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Application number
EP18812099.2A
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Inventor
Stefan PREISLER
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • Housing for receiving at least one battery cell pack, battery, and method for producing a housing and a battery
  • the invention relates to a housing, in particular a Batte riegeophuse, for receiving at least one battery cell pack.
  • the invention relates to a battery having at least one battery cell pack, and a housing surrounding the battery cell pack.
  • the invention relates to a method for producing a housing and a method for producing a battery.
  • housing in particular battery housing
  • the known battery cases are adapted to take Riezellable Batte and enclose.
  • the housing wall can be used as a transmission medium.
  • DE 10 2012 202 751 A1 describes a battery sensor data transmission unit in which a data transmission unit is designed to connect a sensor signal, which represents a physical quantity in or on the battery cell, using a battery housing wall and / or a wall of a battery cell as a transmission medium Output evaluation device.
  • the housing is designed to be electrically conductive, so that data such as the sensor signal can be transmitted via the electrically conductive housing wall.
  • Such electrically conductive housings are expensive to manufacture because of their electrically conductive materials and can have an increased weight.
  • a housing for receiving at least one battery cell pack comprising at least one Ge housing wall, wherein the housing wall is at least partially formed of a plastic, and in the plastic of the housing wall, an optical conductor is formed.
  • a housing with at least one Ge housing wall wherein the housing wall is at least partially formed of a plastic.
  • the weight of the housing, in particular a battery case can be reduced.
  • an optical conductor is formed in the portion of the housing or the housing wall, which is made of plastic and / or a plastic. This means that the optical conductor is formed integrally with the housing and / or the housing wall. Consequently, the optical conductor is formed immovably in the housing or the housing wall.
  • An optical conductor is also referred to as a light guide be.
  • data and / or signals in particular physical data and / or signals, can be transmitted via the optical conductor formed in the housing wall.
  • the housing wall or at least the partial area of the housing wall, which has the optical conductor can be used as a data transmission path.
  • the housing is completely formed from a plastic. In this way, the weight of the housing can be reduced.
  • such a housing may preferably be manufactured in an injection molding process, whereby manufacturing costs can be reduced.
  • an advantage of a completely made of a plastic housing can be that the op table conductor can thus be formed in hindsight at any point.
  • the housing which is formed completely and / or predominantly out of a plastic, provide a secure electrical isolation of the ordered therein battery cell packets.
  • the housing or the housing wall is preferably adapted to various components, preferably one or more battery cell packs for storing electrical
  • the housing wall has at least one fastening device for fastening at least one battery cell packet.
  • the battery cell pack can be arranged in the housing with the aid of the fastening device in a positionally secure manner.
  • a positionally secure positioning of the battery cell pack in the housing is provided to preferably connect and / or couple an optical interface of the battery cell pack with the optical conductor such that the at least one battery cell pack is communicatively connected to the optical conductor.
  • the fastening device can basically be configured as desired in order to fix the battery cell pack in the housing and to fix it in its position.
  • a preferred embodiment of the invention is that the fastening supply device is a clamping device and / or a screw leg direction.
  • About a clamping device can be a bie riezellwoven in simplistic manner preferably self-adjusting attached. Self-adjusting means that the
  • Clamping device for example, is resilient, and exerts on the arranged in the battery case battery cell a pressing force.
  • the contact pressure is preferably oriented such that an optical interface of the battery cell packet is pressed against the formed in the housing optical waveguide.
  • the screw can be at play, an internal thread for receiving a screw with a corresponding external thread. It is also conceivable that the screw device has an external thread for receiving a nut with a corresponding internal thread.
  • the housing has only one chamber.
  • the housing has at least two separate chambers, wherein the optical conductor formed in the housing wall communicates the two chambers. Onstechnisch connects.
  • a battery cell pack can be arranged, and in the second chamber is a battery electronics, in particular a battery management system BMS arranged.
  • the optical conductor is formed in the Ge housing wall so that the two chambers are connected via the optical conductor.
  • the chambers are formed gas and / or liquid impermeable to each other separately.
  • the partition is connected media-tight to the housing wall.
  • the media-tight connection of the partition can be done for example by welding and / or gluing.
  • the partition wall is formed integrally with the housin sewandung, in particular in a manufac turing process is made with the housing.
  • the mutually media-tightly separated chambers can be connected to each other communication technology via the formed and / or arranged in the housing wall optical conductor.
  • the housing is a battery case, and in the Batte riegephaseuse at least one battery cell pack is arranged, and the battery cell pack is communicated with the out in the housing wall formed optical conductor communication technology.
  • the invention also relates to a battery, comprising at least one battery cell package with an optical interface, a battery electronics with an optical interface, and a surrounding the at least one battery cell package and the battery electronics housing having at least one housing wall, wherein the at least one housing wall at least partially formed of a plastic, and in the plastic, an optical conductor is formed, wherein the at least one battery cell and the battery Batte rieelektronik are arranged in the battery housing, that their respective optical interface with the formed in the housing optical waveguide kommunikati onstechnisch are.
  • a battery which has at least one battery cell packet, preferably a plurality of battery cell packets.
  • the battery cell pack has at least one optical interface.
  • a battery electronics is provided, which also has an optical interface.
  • the battery electronics is preferably a battery management system BMS. Both the battery cell pack and the battery electronics are enclosed by a housing having at least one housing wall, wherein the housing wall is at least partially formed from a plastic and / or manufactured. In the plastic, an optical conductor is formed. The respective optical interface of the battery cell packets and the battery electronics is connected to the optical conductor. In this way, the battery cell pack and the battery electronics can be connected to each other communication technology via the op-shaped conductor formed in the housing.
  • information and / or signals concerning the temperature and / or the state of charge of the battery cell pack can be transmitted to the battery electronics via the optical conductor.
  • a wired cabling between the at least one battery cell pack and the Bat terieelektronik can be reduced and / or avoided, creating electromechanical components, such as
  • the housing has at least one fastening device for attaching the at least one battery cell pack and / or the battery electronics, and the battery cell package and / or the battery electronics according to corresponding Befes comprises means.
  • the battery cell pack and / or the battery electronics in the housing la secured secured and / or positioned.
  • the fastening device and the corresponding loading fastening means can basically be designed as desired in order to fix the battery cell pack in the housing and to fix it in its position.
  • a preferred embodiment of the invention is that the fastening device is a clamping device and the fastening means engageable with the clamping device engageable Schurastungsein direction, or the fastening means a screw leg direction and the fastening means is a leg direction with the screw engageable screw member.
  • the battery cell pack can be fastened in a simple manner, preferably in a self-adjusting manner.
  • the screw means may be, for example, a female thread for receiving a screw with a corres dierenden external thread. It is also conceivable that the screw device has an external thread for receiving a nut with a corresponding internal thread.
  • fasteners and correspondingly correspon- ding fastening devices specified with which the battery cell pack and / or the battery electronics can be easily arranged in the housing and / or fixed.
  • the housing has at least two separate chambers, wherein formed in the housing optical conductor connects the two chambers communication technology with each other.
  • At least one partition wall is formed, so that in the housing at least two separate chambers can be formed.
  • a battery cell pack can be arranged in the first chamber and the battery electronics can be arranged in the second chamber.
  • the optical conductor is formed in the housing wall in such a way that the two chambers are connected via the optical conductor.
  • the chambers are gas- and / or liquid-impermeable formed separated from each other, wherein in the chamber, the at least one battery cell pack is arranged, and in the second chamber, the battery electronics is arranged.
  • the gas- and / or liquid-impermeable separation of the chamber can be effected, for example, by the fact that the dividing wall is connected to the housing wall so as not to be tight.
  • the media-tight connection of the partition can be done for example by welding and / or gluing.
  • the partition is formed integrally with the housing, in particular in a manufacturing process with the housing is made.
  • two chambers, which are separated from each other in a media-tight manner can be formed over the housing wall and / or formed in the housing wall arranged optical conductor communication technology mitei each other are connected.
  • the invention also relates to the use of the battery according to the Invention in a motor vehicle, in particular in an at least partially or fully electrically operated motor vehicle.
  • the motor vehicle may thus preferably be a hybrid vehicle (HEV), plug-in hybrid vehicle (PHEV) or an electric vehicle (EV).
  • HEV hybrid vehicle
  • PHEV plug-in hybrid vehicle
  • EV electric vehicle
  • the invention relates to a method for producing the housing according to the invention, comprising the steps:
  • the housing has at least one housing wall which is formed of a plastic material
  • an aspect of the invention is that a housing with at least one housing wall is provided and / or manufactured.
  • the housing wall is at least partially formed from a plastic.
  • the preparation can be carried out preferably by means of an injection molding process.
  • the selective heating of the plastic can preferably be carried out by a thermal process, in particular a laser, and very particularly preferably by a pulsed laser.
  • a thermal process in particular a laser, and very particularly preferably by a pulsed laser.
  • the invention relates to a method for setting forth the battery according to the invention, comprising the steps:
  • the housing has at least one housing wall which is formed of a plastic material
  • Fig. 1 shows a section through a battery, according to the be
  • FIG. 1 shows a battery 10 which has a plurality of battery cell packets 14 arranged side by side in a housing 12 and a battery cell arranged in the housing 12 battery electronics 16, in particular special a battery management system BMS has.
  • the Bat teriezellwovene 14 and the battery electronics 16 are completely enclosed by the housing 12.
  • the housing 12 has at least one housing wall 18, which is at least partially formed from a plastic and / or at least partially comprises a plastic.
  • the housing wall 18 is fully permanently made of a plastic and / or the entire housing 12 is made of a plastic.
  • an optical conductor 20 is formed.
  • the optical conductor 20 is preferably formed by a thermal process, in particular by a subsequent selective heating of the plastic. The selective heating of the plastic can be done for example via a laser.
  • the optical conductor 20 is formed on an inner side 22 of the housing wall 18.
  • the battery cell packets 14 each have a battery cell packet electronics 24 with an optical interface 26.
  • the battery cell packs 14 are arranged in the housing 12 in such a way that the optical interface 26 of the battery cell packs 14 is connected in terms of communication technology and / or coupled to the optical waveguide 20.
  • the battery electronics 16 has an optical
  • the communication with the optical conductor 20 is communication technology connected and / or coupled.
  • the battery electronics 16 and the battery cell packets 14 are connected via the communication formed in the housing 18 optical conductor 20.
  • data and / or signals in particular physical data and / or signals are transmitted.
  • the physical data and / or signals may, for example, contain information about the temperature of the battery packs 14 and / or about their charging state. However, this is not limited to this, so that in principle also further information can be transmitted.
  • the housing wall 18 or at least the subregion of the housing wall 18, which has the optical conductor 20, can thus be used as a data transmission path. An additional wired cabling between the battery cell packages 14 and the battery electronics 16 can thus be avoided, thereby manufacturing costs of the battery 10, the weight of the battery 10 and / or the space requirement of the battery 10 can be reduced to accommodate the wiring.
  • the housing 12 also has two chambers, namely a first chamber 28 and a second chamber 30, wherein the two chambers 28, 30 are separated from each other via a partition wall 32.
  • the battery cell packs 14 are arranged and in the second chamber 30 is the battery electronics 16.
  • the optical conductor 20 is disposed continuously on the inside 22 of the housing 18, that this connects the two chambers 28, 30 with each other communication technology. In this way, a simple communication connection between the chambers 28, 30 can be provided.
  • the partition wall 32 may be integrally formed with the housing wall 18, so that the chambers 28, 30 are preferably formed media-separated from each other. Reference Z oak

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse (12) zur Aufnahme von wenigstens einem Batteriezellpaket (14), aufweisend wenigstens eine Gehäusewandung (18), wobei die Gehäusewandung (18) zumindest teilweise aus einem Kunststoff ausgebildet ist, und in dem Kunststoff der Gehäusewandung (18) ein optischer Leiter (20) ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Gehäuse zur Aufnahme wenigstens eines Batteriezellpakets, Batterie, sowie Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses und einer Batterie
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse, insbesondere ein Batte riegehäuse, zur Aufnahme wenigstens eines Batteriezellpakets. Zudem betrifft die Erfindung eine Batterie mit wenigstens einem Batteriezellpaket, und ein das Batteriezellpaket umgebendes Gehäuse. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses und ein Verfahren zur Herstellung einer Batterie.
Gehäuse, insbesondere Batteriegehäuse, sind allgemein bekannt. Die bekannten Batteriegehäuse sind dazu eingerichtet, Batte riezellpakete aufzunehmen und zu umschließen. Weiterhin ist bekannt, dass die Gehäusewand als ein Übertragungsmedium Verwendung finden kann. So beschreibt beispielsweise die DE 10 2012 202 751 Al eine Batteriesensordatenübertragungseinheit bei der eine Datenübermittlungseinheit ausgebildet ist, um ein Sensorsignal, welches eine physikalische Größe in oder an der Batteriezelle repräsentiert, unter Verwendung einer Batte riegehäusewand und/oder einer Wand einer Batteriezelle als Übertragungsmedium an ein Auswertungsgerät auszugeben. Hierbei ist vorgesehen, dass das Gehäuse elektrisch leitend ausgebildet ist, so dass Daten wie die des Sensorsignals über die elektrisch leitende Gehäusewand übertragen werden können. Derartige elektrisch leitfähige Gehäuse sind aufgrund ihre elektrisch leitfähigen Materialien teuer in deren Herstellung und können ein erhöhtes Gewicht aufweisen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gehäuse, insbesondere ein Batteriegehäuse, und eine Batterie bereit- zustellen, das bzw. die preiswert herstellbar ist und/oder ein reduziertes Gewicht aufweisen kann. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses, insbesondere eines Batteriegehäuses, und einer Batterie an zugeben, mit dem die Herstellungskosten und/oder das Gewicht des Gehäuses bzw. der Batterie reduziert werden können.
Die Aufgaben werden gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren angegeben, wobei jedes Merkmal sowohl einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen kann. Dabei können alle Kombinationen wie auch vereinzelte Kombinationen zwischen den Merkmalen des Gehäuses, der Batterie und der Verfahren zur Herstellung des Gehäuses und/oder der Batterie zusammen genutzt werden. Weiterhin ist es jeweils auch vorgesehen und möglich, einzelne oder mehrere Merkmale des Gehäuses, der Batterie und/oder des Verfahrens zur Herstellung des Gehäuses und/oder der Batterie beliebig zu kombinieren.
Erfindungsgemäß ist ein Gehäuse zur Aufnahme von wenigstens einem Batteriezellpaket vorgesehen, aufweisend wenigstens eine Ge häusewandung, wobei die Gehäusewandung zumindest teilweise aus einem Kunststoff ausgebildet ist, und in dem Kunststoff der Gehäusewandung ein optischer Leiter ausgebildet ist.
Mit anderen Worten ist ein Gehäuse mit wenigstens einer Ge häusewandung vorgesehen, wobei die Gehäusewandung zumindest teilweise aus einem Kunststoff ausgebildet ist. Durch die Ausbildung von zumindest einem Teilbereich des Gehäuses bzw. der Gehäusewandung aus einem Kunststoff, kann das Gewicht des Gehäuses, insbesondere eines Batteriegehäuses, reduziert werden. In dem Teilbereich des Gehäuses bzw. der Gehäusewandung, der aus Kunststoff hergestellt ist und/oder einen Kunststoff aufweist, ist ein optischer Leiter ausgebildet. Dies bedeutet, dass der optische Leiter einstückig mit dem Gehäuse und/oder der Gehäusewandung ausgebildet ist. Folglich ist der optische Leiter unverschieblich in dem Gehäuse bzw. der Gehäusewandung aus gebildet. Ein optischer Leiter wird auch als Lichtleiter be zeichnet. Auf diese Weise können über den in der Gehäusewandung ausgebildeten optischen Leiter vorzugsweise Daten und/oder Signale insbesondere physikalische Daten und/oder Signale übermittelt werden. Somit kann die Gehäusewandung bzw. zumindest der Teilbereich der Gehäusewandung, der den optischen Leiter aufweist, als Datenübertragungsstrecke genutzt werden.
Grundsätzlich kann es ausreichen, dass nur ein Teilbereich der Gehäusewandung einen Kunststoff aufweist. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass das Gehäuse vollständig aus einem Kunststoff ausgebildet ist . Auf diese Weise kann das Gewicht des Gehäuses reduziert werden. Zudem kann ein derartiges Gehäuse vorzugsweise in einem Spritzgussverfahren hergestellt werden, wodurch Herstellungskosten reduziert werden können. Weiterhin kann ein Vorteil eines vollständig aus einem Kunststoff hergestellten Gehäuses darin liegen, dass der op tische Leiter somit im Nachhinein an einer beliebigen Stelle ausgebildet werden kann. Überdies kann das Gehäuse, das vollständig und/oder überwiegend aus einem Kunststoff ausge bildet ist, eine sichere galvanische Trennung der darin an geordneten Batteriezellpakete bereitstellen .
Das Gehäuse bzw. die Gehäusewandung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, verschiedene Komponenten, vorzugsweise ein oder mehrere Batteriezellpakete zur Speicherung elektrischer
Energie, aufzunehmen und/oder zu umschließen. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Gehäusewandung wenigstens eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung von wenigstens einem Batteriezellpaket aufweist. Auf diese Weise kann das Batteriezellpaket mit Hilfe der Befestigungseinrichtung lagesicher in dem Gehäuse angeordnet werden. Eine lagesichere Positionierung des Batteriezellpakets in dem Gehäuse ist vorgesehen, um vorzugsweise eine optische Schnittstelle des Batteriezellpakets mit dem optischen Leiter derart miteinander zu verbinden und/oder zu koppeln, dass das wenigstens eine Batteriezellpaket kommunikationstechnisch mit dem optischen Leiter verbunden wird.
Die Befestigungseinrichtung kann grundsätzlich beliebig aus gestaltet sein, um das Batteriezellpaket in dem Gehäuse zu befestigen und in deren Lage zu fixieren. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Befesti gungseinrichtung eine Klemmeinrichtung und/oder eine Schrau beinrichtung ist. Über eine Klemmeinrichtung kann ein Batte riezellpaket in einfacherweise vorzugsweise selbstnachstellend befestigt werden. Selbstnachstellend bedeutet, dass die
Klemmeinrichtung beispielsweise federnd ausgebildet ist, und auf das in dem Batteriegehäuse angeordnete Batteriezellpaket eine Anpresskraft ausübt. Die Anpresskraft ist vorzugsweise derart ausgerichtet, dass eine optische Schnittstelle des Batterie zellpakets an den in der Gehäusewandung ausgebildeten optischen Leiter angepresst wird. Die Schraubeinrichtung kann bei spielsweise ein Innengewinde zur Aufnahme einer Schraube mit einem korrespondierenden Außengewinde sein. Ebenso ist es denkbar, dass die Schraubeinrichtung ein Außengewinde zur Aufnahme einer Mutter mit einem korrespondierenden Innengewinde aufweist .
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse nur eine Kammer aufweist. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass das Gehäuse wenigstens zwei voneinander getrennte Kammern aufweist, wobei der in der Gehäusewandung ausgebildete optische Leiter die beiden Kammern kommunikati- onstechnisch miteinander verbindet. Dies bedeutet, dass in dem Gehäuse beispielsweise wenigstens eine Trennwand ausgebildet ist, so dass in dem Gehäuse wenigstens zwei voneinander getrennte Kammern ausgebildet werden können. Auf diese Weise kann bei spielsweise in der ersten Kammer ein Batteriezellpaket ange ordnet sein, und in der zweiten Kammer ist eine Batterie elektronik, insbesondere ein Batteriemanagementsystem BMS, angeordnet. Der optische Leiter ist dabei derart in der Ge häusewandung ausgebildet, dass die beiden Kammern über den optischen Leiter verbunden werden. Somit kann eine einfache und preiswerte Daten- und/oder Signalübertragungsstrecke zwischen den beiden Kammern ausgebildet werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Kammern gas- und/oder flüssigkeitsundurchlässig voneinander getrennt ausgebildet sind. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Trennwand mediendicht an die Gehäusewand angebunden ist. Die mediendichte Anbindung der Trennwand kann beispielsweise durch schweißen und/oder kleben erfolgen. Ebenso ist es denkbar, dass die Trennwand einstückig mit der Gehäu sewandung ausgebildet ist, insbesondere in einem Herstel lungsvorgang mit der Gehäusewandung hergestellt wird. Somit können die voneinander mediendicht getrennten Kammern über den in der Gehäusewandung ausgebildeten und/oder angeordneten optischen Leiter miteinander kommunikationstechnisch verbunden werden .
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse ein Batteriegehäuse ist, und in dem Batte riegehäuse wenigstens ein Batteriezellpaket angeordnet ist, und das Batteriezellpaket mit dem in der Gehäusewandung ausge bildeten optischen Leiter kommunikationstechnisch verbunden ist . Die Erfindung betrifft zudem eine Batterie, aufweisend we nigstens ein Batteriezellpaket mit einer optischen Schnitt stelle, eine Batterieelektronik mit einer optischen Schnitt stelle, und ein das wenigstens eine Batteriezellpaket und die Batterieelektronik umgebendes Gehäuse, das wenigstens eine Gehäusewandung aufweist, wobei die wenigstens eine Gehäuse wandung zumindest teilweise aus einem Kunststoff ausgebildet ist, und in dem Kunststoff ein optischer Leiter ausgebildet ist, wobei das wenigstens eine Batteriezellpaket und die Batte rieelektronik derart in dem Batteriegehäuse angeordnet sind, dass deren jeweilige optische Schnittstelle mit dem in der Gehäusewandung ausgebildeten optischen Leiter kommunikati onstechnisch verbunden sind.
Mit anderen Worten wird eine Batterie angegeben, die wenigstens ein Batteriezellpaket, vorzugsweise mehrere Batteriezellpakete, aufweist. Das Batteriezellpaket weist wenigstens eine optische Schnittstelle auf. Weiterhin ist eine Batterieelektronik vorgesehen, die ebenfalls eine optische Schnittstelle aufweist. Die Batterieelektronik ist vorzugsweise ein Batteriemanage mentsystem BMS . Sowohl das Batteriezellpaket als auch die Batterieelektronik werden von einem Gehäuse mit wenigstens einer Gehäusewandung umschlossen, wobei die Gehäusewandung wenigstens teilweise aus einem Kunststoff ausgebildet und/oder hergestellt ist. In dem Kunststoff ist ein optischer Leiter ausgebildet. Die jeweilige optische Schnittstelle der Batteriezellpakete und der Batterieelektronik ist mit dem optischen Leiter verbunden. Auf diese Weise können über den in dem Gehäuse ausgebildeten op tischen Leiter das Batteriezellpaket und die Batterieelektronik miteinander kommunikationstechnisch verbunden werden. Bei spielsweise können über den optischen Leiter Informationen und/oder Signale hinsichtlich der Temperatur und/oder des Aufladezustands des Batteriezellpakets an die Batterieelekt ronik übertragen werden. Eine drahtgebundene Verkabelung zwischen dem wenigstens einen Batteriezellpaket und der Bat terieelektronik kann reduziert und/oder vermieden werden, wodurch elektromechanische Bauteile, wie beispielweise
Steckverbinder und/oder Transformatoren eingespart werden können. Somit können die Herstellungskosten der Batterie re duziert werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Gehäusewandung wenigstens eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung des wenigstens einen Batteriezellpakets und/oder der Batterieelektronik aufweist, und das Batteriezellpaket und/oder die Batterieelektronik entsprechend korrespondierende Befes tigungsmittel umfasst. Auf diese Weise kann das Batterie zellpaket und/oder die Batterieelektronik in dem Gehäuse la gesicher befestigt und/oder positioniert werden.
Die Befestigungseinrichtung und die korrespondierenden Be festigungsmittel können grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein, um das Batteriezellpaket in dem Gehäuse zu befestigen und in deren Lage zu fixieren. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Befestigungseinrichtung eine Klemmeinrichtung und das Befestigungsmittel eine mit der Klemmeinrichtung in Eingriff bringbare Hinterrastungsein richtung ist, oder die Befestigungseinrichtung eine Schrau beinrichtung und das Befestigungsmittel ein mit der Schrau beinrichtung in Eingriff bringbares Schraubenelement ist.
Über eine Klemmeinrichtung kann das Batteriezellpaket in einfacherweise vorzugsweise selbstnachstellend befestigt werden. Die Schraubeinrichtung kann beispielsweise ein In nengewinde zur Aufnahme einer Schraube mit einem korrespon dierenden Außengewinde sein. Ebenso ist es denkbar, dass die Schraubeinrichtung ein Außengewinde zur Aufnahme einer Mutter mit einem korrespondierenden Innengewinde aufweist. Auf diese Weise werden Befestigungsmittel und entsprechend korrespon- dierende Befestigungseinrichtungen angegeben, mit den das Batteriezellpaket und/oder die Batterieelektronik in einfacher Weise in dem Gehäuse angeordnet und/oder befestigt werden können. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vor gesehen, dass das Gehäuse wenigstens zwei voneinander getrennte Kammern aufweist, wobei der in der Gehäusewandung ausgebildete optische Leiter die beiden Kammern kommunikationstechnisch miteinander verbindet. Dies bedeutet, dass in dem Gehäuse beispielsweise wenigstens eine Trennwand ausgebildet ist, so dass in dem Gehäuse wenigstens zwei voneinander getrennte Kammern ausgebildet werden können. Auf diese Weise kann beispielsweise in der ersten Kammer ein Batteriezellpaket angeordnet werden und in der zweiten Kammer die Batterieelektronik angeordnet werden. Der optische Leiter ist dabei derart in der Gehäusewandung ausgebildet, dass die beiden Kammern über den optischen Leiter verbunden werden. Somit kann eine einfache und preiswerte Daten- und/oder Signalübertragungsstrecke zwischen den beiden Kammern ausgebildet werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Kammern gas- und/oder flüssigkeitsundurchlässig voneinander getrennt ausgebildet sind, wobei in der Kammer das wenigstens eine Batteriezellpaket angeordnet ist, und in der zweiten Kammer die Batterieelektronik angeordnet ist.
Die gas- und/oder flüssigkeitsundurchlässige Trennung der Kammer kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Trennwand me diendicht an die Gehäusewand angebunden ist. Die mediendichte Anbindung der Trennwand kann beispielsweise durch schweißen und/oder kleben erfolgen. Ebenso ist denkbar, dass die Trennwand einstückig mit der Gehäusewandung ausgebildet ist, insbesondere in einem Herstellungsvorgang mit der Gehäusewandung hergestellt wird. Somit können zwei voneinander mediendicht getrennte Kammern über den in der Gehäusewandung ausgebildeten und/oder angeordneten optischen Leiter kommunikationstechnisch mitei nander verbunden werden.
Die Erfindung betrifft zudem die Verwendung der erfindungs gemäßen Batterie in einen Kraftfahrzeug, insbesondere in einem zumindest teilweise oder vollständig elektrisch betriebenen Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug kann somit vorzugsweise ein Hybridfahrzeug (HEV) , Plug-in-Hybridfahrzeug (PHEV) oder ein Elektrofahrzeug (EV) sein.
Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gehäuses, umfassend die Schritte:
- Herstellen und/oder Bereitstellen des Gehäuses, wobei das Gehäuse wenigstens eine Gehäusewandung aufweist, die aus einen Kunststoff ausgebildet ist;
- Selektives Erhitzen der den Kunststoff aufweisenden Gehäu sewandung, wobei durch das Erhitzen der Brechungsindex in dem Kunststoff verändert wird, so dass ein optischer Leiter aus gebildet wird.
Mit anderen Worten ist ein Aspekt der Erfindung, dass ein Gehäuse mit wenigstens einer Gehäusewandung bereitgestellt und/oder hergestellt wird. Die Gehäusewandung wird zumindest teilweise aus einem Kunststoff ausgebildet. Die Herstellung kann dabei vorzugsweise mittels eines Spritzgussverfahrens erfolgen. Durch ein selektives Erhitzen des Kunststoffs in der Gehäusewandung wird der Brechungsindex in dem Kunststoff verändert, wodurch ein optischer Leiter ausgebildet wird. Das selektive Erhitzen des Kunststoffs kann vorzugsweise mit einem thermischen Verfahren, insbesondere einem Laser, und ganz besonders bevorzugt mit einem gepulsten Laser, erfolgen. Auf diese Weise können über den in der Gehäusewandung ausgebildeten optischen Leiter vorzugsweise Daten und/oder Signale insbesondere physikalische Daten und/oder Signale übermittelt werden. Somit kann ein Gehäuse in einfacher und preiswerter Weise mit eine Datenübertragungsstrecke aus gebildet werden, wobei zudem der Bauraum und das Gewicht des Gehäuses reduziert werden können.
Abschließend betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Her stellung der erfindungsgemäßen Batterie, umfassend die Schritte:
- Herstellen und/oder Bereitstellen des Gehäuses, wobei das Gehäuse wenigstens eine Gehäusewandung aufweist, die aus einen Kunststoff ausgebildet ist;
- Selektives Erhitzen der den Kunststoff aufweisenden Gehäu sewandung, wobei durch das Erhitzen der Brechungsindex in dem Kunststoff verändert wird, so dass ein optischer Leiter aus gebildet wird;
- Einsetzen und/oder Anordnen wenigstens eines eine optische Schnittstelle aufweisenden Batteriezellpakets und wenigstens einer eine optische Schnittstelle aufweisende Batterieelekt ronik, wobei die jeweilige Schnittstelle kommunikationstech- nisch mit dem optischen Leiter verbunden wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie dem nachfolgenden Ausfüh rungsbeispiel. Das Ausführungsbeispiel ist nicht einschränkend, sondern vielmehr als beispielhaft zu verstehen, Es soll den Fachmann in die Lage versetzen die Erfindung auszuführen. Der Anmelder behält sich vor, einzelne oder mehrere der in dem Ausführungsbeispiel offenbarten Merkmale zum Gegenstand von Patentansprüchen zu machen oder solche Merkmale in bestehende Patentansprüche aufzunehmen. Das Ausführungsbeispiel wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Batterie, gemäß dem be
vorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In Figur 1 ist eine Batterie 10 gezeigt, die mehrere nebeneinander in einem Gehäuse 12 angeordnete Batteriezellpakete 14 und eine in dem Gehäuse 12 angeordnete Batterieelektronik 16, insbe sondere ein Batteriemanagementsystem BMS, aufweist. Die Bat teriezellpakete 14 und die Batterieelektronik 16 werden von dem Gehäuse 12 vollständig umschlossen.
Das Gehäuse 12 weist wenigstens eine Gehäusewandung 18 auf, die zumindest teilweise aus einem Kunststoff ausgebildet ist und/oder zumindest teilweise einen Kunststoff aufweist.
Grundsätzlich ist denkbar, dass die Gehäusewandung 18 voll ständig aus einem Kunststoff ausgebildet ist und/oder das gesamte Gehäuse 12 aus einen Kunststoff hergestellt wird. In dem den Kunststoff aufweisenden Bereich der Gehäusewandung 18 ist ein optischer Leiter 20 ausgebildet. Der optische Leiter 20 wird vorzugsweise durch ein thermisches Verfahren, insbesondere durch ein nachträgliches selektives Erhitzen des Kunststoffs aus gebildet. Das selektive Erhitzen des Kunststoffs kann bei spielsweise über einen Laser erfolgen. Der optische Leiter 20 ist auf einer Innenseite 22 der Gehäusewandung 18 ausgebildet.
Die Batteriezellpakete 14 weisen jeweils eine Batteriezell paketelektronik 24 mit einer optischen Schnittstelle 26 auf. Die Batteriezellpakete 14 sind derart in dem Gehäuse 12 angeordnet, dass die optische Schnittstelle 26 der Batteriezellpakete 14 mit dem optischen Leiter 20 kommunikationstechnisch verbunden und/oder gekoppelt ist.
Ebenso weist die Batterieelektronik 16 eine optische
Schnittstelle 26 auf, die mit dem optischen Leiter 20 kommu nikationstechnisch verbunden und/oder gekoppelt ist.
Somit werden die Batterieelektronik 16 und die Batteriezell pakete 14 über den in der Gehäusewandung 18 ausgebildeten optischen Leiter 20 kommunikationstechnisch verbunden. Auf diese Weise können über den in der Gehäusewandung 18 ausgebildeten optischen Leiter 20 vorzugsweise Daten und/oder Signale ins besondere physikalische Daten und/oder Signale übermittelt werden. Die physikalischen Daten und/oder Signale können beispielsweise Informationen über die Temperatur der Batte riezellpakte 14 und/oder über deren Aufladezustand enthalten. Dies ist jedoch nicht darauf beschränkt, so dass grundsätzlich auch weitere Informationen übermittelt werden können. Die Gehäusewandung 18 bzw. zumindest der Teilbereich der Gehäu sewandung 18, der den optischen Leiter 20 aufweist, kann somit als Datenübertragungsstrecke genutzt werden. Eine zusätzliche drahtgebundene Verkabelung zwischen den Batteriezellpaketen 14 und der Batterieelektronik 16 kann somit vermieden werden, wodurch Herstellungskosten der Batterie 10, das Gewicht der Batterie 10 und/oder der Bauraumbedarf der Batterie 10 zum Unterbringen der Verkabelung reduziert werden können.
Das Gehäuse 12 weist zudem zwei Kammern, nämlich eine erste Kammer 28 und eine zweite Kammer 30 auf, wobei die beiden Kammern 28, 30 über eine Trennwand 32 voneinander getrennt werden. In der ersten Kammer 28 sind die Batteriezellpakete 14 angeordnet und in der zweiten Kammer 30 befindet sich die Batterieelektronik 16. Der optische Leiter 20 ist durchgehend auf der Innenseite 22 der Gehäusewandung 18 angeordnet, dass dieser die beiden Kammern 28, 30 miteinander kommunikationstechnisch verbindet. Auf diese Weise kann eine einfache kommunikationstechnische Verbindung zwischen den Kammern 28, 30 bereitgestellt werden. Die Trennwand 32 kann einstückig mit der Gehäusewand 18 ausgebildet sein, so dass die Kammern 28, 30 vorzugsweise mediendicht voneinander getrennt ausgebildet sind. BezugsZeichen
10 Batterie
12 Gehäuse / Batteriegehäuse 14 Batteriezellpaket
16 Batterieelektronik
18 Gehäusewandung
20 Optischer Leiter / Lichtleiter 22 Innenseite
24 Batteriezellpaketelektronik
26 Optische Schnittstelle
28 Erste Kammer
30 Zweite Kammer
32 Trennwand

Claims

Patentansprüche
1. Gehäuse (12) zur Aufnahme von wenigstens einem Batte riezellpaket (14), aufweisend
wenigstens eine Gehäusewandung (18), wobei die Gehäusewandung (18) zumindest teilweise aus einem Kunststoff ausgebildet ist, und
in dem Kunststoff der Gehäusewandung (18) ein optischer Leiter (20) ausgebildet ist.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewandung (18) wenigstens eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung von wenigstens einem Batteriezellpaket (14) auf weist.
3. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung eine Klemmeinrichtung und/oder eine Schraubeinrichtung ist.
4. Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend wenigstens zwei voneinander getrennte Kammern (28, 30) , wobei der in der Gehäusewandung (18) ausgebildete optische Leiter (20) die beiden Kammern (28, 30) kommunikationstechnisch miteinander verbindet .
5. Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (28, 30) gas- und/oder flüssigkeitsundurchlässig voneinander getrennt ausgebildet sind.
6. Batterie (10), aufweisend
- wenigstens ein Batteriezellpaket (14) mit einer optischen Schnittstelle (26),
- eine Batterieelektronik (16) mit einer optischen Schnittstelle (26), und - ein das wenigstens eine Batteriezellpaket (14) und die Batterieelektronik (16) umgebendes Gehäuse (12), das wenigstens eine Gehäusewandung (18) aufweist, wobei
-- die wenigstens eine Gehäusewandung (18) zumindest teilweise aus einem Kunststoff ausgebildet ist, und
-- in dem Kunststoff ein optischer Leiter (20) ausgebildet ist, wobei
-- das wenigstens eine Batteriezellpaket (14) und die Batte rieelektronik (16) derart in dem Gehäuse (12) angeordnet sind, dass deren jeweilige optische Schnittstelle (26) mit dem in der Gehäusewandung (18) ausgebildeten optischen Leiter (20) kom munikationstechnisch verbunden sind.
7. Batterie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewandung (18) wenigstens eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung des wenigstens einen Batteriezellpakets (14) und/oder der Batterieelektronik (16) aufweist, und das Bat teriezellpaket (14) und/oder die Batterieelektronik (16) entsprechend korrespondierende Befestigungsmittel umfasst.
8. Batterie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung eine Klemmeinrichtung und das Befestigungsmittel eine mit der Klemmeinrichtung in Eingriff bringbare Hinterrastungseinrichtung ist, oder
die Befestigungseinrichtung eine Schraubeinrichtung und das Befestigungsmittel ein mit der Schraubeinrichtung in Eingriff bringbares Schraubenelement ist.
9. Batterien nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, dass das Gehäuse (10) wenigstens zwei voneinander getrennte Kammern (28, 30) aufweist, wobei der in der Gehäu sewandung (18) ausgebildete optische Leiter (20) die beiden Kammern (28, 30) kommunikationstechnisch miteinander verbindet .
10. Batterie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (28, 30) gas- und/oder flüssigkeitsundurchlässig voneinander getrennt ausgebildet sind, wobei in der ersten Kammer (28) das wenigstens eine Batteriezellpaket (14) angeordnet ist, und in der zweiten Kammer (30) die Batterieelektronik (16) angeordnet ist.
11. Verwendung einer Batterie (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 10 in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem zumindest teilweise oder vollständig elektrisch betriebenen Kraftfahr zeug .
12. Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend die Schritte:
- Herstellen und/oder Bereitstellen des Gehäuses (12) , wobei das Gehäuse (12) wenigstens eine Gehäusewandung (18) aufweist, die aus einen Kunststoff ausgebildet ist;
- Selektives Erhitzen der den Kunststoff aufweisenden Gehäu sewandung (18), wobei durch das Erhitzen der Brechungsindex in dem Kunststoff verändert wird, so dass ein optischer Leiter (20) ausgebildet wird.
13. Verfahren zur Herstellung einer Batterie (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, umfassend die Schritte:
- Herstellen und/oder Bereitstellen des Gehäuses (12) , wobei das Gehäuse (12) wenigstens eine Gehäusewandung (18) aufweist, die aus einen Kunststoff ausgebildet ist;
- Selektives Erhitzen der den Kunststoff aufweisenden Gehäu sewandung (18), wobei durch das Erhitzen der Brechungsindex in dem Kunststoff verändert wird, so dass ein optischer Leiter (20) ausgebildet wird;
- Einsetzen wenigstens eines eine optische Schnittstelle (26) aufweisenden Batteriezellpakets (14) und wenigstens einer eine optische Schnittstelle (26) aufweisende Batterieelektronik (16), wobei die jeweilige optische Schnittstelle (26) kommu nikationstechnisch mit dem optischen Leiter (20) verbunden wird.
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