EP4150701A1 - Traction battery having a guide means for a fluid volume flow, and motor vehicle - Google Patents

Traction battery having a guide means for a fluid volume flow, and motor vehicle

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Publication number
EP4150701A1
EP4150701A1 EP21725753.4A EP21725753A EP4150701A1 EP 4150701 A1 EP4150701 A1 EP 4150701A1 EP 21725753 A EP21725753 A EP 21725753A EP 4150701 A1 EP4150701 A1 EP 4150701A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
battery
traction battery
guide means
ventilation
fluid volume
Prior art date
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Pending
Application number
EP21725753.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alexander Pechan
Georg Enkirch
Mario Strack
Tobias VENNEFROHNE
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kautex Textron GmbH and Co KG filed Critical Kautex Textron GmbH and Co KG
Publication of EP4150701A1 publication Critical patent/EP4150701A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/35Gas exhaust passages comprising elongated, tortuous or labyrinth-shaped exhaust passages
    • H01M50/367Internal gas exhaust passages forming part of the battery cover or case; Double cover vent systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • HELECTRICITY
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    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
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    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
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    • HELECTRICITY
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    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
    • HELECTRICITY
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    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • Traction battery having a conducting means for a fluid volume flow and motor vehicle
  • the invention relates to a traction battery having a guide means for a fluid volume flow and a motor vehicle.
  • the invention relates to a traction battery which has an at least partially permeable flow of fluid for a designated fluid volume flow for deflecting a designated fluid volume flow emerging from a safety valve in the direction of the ventilation element, the traction battery also having a ventilation channel which extends from the Conducting means extends to the ventilation element.
  • electrochemical energy storage devices with a high voltage level and / or high energy density are used, in particular in the form of lithium-ion batteries, the storable amounts of energy per unit volume (energy density) increasing with the further development of the electrochemical energy storage device used .
  • the short-circuit current through the internal resistance can affect the vicinity of the point of the short-circuit heat up far enough that the surrounding areas are also affected.
  • This process can expand and quickly release the energy stored in the accumulator in the form of heat, in particular the stored electrical and chemical energy.
  • This release of heat which often occurs exponentially, is also referred to in technical jargon as a thermally irreversible escalation or as a thermal runaway or, more generally, as a thermal event.
  • thermal stability of electrochemical energy stores is often inversely proportional to the amount of energy stored per unit volume, which means that thermal stability is becoming increasingly important in the development of new electrochemical energy stores.
  • Traction batteries known in the prior art have a plurality of battery modules, each with one or more electrochemical battery cells. Many known traction batteries are still equipped without safety elements against the error propagation of thermal events.
  • a thermal event occurs in one of the battery modules of a traction battery
  • the amount of heat released can be transferred to neighboring battery modules, which means that neighboring battery modules and / or battery cells can heat up until the onset of a thermally irreversible escalation.
  • the energy can be transferred both by direct thermal conduction between the battery modules and indirectly via a fluid that may emerge from a battery module. It is important here whether and how the fluid comes into contact with other battery modules after it has emerged from a battery module.
  • there is generally the risk of a chain reaction which can lead to a total failure of the traction battery.
  • suitable measures can be provided which, in the event of a thermal event, are intended to reduce the transfer of heat from a battery module to an adjacent battery module and are therefore also suitable for increasing the safety and thus the availability of a traction battery increase.
  • the invention is based on the object of providing an improvement or an alternative to the prior art.
  • the transfer of thermal energy to other battery modules via the fluid volume flow possibly exiting from a battery module is reduced or prevented.
  • a traction battery having a battery shell, a plurality of battery modules arranged in the battery shell, each battery module having at least one safety valve, a battery cover and a ventilation element for venting and / or venting the traction battery
  • the Traction battery has an at least partially permeable to a de signed fluid volume flow guide means for deflecting a designated fluid volume flow emerging from a safety valve in the direction of the ventilation element
  • the traction battery having a ventilation channel which extends from the guide means to Ventilationsele element.
  • a “traction battery” is understood to mean an electrochemical energy store.
  • a traction battery is preferably suitable for installation in and for driving electric vehicles and / or hybrid vehicles.
  • a traction battery comprises a plurality of electrochemical battery modules.
  • a traction battery has further parts or components that are necessary or conducive to the operation of the traction battery, these further parts or components preferably being arranged within the battery housing of the traction battery.
  • a “battery module” is understood to mean a component of a traction battery, the battery module having at least one electrochemical battery cell or a plurality of electrochemical battery cells
  • a battery module preferably has an electrolyte barrier which encloses the reactive material of the battery module.
  • a battery module preferably has a safety valve.
  • a battery module has a plurality of electrolyte barriers, each of which has a separate safety valve and each enclosing part of the reactive material of the battery module, with each electrolyte barrier preferably enclosing one or more battery cells.
  • a “safety valve” is understood to mean a valve which is set up to protect a battery module from an inadmissible increase in pressure.
  • the safety valve opens when a defined response pressure in the battery module is exceeded or when a response differential pressure is reached between the battery module and the environment Opening the safety valve relieves the load on the battery module, preferably before the structural integrity of the battery module is endangered.
  • the designated escaping fluid volume flow can be a designated fluid volume flow with different physical states, depending on the type of battery cell and / or the battery module, in particular depending on the type of electrolyte used in the scope of the battery cell and / or the battery module be a gas, a gas mixture, an aerosol and / or a particle stream. 5
  • the designated fluid volume flow is flammable, that is to say can convert its chemical energy into thermal energy in an exothermic reaction.
  • a safety valve preferably has a bursting membrane, a bursting membrane being set up to break irreversibly in the event of a defined pressure difference between the two sides of the bursting membrane, so that a fluid volume flow can flow through the bursting membrane after bursting.
  • a “battery cell” is understood to mean a store for electrical energy on an electrochemical basis, which each has an electrode arrangement with a cathode contacting element and an anode contacting element are stacked and are each electrically separated from one another by a suitable separator.
  • a “fluid volume flow” is understood to mean a material flow.
  • the fluid volume flow indicates how much volume of a fluid is transported through a defined cross section per period of time.
  • a “designated fluid volume flow” is understood to mean that fluid volume flow which occurs when a safety valve of a battery module opens.
  • a designated fluid volume flow emerging from a safety valve is in particular also a heat flow, since 6 the battery module has previously heated up due to the thermal event.
  • a designated fluid volume flow can have a particle flow if components of the battery module and / or of the at least one battery cell have previously heated up and broken down as a result of the thermal event.
  • a “battery housing” is understood to mean a solid casing for a traction battery, which is designed to protectively surround the components of the traction battery that are arranged within the battery housing.
  • a battery housing preferably consists of a battery shell and a battery cover, the battery shell and the battery cover being able to be connected to one another in a materially or form-fitting or force-fitting manner, or being configured to be connectable to one another.
  • the battery housing can be supplemented by further components, in particular by a plate element and / or a ventilation unit.
  • a battery housing preferably has at least one ventilation unit which is set up for ventilation and / or ventilation of the traction battery and which has both a conducting means and a ventilation channel.
  • a ventilation unit preferably also has at least one ventilation element, by means of which a material flow can be exchanged between the interior of the battery housing and the surroundings of the battery housing.
  • a ventilation unit can be connected to the battery shell and / or the battery cover in a materially or positively or non-positively manner. 7th
  • a battery housing preferably has a plurality of ventilation units, preferably each having at least one ventilation element.
  • a “battery shell” is understood to mean a housing component of a traction battery.
  • a battery shell is designed to accommodate battery modules and / or battery cells of a traction battery so that they can be protected by the battery shell and / or at least indirectly attached to a motor vehicle.
  • a battery tray is also conceivable which has an essentially flat structure with one or more essentially flat planes, at least one level of the battery tray being set up to accommodate battery modules and / or battery cells of a traction battery, so that they can be attached to a motor vehicle at least indirectly through the battery shell.
  • the battery housing of a battery shell designed in this way is preferably supplemented by a complementarily shaped battery cover which, in combination with the battery shell, is advantageously set up to protect the battery modules and / or battery cells from external influences.
  • a battery shell it is also conceivable, among other things, for a battery shell to have a ventilation element.
  • a “battery cover” is understood to mean a component of a battery housing which is set up to close a battery tray.
  • a battery cover is set up to serve as a removable lock for the battery tray
  • a battery cover is preferably designed to accommodate components of a traction battery.
  • a battery cover can be designed to accommodate battery modules and / o the battery cells of a traction battery so that they can be protected by the battery cover and / or at least remotely attached to a motor vehicle.
  • a traction battery is conceivable, which is directed both in the battery shell and in the battery cover for receiving and protecting battery modules and / or battery cells.
  • the housing component arranged below in the designated installation position of the traction battery is referred to as the battery shell and the housing component located above is referred to as the battery cover.
  • a battery cover preferably has a ventilation element.
  • a “ventilation element” is understood to mean a component or assembly that is set up to ventilate and / or vent the battery housing It is also conceivable that a ventilation element only allows a material flow through the ventilation element under certain boundary conditions, in particular only when a defined pressure difference between the interior of the battery housing and the surroundings of the battery housing is exceeded
  • the ventilation element preferably has a semipermeable membrane.
  • a “semipermeable membrane” is understood to mean a partially permeable wall which allows particles with a size below a membrane-dependent defined size to pass through the semipermeable membrane, while particles with a size above this membrane-dependent defined size cannot pass through the membrane.
  • a semipermeable membrane is preferably understood to mean a membrane which allows gas exchange, in particular air exchange, while the membrane is not permeable to liquids, in particular water, at least up to a membrane-dependent pressure difference between the two surfaces of the membrane, in particular up to one Pressure difference of 0.05 bar, preferably up to a pressure difference of 0.1 bar, particularly preferably up to a pressure difference of 0.2 bar.
  • the ventilation element preferably has a bursting membrane. Furthermore, a ventilation element preferably has a semipermeable membrane and a bursting element, in particular in the form of a semipermeable bursting membrane.
  • a bursting membrane within a ventilation element is designed to break irreversibly at a defined pressure difference between the two sides of the bursting membrane, so that a designated fluid volume flow can flow through the bursting membrane from the interior of the battery housing to the surroundings of the battery housing after bursting.
  • the battery housing can advantageously be protected from harmful negative and / or overpressure.
  • a ventilation element in the form of a se mipermeable bursting membrane can advantageously ensure that moisture can be kept away from the interior of the battery housing during regular operation of the traction battery, while ventilation of the battery housing can be guaranteed and that Ventilation element irreversibly breaks open in the event of a rapid pressure increase of the pressure difference above the bursting pressure difference and thus the structure of the battery housing is not endangered.
  • Such a ventilation element can preferably be exchanged.
  • a “guide means” is understood to mean a means which is set up to divert a designated fluid volume flow into the ventilation channel, the designated fluid volume flow preferably not initially building up in front of the guide means and / or in the guide means by means of an advantageous fluid mechanical design.
  • a guide means is set up to guide a designated fluid volume flow and thereby deflect it, ideally with the lowest possible total pressure loss of the designated fluid volume flow.
  • one element or the elements of the guide are designed in such a way that in each case in the direct projection direction above a safety valve or each 11 Safety valve is arranged a cross section through which the designated fluid volume flow can flow freely.
  • a guide means is preferably designed in such a way that a designed fluid volume flow preferably and / or predominantly flows out of the guide means in such a way that it flows away in the direction of the ventilation element.
  • a guide means is preferably set up and / or designed in such a way that a flow separation of the designated fluid volume flow at the guide means is prevented before the designated fluid volume flow has reached the designated trailing edge of the guide means oriented in the direction of the ventilation element.
  • the guide means proposed here is preferably designed in terms of flow mechanics in such a way that the designated hot fluid volume and heat flow can only flow back with difficulty into a barrier area between the battery modules and the guide means.
  • a conductive means is a stamped part made of metal or a molded part made of plastic comprising metal and / or mica, as a result of which the heat resistance of the conductive means can advantageously be improved.
  • a “barrier area” is understood to mean an area which extends between the conducting means and those battery modules which do not thermally escalate or are escalated.
  • the barrier area is preferably set up to accommodate a thermal insulation layer composed of a gas volume that is cold compared to a designed fluid volume flow. 12th
  • an “inflow area” is understood to mean an area between the thermally escalating battery module or the thermally escalated battery module and the conducting means.
  • the inflow area is preferably delimited from the barrier area by the flow tube of the fluid volume flow that is designated as emerging from the safety valve.
  • the inflow area is preferably comparatively small compared to the barrier area.
  • the designated fluid volume flow of a thermally escalating or escalating battery module preferably first flows out of the safety valve into the inflow area.
  • the guide means and / or at least one element of a guide means in particular a plate and / or a deflecting element and / or a deflecting vane, preferably has a rear edge, i.e. the geometry of the guide means and / or the most downstream in the flow direction of a designated fluid volume flow Element of the conducting means, which is designed in such a way that a designated fluid volume flow flows away from the geometry in a tangential direction, ie it does not flow around it.
  • the rear edge is preferably designed to be comparatively sharp-edged, that is to say in particular not roughly rounded.
  • the guide means proposed here is preferably formed from a fiber-reinforced plastic, in particular based on polyamide.
  • a guide means which essentially consists of plastic, embodiments are preferably also conceivable in which a guide means is filled with fibers 13 and / or has glass fibers and / or has carbon fibers and / or has natural fibers.
  • the guide means proposed here can preferably be integrated into the battery cover or other existing structural elements made of plastic.
  • the guide means proposed here can preferably be produced using a plastic molding process or an injection molding process.
  • the conductive means proposed here can also advantageously be produced in metal die casting.
  • a “deflection" of the designated fluid volume flow is understood to mean a change in direction of the designated fluid volume flow of at least 30 °, preferably at least 50 ° and especially at least 70 ° with respect to the designated exit direction from the safety valve Ventilation channel almost 90 °, preferably 90 ° and further preferably more than 90 °.
  • a “ventilation channel” is understood to mean a channel that can flow freely through a designed fluid volume flow and is thus barrier-free, which is formed by side walls and the guide means, the ventilation channel leading from the guide means to the ventilation element, so that a designated fluid volume flow by means of the guide means into the ventilation channel is introduced, is led from the ventilation channel to the ventilation element and can escape through the ventilation element into the vicinity of the traction battery
  • the ventilation channel spatially separates an area within the ventilation channel from another area within the traction battery, in which the battery cells are arranged, among other things, but a ventilation channel has one or more openings that regularly allow a flow between the two areas mentioned .
  • traction batteries are known in the prior art that have a safety valve in a battery module so that in the event of an overpressure in a battery module, in particular as a result of a thermal event within the battery module, a designated fluid volume flow can be released from the battery module. This first flows into the free volume in the vicinity of the battery module in the interior of the battery housing.
  • traction batteries In the case of embodiments of traction batteries known in the prior art, it could be observed that the designated fluid volume flow, which also carries a heat flow with it, emits this heat flow to a considerable extent to adjacent battery modules. As a result, neighboring battery modules and / or deviating battery modules also heat up additionally, as a result of which a respective thermal event can also occur in these battery modules. This can trigger a chain reaction which can lead to a total failure of the traction battery. 15th Furthermore, traction batteries are known in the prior art which, in an operative connection with the safety valve of the battery module, have a second safety valve located above, which is intended to prevent a backflow of the designated fluid volume flow to the adjacent battery modules.
  • the heat flow transferred from the designated fluid volume flow to adjacent battery modules also depends on the local proximity of the designated fluid volume and heat flow to an adjacent battery module and the dwell time of the designated fluid volume and heat flow within the battery housing.
  • a particularly rapid outflow of the designated fluid volume and heat flow from the battery housing is advantageous so that the probability of a chain reaction can be reduced and the availability of the traction battery can be increased.
  • the kinetic energy of the designated fluid volume flow emerging from the safety valve provided on the battery module can be ideally used to divert the de signed fluid volume and heat flow as quickly as possible so that it flows in the direction of the ventilation element, whereby it is preferably guided at the same time from the adjacent battery modules as spaced as possible through the ventilation duct to the ventilation element.
  • the guide means proposed here also means that the designated fluid volume flow between the safety valve arranged on the battery module and the ventilation element can be guided with the lowest possible total pressure loss, whereby the designated fluid volume and heat flow can flow out of the battery housing as quickly as possible.
  • the guide means is preferably designed in such a way that the regularly permeable and thus free of a designated fluid volume flow through which cross-sectional areas of the guide means are arranged fluid corresponding to the safety valve (s), in particular are arranged in the projection direction of the safety valve (s).
  • the overall low total pressure losses of the designated fluid volume and heat flow can be reduced by directing the fluid volume flow as far as possible without contractions and widening of the flow tube, with deflections of the flow being made well rounded by the guide means proposed here.
  • the guide means proposed here advantageously enables the designated fluid volume and heat flow, which flows out of the safety valve arranged on a battery module in the event of a thermal event, to be diverted as quickly as possible from the interior of the battery housing, without previously consuming a critical amount of heat to have transferred another battery module.
  • a chain reaction as a result of a thermal event in a battery module can thus be prevented or the probability of a chain reaction occurring can at least be significantly reduced. 17th In the absence of a chain reaction, the non-thermally escalated area of the battery modules can continue to be used, so that the traction battery can continue to be operated with limited capacity.
  • the number of additional components for guiding the designated fluid volume and heat flow can be advantageously reduced compared to solutions known in the prior art. This further reduces the testing and control effort for traction elements, since further valves, in particular second safety valves, do not have to be checked or checked unless they are installed. Overall, the general energy input to the neighboring battery modules can thus advantageously be reduced, whereby the probability of a thermal chain reaction of the remaining battery modules decreases, whereby the risk of fires and / or explosions can also be reduced.
  • the occurrence and spread of fire within the battery housing can be delayed, avoided, or at least the probability of fire occurring in the battery housing reduced.
  • a traction battery is thought of, among other things, which has a safety valve for each battery module, which corresponds to a guide in a fluid-mechanical manner in such a way that the guide is designated to divert a discharge from the safety valve Fluid volume flow is set up in the direction of the at least one ventilation element.
  • a battery module can have one or more battery 18 have cells.
  • the plurality of battery modules can particularly preferably be fastened in the battery shell and / or the battery cover.
  • a traction battery according to the aspect of the invention proposed here has a plurality of safety valves for at least one battery module, which correspond to a guide in a fluid-mechanical manner in such a way that the guide for deflecting a fluid volume flow designated from each safety valve in the direction of the at least one ventilation element is set up.
  • a battery module can have one or more battery cells.
  • the plurality of battery modules can also be fastened here in the battery shell and / or the battery cover.
  • the guide means has a plate at least in some areas, at least one component of a normal vector of the plate being oriented in the direction of the ventilation element.
  • a “plate” is understood to mean a flat component area of the guide means which is flat.
  • a plate preferably has no thickness distribution in the direction of its longitudinal extension. In other words, a plate is preferably not profiled.
  • a plate has a profile.
  • a teardrop shape should be considered, the rounded end of which points in the direction 19 of the safety valve is aligned, wherein the pointed tapered end of the drop is aligned in the direction of the ventilation element.
  • a "normal vector” is a vector that is perpendicular to a surface or partial surface, in particular on a surface or partial surface of the guide.
  • a "component of a normal vector” is understood to mean a directional component of the normal vector in a reference coordinate system, in particular in a Cartesian one Reference coordinate system.
  • a spatial direction of the reference coordinate system preferably points in the direction of the ventilation element.
  • a guide which at least in some areas has a non-profiled or profiled plate, at least one component of a normal vector of the plate being oriented in the direction of the ventilation element, while another component of the normal vector is oriented in the direction of the safety valve is.
  • the plate has a profiling, it is required that the normal vector of an area of the plate, which at least partially forms the guide means, has a component which is oriented in the direction of the ventilation element, while another component of the normal vector is oriented in the direction of the safety valve. 20th As a result of the drop shape, it can advantageously be achieved that the designated fluid volume flow can be deflected in the direction of the ventilation element with a lower pressure loss compared to the embodiment with a non-profiled plate.
  • the guide means preferably has a deflection element which is formed by means of a plurality of connected plates.
  • a “deflection element” is a specially shaped element of the guide means which is formed from a plurality of plates, in particular from two plates, preferably from three plates and particularly preferably from more than three plates, the individual plates each forming an angle
  • two adjacent plates each form an edge on their contact line. This edge is preferably well rounded, the respective rounding merging into a flat area on both sides when viewed in the direction of a designated fluid volume flow.
  • a deflection element preferably has a polygon in cross section. Depending on the version, the polygon has rounded corners.
  • the plates forming a deflection element are preferably connected to one another in one piece.
  • the designated fluid volume flow can advantageously be guided along the deflection element by means of several changes in direction.
  • the individual changes in direction are compared to
  • a guide means in the form of a plate smaller, whereby the total pressure loss of the designated fluid volume and heat flow can be reduced.
  • a more complex directional guidance of the designated fluid volume flow can advantageously be achieved with a deflection element, so that it is possible to react to complex geometric boundary conditions inside the traction battery.
  • Complex geometric boundary conditions are understood to mean that the geometry cannot be described by a two-dimensional description and a direction of extent.
  • the imaginary center line of a flow tube can show a three-dimensional deflection, so it does not lie completely in a single, arbitrary plane.
  • the guide means has a deflection vane.
  • a “deflecting vane” has a body with a concave inner surface.
  • the concave inner surface comprises at least one bend and is thus curved in sections, the radius of curvature not necessarily being constant along the longitudinal extension direction of the deflecting vane.
  • the have concave inner surface at least one kink.
  • the at least one deflection vane is oriented in the direction of the ventilation element.
  • the concave inside of the at least one deflection vane should face the ventilation element.
  • the deflecting vane is particularly preferably designed in a profiled manner.
  • a “profiled” element of the guide means is understood to mean that the element, in particular the plate and / or the deflection element and / or the deflection vane, has a varying thickness distribution in the direction of the designated fluid volume flow from the safety valve to the ventilation element.
  • a profiled element of a guide means preferably has the thickness distribution of a drop profile.
  • the shape of a profiled deflecting vane preferably resembles a curved airfoil.
  • the inside of the deflecting vane can be regarded as the "pressure side" because the circulation-induced reduction in the flow velocity on this side of the deflecting vane caused by the geometry drops in the meantime, whereby the static pressure that acts on the deflecting vane is a result of the Bernoulli effect
  • the maintenance of the specific energy of the fluid elements along a streamline means that a reduction in the local flow velocity leads to an increase in pressure and vice versa on the other hand, the flow velocity is increased locally, whereby the static 23 Pressure drops locally, which is why this side can also be referred to as the suction side.
  • the negative pressure on the suction side has the effect that the flow is sucked into the contour of the deflection vane, which also changes the direction of the flow.
  • the total pressure losses can be reduced again by deflecting the designed fluid volume flow as uniformly and gently as possible, in particular because a lower degree of turbulence can be achieved in the designed fluid volume flow, in particular compared to a plate or a deflection element or a non-profiled turning vane as potential elements of the guide means.
  • the guide means has a cascade of plates and / or deflection elements and / or deflection blades.
  • a “cascade” is understood to mean a plurality of elements of the guide means, which are each arranged offset to one another, so that a cross-section through which a designated fluid volume flow can flow is formed between the individual elements.
  • a cascade of a plurality of plates is preferably formed. 24 Furthermore, a cascade of a plurality of deflection elements is preferably formed.
  • a cascade is particularly preferably formed by a plurality of deflecting vanes, in particular by a plurality of profiled deflecting vanes.
  • a cascade can be formed from different elements.
  • a cascade can, among other things, equally be formed by a plurality of deflection blades and / or deflection elements and / or plates.
  • the individual elements of the guide means are preferably arranged next to one another and each offset from one another, further preferably with the same spacing between the individual elements.
  • a cascade of elements of a guide means that are not arranged equidistant from one another, so that specific geometric boundary conditions within the battery housing of the traction battery can be reacted to, is also considered.
  • a cascade of elements of the guide means is preferably designed in such a way that a cross section through which the designated fluid volume flow can flow is arranged above a safety valve in each case in the direct projection direction.
  • the individual elements of the conducting means arranged in a cascade are preferably of the same size.
  • a cascade should also be considered, which has elements of the conductive means of different sizes, so that situational 25 Appropriate to the application, the lowest possible total pressure loss when diverting the designated fluid volume flow can advantageously be achieved.
  • an aerodynamically designed order steering grille is proposed for a guide means in the form of a cascade of elements of the guide means.
  • the ventilation channel extends above the guide means.
  • Ventilation channel “above” the guide means is understood to mean that the ventilation channel is arranged above and on the other side of the guide means from the point of view of a battery module. “Above” does not necessarily mean above in the sense of the orientation when installed in the motor vehicle to understand, especially not in relation to the direction of gravity / acceleration due to gravity. Compared to the overall orientation in the installed state, a ventilation duct according to this aspect of the invention can also be arranged laterally and / or below.
  • the guide means is set up for this purpose in the case of a ventilation duct extending above the guide means tet to divert the designated fluid volume flow from a direction flowing out of a safety valve in the direction of the ventila tion element.
  • a very low total pressure loss of the designated fluid volume flow on its distance to be covered between the safety valve and the Ventilationsele element can be achieved, in particular because of the geometrically only slight and thus particularly efficient deflection of the hot designated fluid volume flow in the direction of the ventilation element.
  • a barrier area between the battery modules and the conducting means remains largely free of a designated hot fluid volume flow flowing out of a safety valve, which creates a thermal insulation area between the hot designated fluid volume flow in the ventilation duct and the battery modules, which are arranged to the side of that battery module from which the designated hot fluid volume flow flows out.
  • the ratio between a free cross section between two guide elements and the cross section between the inflow area and the at least one barrier area is greater than 1.
  • the ratio between a free cross section between two guide elements and the cross section between the inflow area and the at least one barrier area is preferably greater than 1.1, further preferably greater than 1.2, further preferably greater than 1.3, particularly preferably greater than 1, 5, further particularly preferably greater than 1.7 and further particularly preferably greater than 2.0. 27 Furthermore, the ratio between a free cross section between two guide elements and the cross section between the inflow area and the at least one barrier area is preferably greater than 3, further preferably greater than 4, preferably greater than 6, further preferably greater than 8 and particularly preferably greater than 10.
  • the ventilation channel extends to the side of the guide means.
  • the ventilation channel extends "laterally" of the conducting means, this is to be understood as the fact that the venting channel is arranged above the battery module from the perspective of a battery module, and it also extends to the side of the conducting means, which is also arranged above the battery module From the point of view of the battery module, the ventilation duct is thus arranged laterally next to the guide means
  • the guide means is set up to deflect the fluid volume flow designated as flowing out of the battery module in such a way that it is deflected into the ventilation channel in the direction of the ventilation element.
  • a guide means and / or an element of the guide means is set up to deform when heat is introduced, a designated deformation being set up for this purpose is that the designated deformation reduces and / or closes a cross section through which a designed fluid volume flow can flow freely between two adjacent elements.
  • the thermal deformation of the guide means proposed here is preferably designed in terms of flow mechanics in such a way that the designated hot fluid volume and heat flow can only flow back with difficulty into a barrier area between the battery modules and the guide means.
  • the thermal deformation of the guide means proposed here leads to the regularly permeable guide means having a guide element in the form of a plate and / or a deflection element and / or a deflection vane, which after the thermally induced deformation rests on its directly adjacent guide element, in particular rests fluid-tight.
  • the thermal deformation can affect one or more or all guide elements of a guide. 29 In this way, it can advantageously be achieved that the separation of the hot designated fluid volume and heat flow compared to the adjacent battery modules can be further improved, as a result of which the risk of a thermal chain reaction is further reduced.
  • the guide means is designed as a guide means unit. The following should be explained in terms of the terms:
  • guide means is designed as a “guide means unit” is understood to mean that the guide means is formed as a separate component or as a separate assembly. In other words, the guide means unit is not formed in one process step together with the battery shell or the battery cover shaped.
  • the guide unit can be connected to the battery shell or the battery cover in a materially or positively or non-positively manner.
  • the guide means unit is preferably set up to limit the ventilation channel at least on one side in such a way that a designated fluid volume flow can flow through the guide means into the ventilation channel.
  • the guide means can be retrofitted and / or replaced if necessary.
  • the Entlfreeungska channel is formed in the battery cover.
  • the battery cover preferably also has the ventilation element.
  • the assembly effort for the ventilation duct can advantageously be reduced as a result.
  • the ventilation channel and the conducting means are formed in the battery cover.
  • the battery cover preferably also has the ventilation element.
  • a plate element can be formed which is designed to cover at least the area of the battery cover in which the ventilation channel and the conducting means are arranged on one side and thus preferably to form the ventilation channel.
  • the battery cover is covered by a plate element on the side facing the battery shell and thus preferably also facing the battery modules.
  • This plate element can be materially or positively or non-positively connected to the battery cover.
  • the plate element has one or more openings and / or the plate element does not close the battery cover 31 over the entire area in the direction of the ventilation duct, so that a designated fluid volume flow from the battery shell and thus from the battery modules can flow into the ventilation duct.
  • the battery cover can be closed on its outside, ie on the side facing away from the battery modules, by a plate element.
  • the battery cover can furthermore preferably have an area that is permeable to a designated fluid volume flow, via which the designated fluid volume flow can flow from the battery module or the battery modules into the battery cover, in particular into the area of the battery cover which contains the conducting means and the ventilation duct having.
  • the plate element on the outer side of the battery cover can be connected to the battery cover in a materially or positively or non-positively manner.
  • the assembly effort for the ventilation duct and the guide means can advantageously be reduced as a result.
  • the ventilation duct and the guide means are formed in a ventilation unit.
  • a “ventilation unit” is understood to mean a separate component or a separate assembly which accommodates the conducting means and the ventilation channel. This separate component or this separate assembly can be connected 32 to the battery housing especially with the battery cover or the battery tray.
  • the battery shell and / or the battery cover preferably has at least one partition for separating at least two adjacent areas, with at least one battery module (20, 22) being arranged in each of the at least two areas.
  • An "area” is understood to mean a receiving volume for receiving a battery module, which is preferably separated from an adjacent area. Adjacent areas are particularly preferably not in fluid communication with one another.
  • the wall thickness of a partition between two areas is preferably greater than or equal to 0, 5 mm, preferably greater than or equal to 1 mm and particularly preferably greater than or equal to 1.5 mm.
  • the wall thickness of a partition between two areas is preferably greater than or equal to 2 mm, preferably greater than or equal to 3 mm and particularly preferably greater than or equal to 4 mm.
  • a “partition” is understood to mean an at least partial spatial separation between at least two adjacent areas, which is set up for thermal insulation between the at least two adjacent areas.
  • a partition separates adjacent area designated at least having one battery module from one another, with a designated hot gas emerging from at least one of the separate battery modules flowing through a conduction means into a common ventilation channel, so that a designated one from one or each of the Battery modules 33 escaping hot gas from the battery modules separated by the partition can be diverted via a common ventilation duct.
  • the guide means is preferably set up, in particular due to its shape, so that a hot gas located in the ventilation duct cannot flow back into the area between a safety valve and the guide means.
  • the battery shell is divided into at least two areas, with at least one battery module being arranged in each of the at least two areas, the at least one battery module of each area being in fluid communication with a separate conduction means and / or a separate ventilation duct.
  • a hot gas volume flow emanating from a thermally escalating battery module can be discharged directly through a ventilation duct, in particular a separate ventilation duct, whereby the heat input into adjacent battery modules can be reduced.
  • a partition is made of a long-fiber reinforced polyamide.
  • the at least one partition is preferably connected in one piece to the battery shell and / or the battery cover.
  • Each ventilation channel is preferably in fluid communication with a separate ventilation element.
  • the battery shell has a heat shield.
  • a “heat protection shield” is understood to mean a layer which is set up to protect a layer underneath this layer from thermal energy.
  • a heat protection shield expediently has a thickness of greater than or equal to 1 mm, preferably greater than or equal to 1.5 mm and particularly preferably greater than or equal to 2 mm.
  • a heat protection shield also preferably has a thickness of greater than or equal to 2.5 mm, preferably greater than or equal to 3 mm and particularly preferably greater than or equal to 3.5 mm.
  • a heat protection shield preferably has a particularly heat-resistant material, in particular mica and / or long-fiber reinforced polyamide and / or metal, in particular steel.
  • heat protection shields should also be considered here, which have a combination of a first layer made of long fiber-reinforced polyamide and a second layer made of mica and / or metal, in particular steel.
  • a fiber of a long fiber-reinforced polyamide preferably consists of a glass fiber and / or a carbon fiber and / or an aramid fiber and / or a basalt fiber.
  • the fiber content of a long fiber-reinforced heat protection layer preferably has a fiber volume content of greater than or equal to 40%. 35 It is preferably proposed to protect areas directly exposed to a designated hot gas with a heat shield. These can be found directly or indirectly above a safety valve, among other things.
  • a heat shield is expediently arranged in the ventilation duct. Furthermore, it is concretely conceivable that a conducting means consists directly of a material of a heat protection shield.
  • a heat protection shield preferably has a stamped part made of metal or a molded / stamped part made of plastic with local metal / mica shields.
  • the traction battery preferably has at least one heat accumulator, the heat accumulator having a thermal conductivity and a heat capacity.
  • a “heat store” is understood to mean a store for thermal energy.
  • the heat store is set up to absorb heat energy from the hot gas of a thermally escalating battery cell and / or a thermally escalating battery module and to release it again at different times.
  • a heat accumulator preferably has rock wool or consists of rock wool.
  • a designated hot gas can be cooled down so much before it exits the traction battery that a hazard to the vehicle environment from the hot gas can be reduced or prevented.
  • a fuel tank in a hybrid vehicle that can be protected from a designated hot gas is considered. 36
  • the maximum heat flow from the hot gas of a thermally escalating battery cell and / or a thermally escalating battery module to the battery shell and / or the battery cover and / or the conducting means and / or an adjacent battery module can also advantageously be reduced.
  • such a contribution can be made to ensure that the battery shell and / or the battery cover and / or the conductive medium are not or not too much softened by the hot gas and / or neighboring battery modules do not likewise thermally escalate.
  • the heat capacity of the heat accumulator is in a range of greater than or equal to 0.2 kJ / kgK and less than or equal to 1.2 kJ / kgK, preferably in a range of greater than or equal to 0.6 kJ / kgK and less than or equal to 1, 1 kJ / kgK and particularly preferably in a range of greater than or equal to 0.8 kJ / kgK and less than or equal to 1.0 kJ / kgK.
  • the thermal conductivity of the heat store is greater than or equal to 0.3 W / mK, preferably greater than or equal to 2 W / mK and particularly preferably greater than or equal to 5 W / mK.
  • a network and / or a grid can preferably be provided on a heat accumulator, which, with its heat capacity and its comparably large surface area that comes into contact with the hot gas, absorbs a particularly large heat flow and can thus cool the hot gas particularly efficiently.
  • the net and / or the grid preferably has metal fibers and / or glass fibers and / or basalt fibers.
  • the heat accumulator is arranged in the ventilation duct of the traction battery.
  • the effectiveness of the heat accumulator can thereby advantageously be used directly in the ventilation duct, which is particularly thermally loaded.
  • the heat storage device preferably has metal fibers and / or a metal grid, in particular metal fibers and / or a metal grid made of aluminum and / or copper.
  • a heat accumulator preferably has a core area and an edge area.
  • the core area is preferably a lat heat accumulator and / or a thermochemical heat accumulator.
  • the edge area particularly preferably has a metal knitted fabric.
  • this can mean that, due to the comparatively high thermal conductivity of the metal knitted fabric, a signed hot gas can be cooled particularly quickly and the comparatively high heat capacity of the core area can absorb comparatively high thermal energy.
  • the heat store particularly preferably has a latent heat store.
  • a “latent heat accumulator” is understood to mean a heat accumulator which does not or only slightly changes the sensible outside temperature when absorbing and / or releasing thermal energy .
  • thermochemical heat storage device expediently has a thermochemical heat storage device.
  • thermochemical heat store is understood to mean a heat store which stores thermal energy with the aid of endothermic and exothermic reactions.
  • a thermochemical heat store preferably comprises a silica gel or a zeolite.
  • the object is achieved by a motor vehicle having a traction battery according to the first aspect of the invention.
  • a “motor vehicle” is understood to mean a vehicle driven by an engine.
  • a motor vehicle is preferably not tied to a rail or at least not permanently track-bound.
  • FIG. 1 schematically, a first traction battery from the prior art
  • Figure 2 schematically a second traction battery from the
  • FIG. 3 schematically, a traction battery with a Leitmit tel and a ventilation duct extending above the Leitmit;
  • FIG. 4 a perspective view of a traction battery with a guide means and a ventilation duct extending above the guide means;
  • Figure 5 schematically a traction battery with a through the
  • FIG. 6a schematically, a traction battery with a Leitmit tel and a ventilation duct extending to the side of the guide means;
  • FIG. 6b a perspective view of a traction battery with a guide means and a ventilation duct extending to the side of the guide means;
  • FIG. 7 schematically, a battery cover with an integrated ventilation duct and a guide unit
  • FIG. 8 schematically a ventilation unit with integrated
  • Ventilation duct and guide means Ventilation duct and guide means
  • FIG. 9 schematically, a battery cover with an integrated ventilation duct and guide means and an internal plate element
  • FIG. 10 schematically, a battery cover with an integrated ventilation duct and guide means and an external plate element.
  • the traction battery 1 in FIG. 1 essentially consists of a battery housing 10 and a plurality of battery modules 20, 22, of which one battery module 20 is thermally escalated.
  • Each battery module 20, 22 has a separate safety valve 24, through which a designated fluid volume flow 26 can escape in the event of an impending overpressure in the battery module 20, 22.
  • the battery housing 10 of the traction battery 1 has a ventilation element 42 through which the interior (not be characterized) of the traction battery 1 can be ventilated with respect to the environment 5 of the traction battery 1.
  • a signed fluid volume flow 26 flows from the thermally escalated battery module 20 via the associated safety valve 24 into the interior (not designated) of the battery housing 10.
  • the designated fluid volume flow 26 is not deflected in the Tratechnischsbat terie 1, collides with the battery housing 10 and
  • the interior (not designated) of the battery housing 10 warms up as a result of the heat flow (not designated) carried along by the designated fluid volume flow 26, which accelerates the thermal propagation 50 from the thermally escalated battery module 20 to the adjacent battery modules 22 comes.
  • the neighboring battery modules 22 can also thermally escalate. This can continue in the form of a chain reaction, whereby the risk of ignition of the traction battery 1 increases.
  • the traction battery 1 in FIG. 2 has a battery housing 10 which consists of a battery shell 12 and a battery cover 14.
  • the battery cover 14 and the battery shell 12 are positively or non-positively or cohesively connected to one another.
  • the battery cover 14 has a plane (not designated) with a plurality of second safety valves 28 which limit a barrier space (not designated) between the Batteriemo modules 20, 22 and the plane (not designated).
  • a second safety valve 28 each preferably communicates with a respective safety valve 24.
  • the safety valve 24 of the battery module 20 opens and a designated fluid volume flow 26 emerges from the battery module 20 and into the barrier space (not designated) below the level (not designated) with the plurality of second safety valves 28 a. 42 From a defined overpressure in the barrier space, the second safety valve 28 opens above the safety valve 24 of the battery module 20 and the designated fluid volume flow 26 can find its way into the area above the level (not designated) and then through the ventilation element 42 into the environment 5 of the traction battery 1 continue.
  • the traction battery 1 in FIG. 3 has a conducting means 30, which has a plurality of elements of the conducting means 32.
  • the elements of the guide means 32 are Umlen effect elements 32 which are arranged in a cascade (not designated). If there is a thermal escalation of the battery module 20 and a designated fluid volume flow 26 emerges via the safety valve 24 of the battery module 20, it is diverted directly from the guide means 30 into the ventilation channel 40 in the direction of the ventilation element 42, from where it enters the Environment 5 of the traction battery 1 can escape.
  • the ventilation channel 40 is set up to forward the designated fluid volume flow 26 without major total pressure losses (not shown) in the direction of the ventilation element 42.
  • thermally insulating barrier layer (not designated) between the conductive means 30 and the non-thermally escalated battery modules 22 within the barrier area located there (not designated), which is advantageously between the comparatively hot designated fluid volume flow 26 and the thermally non-escalated one Battery modules 22 extends.
  • inflow area In contrast to the barrier area (not designated), there is an inflow area (not designated, in which the designated fluid volume flow 26 from the safety valve 24 first flows in) between the conducting means 30 and the thermally escalated battery module 20.
  • the traction battery 1 in Fig. 4 is perspective Darge provides.
  • the elements 32 of the conducting means 30 are laterally closed ver, whereby a designated fluid volume flow 26 can be deflected even better and with lower total pressure losses (not shown) in the ventilation duct 40 and directed towards the ventilation element 42.
  • the traction battery 1 in FIG. 5 has a conducting means 30 which has a plurality of thermally deformed elements 34 of the conducting means 30.
  • the elements 34 of the conducting means 30 are thermally deformed. 44
  • the thermal deformation (not designated) is shaped in such a way that a free cross section (not designated) between two adjacent elements 34 of the conducting means 30 and between the ventilation duct 40 and the barrier area (not designated) is reduced or decreased by the deformation (not designated) is locked.
  • the guide means 30 can preferably be deformed directly above the safety valve 24, from which the designated fluid volume flow 26 flows out, by the designated fluid volume flow 26, so that the free cross-section through which the designated fluid volume flow 26 flows is enlarged.
  • the free cross section of the ventilation channel 40 is also reduced in the direction facing away from the Ventilationsele element 42, whereby an undesirable secondary flow of the designated fluid volume flow 26 in the area of the ventilation channel 40 facing away from the ventilation element 42 can be reduced or prevented.
  • the traction battery 1 in Fig. 6a and 6b has a ventilation duct 40 which is on the side of the conductive means 30 angeord net. This is shown schematically in FIG. 6a and in perspective in FIG. 6b.
  • a designated fluid volume flow emerges via a safety valve 24 into the area of the conducting means 30, 45 is deflected there by the interaction with the elements 32 of the guide means 30 in the ventilation duct 40 arranged on the side of the guide means 30 and passed on from there with the lowest possible further total pressure losses (not shown) in the direction of the ventilation element 42.
  • a traction battery 1 based on the traction battery 1 from FIGS 6b Darge presented safety valves 24 each breakthroughs (not shown) are formed.
  • battery modules 22 are arranged in this case, which are preferably arranged to communicate with the openings (not shown).
  • a barrier area (not shown) is provided, which is arranged between the battery modules 22 and the conducting means 30.
  • the ventilation channel 40 is arranged on the outside of the battery shell 12 and can be delimited from the surroundings of the traction battery with a cover and / or a ventilation element.
  • the ventilation channel 40 in FIG. 7 is formed directly in the battery cover 14.
  • the guide means (not designated) is formed with its elements 32 in the form of a guide means unit 36 as a separate component or as a separate assembly opposite the battery cover 14. 46
  • the conduction unit 36 can be materially, positively or non-positively connected to the battery cover 14, so that a designated fluid volume flow (not shown) can be diverted via the conduction unit 36 into the ventilation channel and from there through the ventilation element 42 into the battery cover 14 Environment 5 of the battery cover 14 can leave.
  • the guide unit preferably has a stamped part made of metal or a molded / stamped part made of plastic with local metal / mica shields, as a result of which the heat protection can be improved.
  • the ventilation unit 44 in FIG. 8 already contains, in the form of a compact and robust unit, a ventilation channel 40 formed in the ventilation unit 44 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure), a guide means 30 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure) and a Ventilation element 42 for ventilating and / or venting with the surroundings 5.
  • Guide means 30 (only placeholder in the form of a honeycomb structure is shown) and ventilation channel 40 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) can, in addition to other likewise conceivable variants in the form of a guide means 30 and / or a ventilation channel 40, which each individually specifically consist of egg ner of Figures 3 and / or 4 and / or 5 and / or 6a and / or 6b are known.
  • the guide 30 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) and the ventilation channel 40 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) by means of a Leitmitte latti 36 known from FIG. 7 and one known from FIG Ventilation channel 40 are carried out.
  • the ventilation unit 44 can be connected from the outside with a form fit or material fit or a force fit with a battery housing 10, in particular with the battery cover 14.
  • the Batteriege housing 10 has a plurality of openings 48 through which a designated fluid volume flow (not shown) can enter the ventilation unit 44 from the Bat tery housing 10.
  • the battery cover 14 in FIG. 9 has a ventilation channel 40 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure), a guide means 30 (only placeholders in the form of a honeycomb structure shown) and a ventilation element 42 for ventilating the battery housing 10 with the surroundings 5 on.
  • Ventilation channel 40 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) and guide means 30 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) can be formed together or in series with the battery cover 14 directly in the battery cover 14.
  • the ventilation channel 40 is arranged to the side of the guide means 30 (according to FIG Extrusion).
  • Ventilation channel 40 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) and guide means 30 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) can be covered from the inside (not designated) of the battery cover 14 by means of a plate element 46 which has a plurality of openings 48, whereby the ventilation channel 40 can also only be completed in a particularly advantageous embodiment.
  • Guide means 30 (only placeholder in the form of a honeycomb structure is shown) and ventilation channel 40 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) can, in addition to other likewise conceivable variants in the form of a guide means 30 and / or a ventilation channel 40, which each individually specifically consist of egg ner of Figures 3 and / or 4 and / or 5 and / or 6a and / or 6b are known.
  • the plate element 46 can be connected to the battery cover 14 with a material fit or a form fit or a force fit.
  • a designated fluid volume flow (not shown) can flow from the battery housing 10 through the plurality of openings 48 in the plate element 46 into the conducting means 30 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure) and thus also the ventilation duct 40 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure ) flow in.
  • the battery cover 14 in FIG. 10 has a ventilation channel 40 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure), a guide means 30 (only placeholders in the form of a honeycomb structure shown) and a ventilation element 42 for ventilating the battery housing 10 with the environment 5 on.
  • Ventilation channel 40 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure) and guide means 30 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure) can be used together or in series with the 49 Battery cover 14 can be formed directly in battery cover 14.
  • the ventilation channel 40 is arranged to the side of the guide means 30 (according to FIG. or extrusion).
  • the guide means 30 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure), in addition to other likewise conceivable variants in the form of a guide means 30, which each individually and specifically from one of FIGS. 3 and / or 4 and / or 5 and / or 6a and / or 6b is known.
  • guide means 30 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) is implemented by means of a guide means unit 36 known from FIG. 7.
  • the ventilation channel 40 can be limited by the plate element 46 in addition to other conceivable embodiments.
  • an embodiment of a ventilation duct 40 is also considered, which is known from one of FIGS. 3 and / or 4 and / or 5 and / or 6a and / or 6b.
  • Ventilation channel 40 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) and guide means 30 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) can be covered by means of a plate element 46 on the outside of the battery cover 14, whereby the ventilation channel 40 is also completed in a particularly advantageous embodiment can. 50
  • the plate element 46 can be connected to the battery cover 14 with a material fit or a form fit or a force fit.
  • the battery cover has in the area of the conductive means 30 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure) a plurality of openings 48 through which a designated fluid volume flow (not shown) from the battery housing 10 into the conductive means 30 (only placeholders in the form of a honeycomb structure shown) and thus also the ventilation channel 40 (only space holder shown in the form of a honeycomb structure) can flow.

Abstract

The invention relates to a traction battery having: a battery tray; a plurality of battery modules arranged in the battery tray, each battery module having a safety valve; a battery cover; and a ventilation element for introducing air into and/or extracting air from the traction battery. The traction battery has a guide means, at least part of which is constantly permeable to a designated fluid volume flow, for deflecting a designated fluid volume flow, which is exiting in a designated manner from a safety valve, in the direction of the ventilation element. The traction battery also has an air extraction duct which extends from the guide means to the ventilation element.

Description

Traktionsbatterie aufweisend ein Leitmittel für einen Fluidvo- lumenstrom und Kraftfahrzeug Traction battery having a conducting means for a fluid volume flow and motor vehicle
Die Erfindung betrifft eine Traktionsbatterie aufweisend ein Leitmittel für einen Fluidvolumenstrom und ein Kraftfahrzeug. The invention relates to a traction battery having a guide means for a fluid volume flow and a motor vehicle.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Traktionsbatterie, wel che ein zumindest teilweise für einen designierten Fluidvolu menstrom regelmäßig durchlässiges Leitmittel zur Umlenkung von einem aus einem Sicherheitsventil austretenden designierten Flu- idvolumenstrom in Richtung des Ventilationselements aufweist, wobei die Traktionsbatterie weiterhin einen Entlüftungskanal aufweist, welcher sich von dem Leitmittel zu dem Ventilations element erstreckt. In Hybridkraftfahrzeugen und/oder Elektrokraftfahrzeugen werden überwiegend elektrochemische Energiespeicher mit hoher Span nungslage und/oder hoher Energiedichte eingesetzt, insbesondere in Form von Lithium-Ionen- Akkumulatoren, wobei die speicherba ren Energiemengen pro Volumeneinheit (Energiedichte) mit der Weiterentwicklung der eingesetzten elektrochemischen Energie speicher zunimmt. In particular, the invention relates to a traction battery which has an at least partially permeable flow of fluid for a designated fluid volume flow for deflecting a designated fluid volume flow emerging from a safety valve in the direction of the ventilation element, the traction battery also having a ventilation channel which extends from the Conducting means extends to the ventilation element. In hybrid vehicles and / or electric vehicles, mostly electrochemical energy storage devices with a high voltage level and / or high energy density are used, in particular in the form of lithium-ion batteries, the storable amounts of energy per unit volume (energy density) increasing with the further development of the electrochemical energy storage device used .
Kommt es in einem elektrochemischen Energiespeicher, insbeson dere in einem Lithium-Ionen-Akkumulator mit flüssigem, festem oder gebundenem Elektrolyt zu einem lokalen Kurzschluss der in ternen Elektroden, kann der Kurzschlussstrom durch den inneren Widerstand die nähere Umgebung der Stelle des Kurzschlusses so weit aufheizen, dass die umliegenden Bereiche ebenfalls in Mit leidenschaft gezogen werden. Dieser Prozess kann sich ausweiten und die im Akkumulator gespeicherte Energie in kurzer Zeit in Form von Wärme freisetzen, insbesondere die gespeicherte elekt rische und chemische Energie. Dieses oftmals exponentiell ab laufende Freisetzen von Wärme wird in der Fachsprache auch als thermisch irreversibles Eskalieren oder als thermisches Durch gehen oder allgemeiner auch als thermisches Ereignis bezeichnet (englisch: „thermal runaway"). If there is a local short-circuit of the internal electrodes in an electrochemical energy storage device, in particular in a lithium-ion battery with liquid, solid or bound electrolyte, the short-circuit current through the internal resistance can affect the vicinity of the point of the short-circuit heat up far enough that the surrounding areas are also affected. This process can expand and quickly release the energy stored in the accumulator in the form of heat, in particular the stored electrical and chemical energy. This release of heat, which often occurs exponentially, is also referred to in technical jargon as a thermally irreversible escalation or as a thermal runaway or, more generally, as a thermal event.
Die thermische Stabilität von elektrochemischen Energiespeichern verhält sich dabei vielfach umgekehrt proportional zur gespei cherten Energiemenge pro Volumeneinheit, wodurch der thermischen Stabilität eine steigende Bedeutung bei der Entwicklung neuer elektrochemischer Energiespeicher zukommt. The thermal stability of electrochemical energy stores is often inversely proportional to the amount of energy stored per unit volume, which means that thermal stability is becoming increasingly important in the development of new electrochemical energy stores.
Im Stand der Technik bekannte Traktionsbatterien weisen eine Mehrzahl von Batteriemodulen mit jeweils einer oder mehreren elektrochemischen Batteriezellen auf. Viele bekannte Traktions batterien sind noch ohne Sicherheitselemente gegen eine Fehler fortpflanzung thermischer Ereignisse ausgerüstet. Traction batteries known in the prior art have a plurality of battery modules, each with one or more electrochemical battery cells. Many known traction batteries are still equipped without safety elements against the error propagation of thermal events.
Kommt es in einem der Batteriemodule einer Traktionsbatterie zu einem thermischen Ereignis, so kann die freigesetzte Wärmemenge auf benachbarte Batteriemodule übertragen werden, wodurch sich auch benachbarte Batteriemodule und/oder Batteriezellen bis zum Einsetzen eines thermisch irreversiblen Eskalierens aufheizen können. Die Energie kann dabei sowohl durch direkte Wärmeleitung zwischen den Batteriemodulen, als auch indirekt über ein ggf. aus einem Batteriemodul austretendes Fluid übertragen werden. Dabei ist von Bedeutung, ob und wie das Fluid nach dem austreten aus einem Batteriemodul mit anderen Batteriemodulen in Kontakt kommt. Somit besteht im Fall eines thermischen Ereignisses in einem Batteriemodul generell die Gefahr einer Kettenreaktion, welche zu einem Totalausfall der Traktionsbatterie führen kann. 2 Zur Reduzierung der Wahrscheinlichkeit einer derartigen Ketten reaktion können geeignete Maßnahmen vorgesehen sein, welche im Fall eines thermischen Ereignisses die Übertragung eines Wär mestroms von einem Batteriemodul auf ein benachbartes Batte riemodul reduzieren sollen und somit auch dazu geeignet sind, die Sicherheit und damit die Verfügbarkeit einer Traktionsbat terie zu erhöhen. If a thermal event occurs in one of the battery modules of a traction battery, the amount of heat released can be transferred to neighboring battery modules, which means that neighboring battery modules and / or battery cells can heat up until the onset of a thermally irreversible escalation. The energy can be transferred both by direct thermal conduction between the battery modules and indirectly via a fluid that may emerge from a battery module. It is important here whether and how the fluid comes into contact with other battery modules after it has emerged from a battery module. Thus, in the event of a thermal event in a battery module, there is generally the risk of a chain reaction which can lead to a total failure of the traction battery. 2 To reduce the likelihood of such a chain reaction, suitable measures can be provided which, in the event of a thermal event, are intended to reduce the transfer of heat from a battery module to an adjacent battery module and are therefore also suitable for increasing the safety and thus the availability of a traction battery increase.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stel len. Vorzugsweise wird dabei die Übertragung von Wärmeenergie über den ggf. aus einem Batteriemodul austretenden Fluidvolu menstrom auf andere Batteriemodule vermindert oder verhindert. The invention is based on the object of providing an improvement or an alternative to the prior art. Preferably, the transfer of thermal energy to other battery modules via the fluid volume flow possibly exiting from a battery module is reduced or prevented.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Traktionsbatterie aufweisend eine Batterieschale eine Mehrzahl von in der Batterieschale angeordneten Bat- teriemodulen, wobei jedes Batteriemodul zumindest ein Sicherheitsventil aufweist, einen Batteriedeckel und ein Ventilationselement zur Be- und/oder Entlüftung der Traktionsbatterie, wobei die Traktionsbatterie ein zumindest teilweise für einen de signierten Fluidvolumenstrom regelmäßig durchlässiges Leit mittel zur Umlenkung von einem aus einem Sicherheitsventil austretenden designierten Fluidvolumenstrom in Richtung des Ventilationselements aufweist, wobei die Traktionsbatterie einen Entlüftungskanal auf weist, welcher sich von dem Leitmittel zum Ventilationsele ment erstreckt. 3 Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a traction battery having a battery shell, a plurality of battery modules arranged in the battery shell, each battery module having at least one safety valve, a battery cover and a ventilation element for venting and / or venting the traction battery, the Traction battery has an at least partially permeable to a de signed fluid volume flow guide means for deflecting a designated fluid volume flow emerging from a safety valve in the direction of the ventilation element, the traction battery having a ventilation channel which extends from the guide means to Ventilationsele element. 3 The following should be explained in terms of the terms:
Zunächst sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zah- lenangaben wie „ein", „zwei" usw. im Regelfall als „mindestens"- Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...", „mindestens zwei ..." usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann offensicht lich oder technisch zwingend ist, dass dort nur „genau ein ...", „genau zwei ..." usw. gemeint sein können. First of all, it should be expressly pointed out that in the context of the present patent application, indefinite articles and numerical indications such as "one", "two" etc. should generally be understood as "at least" indications, i.e. as "at least one ... "," At least two ... "etc., unless the context expressly results or it is obvious or technically imperative for a person skilled in the art that only" exactly one ... "," exactly two ... " "etc. can be meant.
Im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung sei der Ausdruck „insbesondere" immer so zu verstehen, dass mit diesem Ausdruck ein optionales, bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird. Der Aus- druck ist nicht als „und zwar" und nicht als „nämlich" zu ver stehen. In the context of the present patent application, the expression “in particular” should always be understood as introducing an optional, preferred feature with this expression. The expression is not to be understood as “namely” and not as “namely”.
Unter einer „Traktionsbatterie" wird ein elektrochemischer Ener giespeicher verstanden. Vorzugsweise ist eine Traktionsbatterie zum Einbau in sowie zum Antrieb von Elektrofahrzeugen und/oder Hybridfahrzeugen geeignet. Eine Traktionsbatterie umfasst eine Mehrzahl von elektrochemischen Batteriemodulen. A “traction battery” is understood to mean an electrochemical energy store. A traction battery is preferably suitable for installation in and for driving electric vehicles and / or hybrid vehicles. A traction battery comprises a plurality of electrochemical battery modules.
Vorzugsweise weist eine Traktionsbatterie weitere Bauteile oder Komponenten auf, die zum Betrieb der Traktionsbatterie notwendig oder förderlich sind, wobei diese weiteren Bauteile oder Kompo nenten vorzugsweise innerhalb des Batteriegehäuses der Trakti onsbatterie angeordnet sind. Unter einem „Batteriemodul" wird ein Bestandteil einer Trakti onsbatterie verstanden, wobei das Batteriemodul zumindest eine elektrochemische Batteriezelle oder eine Mehrzahl von elektro chemischen Batteriezellen aufweist. 4 Vorzugsweise weist ein Batteriemodul eine Elektrolytbarriere auf, welche das reaktive Material des Batteriemoduls umschließt. Preferably, a traction battery has further parts or components that are necessary or conducive to the operation of the traction battery, these further parts or components preferably being arranged within the battery housing of the traction battery. A “battery module” is understood to mean a component of a traction battery, the battery module having at least one electrochemical battery cell or a plurality of electrochemical battery cells A battery module preferably has an electrolyte barrier which encloses the reactive material of the battery module.
Weiterhin vorzugsweise weist ein Batteriemodul ein Sicherheits ventil auf. Furthermore, a battery module preferably has a safety valve.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform weist ein Batteriemodul eine Mehrzahl von Elektrolytbarrieren auf, welche jeweils ein separates Sicherheitsventil aufweisen und jeweils einen Teil des reaktiven Materials des Batteriemoduls umschließen, wobei wei terhin bevorzugt jede Elektrolytbarriere eine oder mehrere Bat teriezellen umschließt. According to an expedient embodiment, a battery module has a plurality of electrolyte barriers, each of which has a separate safety valve and each enclosing part of the reactive material of the battery module, with each electrolyte barrier preferably enclosing one or more battery cells.
Unter einem „Sicherheitsventil" wird ein Ventil verstanden, wel ches dazu eingerichtet ist, ein Batteriemodul vor einem unzu lässigen Druckanstieg zu schützen. Das Sicherheitsventil öffnet beim Überschreiten eines definierten Ansprechdruckes im Batte riemodul oder beim Erreichen eines Ansprechdifferenzdruckes zwi schen dem Batteriemodul und der Umgebung des Batteriemoduls. Durch das Öffnen des Sicherheitsventils wird das Batteriemodul entlastet, vorzugsweise bevor die strukturelle Integrität des Batteriemoduls gefährdet wird. A "safety valve" is understood to mean a valve which is set up to protect a battery module from an inadmissible increase in pressure. The safety valve opens when a defined response pressure in the battery module is exceeded or when a response differential pressure is reached between the battery module and the environment Opening the safety valve relieves the load on the battery module, preferably before the structural integrity of the battery module is endangered.
Sofern es zu einem Überdruck in einem Batteriemodul aufweisend ein Sicherheitsventil kommt, öffnet sich das Sicherheitsventil und ein Fluidvolumenstrom tritt aus dem Batteriemodul zunächst in das Batteriegehäuse aus. Hierdurch sinkt der Druck im Inneren des Batteriemoduls. Bei dem designiert austretenden Fluidvolu menstrom kann es sich je nach Typ der Batteriezelle und/oder des Batteriemoduls, insbesondere je nach Typ des im Umfang der Bat teriezelle und/oder des Batteriemoduls verwendeten Elektrolyts, um einen designierten Fluidvolumenstrom mit unterschiedlichen Aggregatzuständen handeln, insbesondere kann es sich um ein Gas, ein Gasgemisch, ein Aerosol und/oder einen Partikelstrom han deln. 5 Insbesondere ist unter bestimmten Randbedingungen denkbar, dass der designierte Fluidvolumenstrom entzündlich ist, also in einer exothermen Reaktion seine chemische Energie in thermische Ener- gie umsetzen kann. If there is an overpressure in a battery module having a safety valve, the safety valve opens and a fluid volume flow first emerges from the battery module into the battery housing. This reduces the pressure inside the battery module. The designated escaping fluid volume flow can be a designated fluid volume flow with different physical states, depending on the type of battery cell and / or the battery module, in particular depending on the type of electrolyte used in the scope of the battery cell and / or the battery module be a gas, a gas mixture, an aerosol and / or a particle stream. 5 In particular, under certain boundary conditions it is conceivable that the designated fluid volume flow is flammable, that is to say can convert its chemical energy into thermal energy in an exothermic reaction.
Vorzugsweise weist ein Sicherheitsventil eine Berstmembran auf, wobei eine Berstmembran dazu eingerichtet ist, bei einem defi nierten Druckunterschied zwischen den beiden Seiten der Berst- membran irreversibel zu brechen, sodass ein Fluidvolumenstrom nach dem Bersten durch die Berstmembran strömen kann. Hierdurch kann ein Batteriemodul vor einem schädigenden Unter- und/oder Überdruck vorteilhaft geschützt werden. Unter einer „Batteriezelle" wird ein Speicher für elektrische Energie auf elektrochemischer Basis verstanden, welcher jeweils eine Elektrodenanordnung mit einem Kathodenkontaktierungsele ment und einem Anodenkontaktierungselement aufweist. Dabei sind im Inneren der Batteriezelle vorzugsweise die Kathode und die Anode vielschichtig aufgebaut, wobei die einzelnen Schichten im Wechsel gestapelt sind und jeweils durch einen geeigneten Sepa rator elektrisch voneinander getrennt sind. A safety valve preferably has a bursting membrane, a bursting membrane being set up to break irreversibly in the event of a defined pressure difference between the two sides of the bursting membrane, so that a fluid volume flow can flow through the bursting membrane after bursting. In this way, a battery module can advantageously be protected from harmful negative and / or positive pressure. A "battery cell" is understood to mean a store for electrical energy on an electrochemical basis, which each has an electrode arrangement with a cathode contacting element and an anode contacting element are stacked and are each electrically separated from one another by a suitable separator.
Unter einem „Fluidvolumenstrom" wird ein Stoffstrom verstanden. Der Fluidvolumenstrom gibt an, wie viel Volumen eines Fluids pro Zeitspanne durch einen festgelegten Querschnitt transportiert wird. A “fluid volume flow” is understood to mean a material flow. The fluid volume flow indicates how much volume of a fluid is transported through a defined cross section per period of time.
Unter einem „designierten Fluidvolumenstrom" wird derjenige Flu- idvolumenstrom verstanden, welcher eintritt, wenn ein Sicher heitsventil eines Batteriemoduls öffnet. A “designated fluid volume flow” is understood to mean that fluid volume flow which occurs when a safety valve of a battery module opens.
Ein designierter aus einem Sicherheitsventil austretender Flu idvolumenstrom ist dabei insbesondere auch ein Wärmestrom, da 6 sich das Batteriemodul durch das thermische Ereignis zuvor auf geheizt hat. A designated fluid volume flow emerging from a safety valve is in particular also a heat flow, since 6 the battery module has previously heated up due to the thermal event.
Insbesondere kann ein designierter Fluidvolumenstrom einen Par- tikelstrom aufweisen, sofern sich Bestandteile des Batteriemo duls und/oder der zumindest einen Batteriezelle durch das thermische Ereignis zuvor aufgeheizt und abgebaut haben. In particular, a designated fluid volume flow can have a particle flow if components of the battery module and / or of the at least one battery cell have previously heated up and broken down as a result of the thermal event.
Unter einem „Batteriegehäuse" wird eine feste Hülle für eine Traktionsbatterie verstanden, welche dazu eingerichtet ist, die innerhalb des Batteriegehäuses angeordneten Komponenten der Traktionsbatterie schützend zu umgeben. A “battery housing” is understood to mean a solid casing for a traction battery, which is designed to protectively surround the components of the traction battery that are arranged within the battery housing.
Vorzugsweise besteht ein Batteriegehäuse aus einer Batterie- schale und einem Batteriedeckel, wobei die Batterieschale und der Batteriedeckel stoffschlüssig oder formschlüssig oder kraft schlüssig miteinander verbunden sein können oder miteinander verbindbar ausgestaltet sind. Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform kann das Bat teriegehäuse von weiteren Komponenten ergänzt werden, insbeson dere von einem Plattenelement und/oder einer Entlüftungseinheit. A battery housing preferably consists of a battery shell and a battery cover, the battery shell and the battery cover being able to be connected to one another in a materially or form-fitting or force-fitting manner, or being configured to be connectable to one another. According to a particularly expedient embodiment, the battery housing can be supplemented by further components, in particular by a plate element and / or a ventilation unit.
Vorzugsweise weist ein Batteriegehäuse zumindest eine Entlüf- tungseinheit auf, welche zur Be- und/oder Entlüftung der Trak tionsbatterie eingerichtet ist und welche sowohl ein Leitmittel als auch einen Entlüftungskanal aufweist. Vorzugsweise weist eine Entlüftungseinheit weiterhin zumindest ein Ventilations element auf, durch welches ein Stoffstrom zwischen dem Innenraum des Batteriegehäuses und der Umgebung des Batteriegehäuses aus getauscht werden kann. Vorzugsweise kann eine Entlüftungseinheit stoffschlüssig oder formschlüssig oder kraftschlüssig mit der Batterieschale und/oder dem Batteriedeckel verbunden sein. 7 Vorzugsweise weist ein Batteriegehäuse eine Mehrzahl von Ent lüftungseinheiten auf, vorzugsweise jeweils aufweisend zumindest ein Ventilationselement. A battery housing preferably has at least one ventilation unit which is set up for ventilation and / or ventilation of the traction battery and which has both a conducting means and a ventilation channel. A ventilation unit preferably also has at least one ventilation element, by means of which a material flow can be exchanged between the interior of the battery housing and the surroundings of the battery housing. Preferably, a ventilation unit can be connected to the battery shell and / or the battery cover in a materially or positively or non-positively manner. 7th A battery housing preferably has a plurality of ventilation units, preferably each having at least one ventilation element.
Unter einer „Batterieschale" wird ein Gehäusebestandteil einer Traktionsbatterie verstanden. Insbesondere ist eine Batterie schale zur Aufnahme von Batteriemodulen und/oder Batteriezellen einer Traktionsbatterie eingerichtet, sodass diese durch die Batterieschale geschützt und/oder zumindest mittelbar mit einem Kraftfahrzeug befestigt werden können. A "battery shell" is understood to mean a housing component of a traction battery. In particular, a battery shell is designed to accommodate battery modules and / or battery cells of a traction battery so that they can be protected by the battery shell and / or at least indirectly attached to a motor vehicle.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform ist auch eine Batte rieschale denkbar, welche eine im Wesentlichen flächige Struktur mit einer oder mehreren jeweils im Wesentlichen flächig ausge führten Ebenen aufweist, wobei zumindest eine Ebene der Batte rieschale zur Aufnahme von Batteriemodulen und/oder Batteriezellen einer Traktionsbatterie eingerichtet ist, sodass diese durch die Batterieschale zumindest mittelbar mit einem Kraftfahrzeug befestigt werden können. Vorzugsweise wird das Batteriegehäuse einer derart ausgeführten Batterieschale durch einen komplementär geformten Batteriedeckel ergänzt, welcher in Kombination mit der Batterieschale vorteilhaft dazu eingerichtet ist, die Batteriemodule und/oder Batteriezellen vor äußeren Ein flüssen zu schützen. According to an expedient embodiment, a battery tray is also conceivable which has an essentially flat structure with one or more essentially flat planes, at least one level of the battery tray being set up to accommodate battery modules and / or battery cells of a traction battery, so that they can be attached to a motor vehicle at least indirectly through the battery shell. The battery housing of a battery shell designed in this way is preferably supplemented by a complementarily shaped battery cover which, in combination with the battery shell, is advantageously set up to protect the battery modules and / or battery cells from external influences.
Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform ist unter an derem auch denkbar, dass eine Batterieschale ein Ventilations element aufweist. According to a particularly expedient embodiment, it is also conceivable, among other things, for a battery shell to have a ventilation element.
Unter einem „Batteriedeckel" wird ein Bestandteil eines Batte riegehäuses verstanden, welcher dazu eingerichtet ist, eine Bat terieschale zu verschließen. Vorzugsweise ist ein Batteriedeckel dazu eingerichtet, als abnehmbarer Verschluss für die Batterie schale zu dienen. Ein Batteriedeckel ist vorzugsweise derart komplementär zu einer jeweiligen Batterieschale ausgeformt, dass 8 er zum Schutz der von einem Batteriegehäuse aufgenommenen Kom ponenten gegenüber Einflüssen von außen eingerichtet ist, ins besondere zum Schutz der Batteriemodule und/oder Batteriezellen vor äußeren Einflüssen eingerichtet ist. A "battery cover" is understood to mean a component of a battery housing which is set up to close a battery tray. Preferably, a battery cover is set up to serve as a removable lock for the battery tray Battery shell shaped that 8 it is set up to protect the components received by a battery housing from external influences, in particular is set up to protect the battery modules and / or battery cells from external influences.
Vorzugsweise ist ein Batteriedeckel dazu eingerichtet, Kompo nenten einer Traktionsbatterie aufzunehmen. A battery cover is preferably designed to accommodate components of a traction battery.
In einer derartigen besonders bevorzugten Ausführungsform kann ein Batteriedeckel dazu eingerichtet sein, Batteriemodule und/o der Batteriezellen einer Traktionsbatterie aufzunehmen, sodass diese durch den Batteriedeckel geschützt und/oder zumindest mit telbar mit einem Kraftfahrzeug befestigt werden können. In such a particularly preferred embodiment, a battery cover can be designed to accommodate battery modules and / o the battery cells of a traction battery so that they can be protected by the battery cover and / or at least remotely attached to a motor vehicle.
Konkret ist also eine Traktionsbatterie denkbar, welche sowohl in der Batterieschale als auch in dem Batteriedeckel zur Aufnahme und zum Schutz von Batteriemodulen und/oder Batteriezellen ein gerichtet ist. In diesem Fall wird der in der designierten Ein baulage der Traktionsbatterie unterhalb angeordnete Gehäusebestandteil als Batterieschale und der oberhalb angeord nete Gehäusebestandteil als Batteriedeckel bezeichnet. Specifically, a traction battery is conceivable, which is directed both in the battery shell and in the battery cover for receiving and protecting battery modules and / or battery cells. In this case, the housing component arranged below in the designated installation position of the traction battery is referred to as the battery shell and the housing component located above is referred to as the battery cover.
Vorzugsweise weist ein Batteriedeckel ein Ventilationselement auf. A battery cover preferably has a ventilation element.
Unter einem „Ventilationselement" wird ein Bauteil oder eine Baugruppe verstanden, die zur Be- und/oder Entlüftung des Bat teriegehäuses eingerichtet ist. Dabei kann ein Ventilationsele ment jederzeit einen Stoffström zwischen dem Innenraum des Batteriegehäuses und der Umgebung des Batteriegehäuses zulassen. Weiterhin ist aber auch denkbar, dass ein Ventilationselement einen Stoffstrom durch das Ventilationselement nur unter gewis sen Randbedingungen zulässt, insbesondere erst beim Überschrei ten eines definierten Druckunterschieds zwischen dem Innenraum des Batteriegehäuses und der Umgebung des Batteriegehäuses. 9 Vorzugsweise weist das Ventilationselement eine semipermeable Membran auf. Unter einer „semipermeablen Membran" wird eine teilweise durch lässige Wand verstanden, welche für Partikel mit einer Größe unterhalb einer membranabhängigen definierten Größe erlaubt die semipermeable Membran zu passieren, während Partikel mit einer Größe oberhalb dieser membranabhängigen definierten Größe die Membran nicht passieren können. A “ventilation element” is understood to mean a component or assembly that is set up to ventilate and / or vent the battery housing It is also conceivable that a ventilation element only allows a material flow through the ventilation element under certain boundary conditions, in particular only when a defined pressure difference between the interior of the battery housing and the surroundings of the battery housing is exceeded The ventilation element preferably has a semipermeable membrane. A “semipermeable membrane” is understood to mean a partially permeable wall which allows particles with a size below a membrane-dependent defined size to pass through the semipermeable membrane, while particles with a size above this membrane-dependent defined size cannot pass through the membrane.
Vorzugsweise wird unter einer semipermeablen Membran eine Memb ran verstanden, welche einen Gasaustausch, insbesondere Luft austausch, zulässt, während die Membran für Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, zumindest bis zu einer membranabhängigen Druckdifferenz zwischen den beiden Oberflächen der Membran nicht durchlässig ist, insbesondere bis zu einer Druckdifferenz von 0,05 bar, bevorzugt bis zu einer Druckdifferenz von 0,1 bar, besonders bevorzugt bis zu einer Druckdifferenz von 0,2 bar. A semipermeable membrane is preferably understood to mean a membrane which allows gas exchange, in particular air exchange, while the membrane is not permeable to liquids, in particular water, at least up to a membrane-dependent pressure difference between the two surfaces of the membrane, in particular up to one Pressure difference of 0.05 bar, preferably up to a pressure difference of 0.1 bar, particularly preferably up to a pressure difference of 0.2 bar.
Vorzugsweise weist das Ventilationselement eine Berstmembran auf. Weiterhin vorzugsweise weist ein Ventilationselement eine semipermeable Membran und ein Berstelement, insbesondere in Form einer semipermeablen Berstmembran auf. The ventilation element preferably has a bursting membrane. Furthermore, a ventilation element preferably has a semipermeable membrane and a bursting element, in particular in the form of a semipermeable bursting membrane.
Eine Berstmembran innerhalb eines Ventilationselements ist dazu eingerichtet, bei einem definierten Druckunterschied zwischen den beiden Seiten der Berstmembran irreversibel zu brechen, so- dass ein designierter Fluidvolumenstrom nach dem Bersten durch die Berstmembran aus dem Innenraum des Batteriegehäuses in die Umgebung des Batteriegehäuses strömen kann. Hierdurch kann das Batteriegehäuse vor einem schädigenden Unter- und/oder Überdruck vorteilhaft geschützt werden. 10 Insgesamt kann durch ein Ventilationselement in Form einer se mipermeablen Berstmembran vorteilhaft erreicht werden, dass wäh rend des regulären Betriebs der Traktionsbatterie Feuchtigkeit aus dem Innenraum des Batteriegehäuses ferngehalten werden kann, während eine Be- und/oder Entlüftung des Batteriegehäuses ge währleitstet werden kann und wobei das Ventilationselement im Fall eines rapiden Druckanstiegs der Druckdifferenz oberhalb der Berstdruckdifferenz irreversibel aufbricht und damit die Struk tur des Batteriegehäuses nicht gefährdet wird. Vorzugsweise kann ein derartiges Ventilationselement ausgetauscht werden. A bursting membrane within a ventilation element is designed to break irreversibly at a defined pressure difference between the two sides of the bursting membrane, so that a designated fluid volume flow can flow through the bursting membrane from the interior of the battery housing to the surroundings of the battery housing after bursting. In this way, the battery housing can advantageously be protected from harmful negative and / or overpressure. 10 Overall, a ventilation element in the form of a se mipermeable bursting membrane can advantageously ensure that moisture can be kept away from the interior of the battery housing during regular operation of the traction battery, while ventilation of the battery housing can be guaranteed and that Ventilation element irreversibly breaks open in the event of a rapid pressure increase of the pressure difference above the bursting pressure difference and thus the structure of the battery housing is not endangered. Such a ventilation element can preferably be exchanged.
Unter einem „Leitmittel" wird ein Mittel verstanden, welches dazu eingerichtet ist, einen designierten Fluidvolumenstrom in den Entlüftungskanal umzulenken, wobei sich der designierte Flu- idvolumenstrom vorzugsweise mittels einer vorteilhaften strö mungsmechanischen Auslegung nicht zunächst vor dem Leitmittel und/oder in dem Leitmittel aufstaut. A “guide means” is understood to mean a means which is set up to divert a designated fluid volume flow into the ventilation channel, the designated fluid volume flow preferably not initially building up in front of the guide means and / or in the guide means by means of an advantageous fluid mechanical design.
Mit anderen Worten ist ein Leitmittel dazu eingerichtet, einen designierten Fluidvolumenstrom zu führen und dabei umzulenken, idealerweise bei einem möglichst geringen Totaldruckverlust des designierten Fluidvolumenstroms. In other words, a guide means is set up to guide a designated fluid volume flow and thereby deflect it, ideally with the lowest possible total pressure loss of the designated fluid volume flow.
Unter einem „regelmäßig durchlässigen" Leitmittel wird verstan- den, dass das Leitmittel regulär zwischen den einzelnen Elemen ten, insbesondere einer Platte und/oder einem Umlenkungselement und/oder einer Umlenkschaufel, des Leitmittels, welche jeweils versetzt zueinander angeordnet sind, einen frei durchströmbaren Querschnitt aufweist, durch den ein designierter Fluidvolumen- ström strömen kann. A "regularly permeable" guide means that the guide means regularly has a freely flowable cross section between the individual elements, in particular a plate and / or a deflection element and / or a deflection vane, of the guide means, which are each offset from one another has through which a designated fluid volume flow can flow.
Vorzugsweise ist ein Element oder sind die Elemente des Leit mittels so ausgebildet, dass jeweils in der direkten Projekti onsrichtung oberhalb eines Sicherheitsventils oder eines jeden 11 Sicherheitsventils ein frei für den designierten Fluidvolumen- strom durchströmbarer Querschnitt angeordnet ist. Preferably, one element or the elements of the guide are designed in such a way that in each case in the direct projection direction above a safety valve or each 11 Safety valve is arranged a cross section through which the designated fluid volume flow can flow freely.
Vorzugsweise ist ein Leitmittel so ausgebildet, dass ein desig nierter Fluidvolumenstrom aus dem Leitmittel vorzugsweise und/o der überwiegend so abströmt, dass er in Richtung des Ventilationselements gerichtet abströmt. A guide means is preferably designed in such a way that a designed fluid volume flow preferably and / or predominantly flows out of the guide means in such a way that it flows away in the direction of the ventilation element.
Vorzugsweise ist ein Leitmittel dazu eingerichtet und/oder so ausgebildet, dass eine Strömungsablösung des designierten Flu idvolumenstroms an dem Leitmittel verhindert wird, bevor der designierte Fluidvolumenstrom die in Richtung des Ventilations elements orientierte designierte Abströmkante des Leitmittels erreicht hat. A guide means is preferably set up and / or designed in such a way that a flow separation of the designated fluid volume flow at the guide means is prevented before the designated fluid volume flow has reached the designated trailing edge of the guide means oriented in the direction of the ventilation element.
Vorzugsweise ist das hier vorgeschlagene Leitmittel strömungs mechanisch so ausgelegt, dass der designierte heiße Fluidvolu men- und Wärmestrom nur noch erschwert in einen Barrierebereich zwischen den Batteriemodulen und dem Leitmittel zurückströmen kann. The guide means proposed here is preferably designed in terms of flow mechanics in such a way that the designated hot fluid volume and heat flow can only flow back with difficulty into a barrier area between the battery modules and the guide means.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein Leit mittel ein Stanzteil aus Metall oder ein Formteil aus Kunststoff aufweisend Metall und/oder Mica, wodurch die Hitzebeständigkeit des Leitmittels vorteilhaft verbessert werden kann. According to a particularly preferred embodiment, a conductive means is a stamped part made of metal or a molded part made of plastic comprising metal and / or mica, as a result of which the heat resistance of the conductive means can advantageously be improved.
Unter einem „Barrierebereich" wird dabei ein Bereich verstanden, welcher sich zwischen dem Leitmittel und denjenigen Batteriemo dulen erstreckt, welche nicht thermisch eskalieren oder eska liert sind. A “barrier area” is understood to mean an area which extends between the conducting means and those battery modules which do not thermally escalate or are escalated.
Vorzugsweise ist der Barrierebereich zur Aufnahme einer thermi schen Isolationsschicht aus einem im Vergleich zu einem desig nierten Fluidvolumenstrom kalten Gasvolumen eingerichtet. 12 Unter einem „Einströmbereich" wird in Abgrenzung zu dem Barrie rebereich ein Bereich zwischen dem thermisch eskalierenden Bat teriemodul oder dem thermisch eskalierten Batteriemodul und dem Leitmittel verstanden. The barrier area is preferably set up to accommodate a thermal insulation layer composed of a gas volume that is cold compared to a designed fluid volume flow. 12th In contrast to the barrier area, an “inflow area” is understood to mean an area between the thermally escalating battery module or the thermally escalated battery module and the conducting means.
Vorzugsweise wird der Einströmbereich von dem Barrierebereich durch die Stromröhre des aus dem Sicherheitsventil designiert austretenden Fluidvolumenstrom abgegrenzt. Vorzugsweise ist der Einströmbereich gegenüber dem Barrierebe reich vergleichsweise klein. The inflow area is preferably delimited from the barrier area by the flow tube of the fluid volume flow that is designated as emerging from the safety valve. The inflow area is preferably comparatively small compared to the barrier area.
Vorzugsweise strömt der designierte Fluidvolumenstrom eines thermisch eskalierenden oder eskalierten Batteriemoduls aus dem Sicherheitsventil zunächst in den Einströmbereich. The designated fluid volume flow of a thermally escalating or escalating battery module preferably first flows out of the safety valve into the inflow area.
Vorzugsweise weist das Leitmittel und/oder zumindest ein Element eines Leitmittels, insbesondere eine Platte und/oder ein Umlen kungselement und/oder eine Umlenkschaufel, eine Hinterkante, also die in Strömungsrichtung eines designierten Fluidvolumen stroms am weitesten stromab liegende Geometrie des Leitmittels und/oder des Elements des Leitmittels, auf, welche derart aus gestaltet ist, dass ein designierter Fluidvolumenstrom in tan gentialer Richtung von der Geometrie abströmt, sie also nicht umfließt. The guide means and / or at least one element of a guide means, in particular a plate and / or a deflecting element and / or a deflecting vane, preferably has a rear edge, i.e. the geometry of the guide means and / or the most downstream in the flow direction of a designated fluid volume flow Element of the conducting means, which is designed in such a way that a designated fluid volume flow flows away from the geometry in a tangential direction, ie it does not flow around it.
Vorzugsweise ist die Hinterkante vergleichsweise scharfkantig ausgeführt, also insbesondere nicht grob gerundet. Vorzugsweise ist das hier vorgeschlagene Leitmittel aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgeformt, insbesondere auf Basis von Polyamid. Neben einem Leitmittel, welches im Wesentlichen aus Kunststoff besteht, sind so vorzugsweise auch Ausführungs formen denkbar, in denen ein Leitmittel mit Fasern gefüllt ist 13 und/oder Glasfasern aufweist und/oder Kohlefasern aufweist und/oder Naturfasern aufweist. The rear edge is preferably designed to be comparatively sharp-edged, that is to say in particular not roughly rounded. The guide means proposed here is preferably formed from a fiber-reinforced plastic, in particular based on polyamide. In addition to a guide means which essentially consists of plastic, embodiments are preferably also conceivable in which a guide means is filled with fibers 13 and / or has glass fibers and / or has carbon fibers and / or has natural fibers.
Vorzugsweise kann das hier vorgeschlagene Leitmittel in den Bat- teriedeckel oder andere bestehende Strukturelemente aus Kunst stoff integriert werden. The guide means proposed here can preferably be integrated into the battery cover or other existing structural elements made of plastic.
Vorzugsweise kann das hier vorgeschlagene Leitmittel mit einem Kunststoffpressverfahren oder einem Spritzgussverfahren herge- stellt werden. In einigen Ausführungsformen kann das hier vor geschlagene Leitmittel auch im Metall-Druckguss vorteilhaft hergestellt werden. The guide means proposed here can preferably be produced using a plastic molding process or an injection molding process. In some embodiments, the conductive means proposed here can also advantageously be produced in metal die casting.
Unter einer „Umlenkung" des designierten Fluidvolumenstroms wird eine Richtungsänderung des designierten Fluidvolumenstroms von wenigstens 30°, vorzugsweise wenigstens 50° und besonders von wenigstens 70° gegenüber der designierten Austrittsrichtung aus dem Sicherheitsventil verstanden. Vorzugsweise beträgt die Umlenkung des designierten Fluidvolu menstroms in Wechselwirkung mit dem Entlüftungskanal nahezu 90°, vorzugsweise 90° und weiterhin vorzugsweise mehr als 90°. A "deflection" of the designated fluid volume flow is understood to mean a change in direction of the designated fluid volume flow of at least 30 °, preferably at least 50 ° and especially at least 70 ° with respect to the designated exit direction from the safety valve Ventilation channel almost 90 °, preferably 90 ° and further preferably more than 90 °.
Unter einem „Entlüftungskanal" wird ein frei für einen desig- nierten Fluidvolumenstrom durchströmbarer also barrierefreier Kanal verstanden, welcher von Seitenwänden und dem Leitmittel gebildet wird, wobei der Entlüftungskanal von dem Leitmittel zum Ventilationselement führt, sodass ein designierter Fluidvolu menstrom mittels dem Leitmittel in den Entlüftungskanal einge- leitet wird, von dem Entlüftungskanal zu dem Ventilationselement geführt wird und durch das Ventilationselement in die Umgebung der Traktionsbatterie entweichen kann. 14 Insbesondere trennt der Entlüftungskanal räumlich einen Bereich innerhalb des Entlüftungskanals von einem anderen Bereich in nerhalb der Traktionsbatterie, in welchem unter anderem die Bat teriezellen angeordnet sind, jedoch weist ein Entlüftungskanal eine oder mehrere Öffnungen auf, die regelmäßig eine Durchströ mung zwischen den beiden genannten Bereichen zulassen. A "ventilation channel" is understood to mean a channel that can flow freely through a designed fluid volume flow and is thus barrier-free, which is formed by side walls and the guide means, the ventilation channel leading from the guide means to the ventilation element, so that a designated fluid volume flow by means of the guide means into the ventilation channel is introduced, is led from the ventilation channel to the ventilation element and can escape through the ventilation element into the vicinity of the traction battery In particular, the ventilation channel spatially separates an area within the ventilation channel from another area within the traction battery, in which the battery cells are arranged, among other things, but a ventilation channel has one or more openings that regularly allow a flow between the two areas mentioned .
Bisher sind im Stand der Technik Traktionsbatterien bekannt, die ein Sicherheitsventil in einem Batteriemodul aufweisen, sodass im Fall eines Überdruckes in einem Batteriemodul, insbesondere in Folge eines thermischen Ereignisses innerhalb des Batteriemo duls, ein designierter Fluidvolumenstrom aus dem Batteriemodul freigesetzt werden kann. Dieser strömt zunächst in das freie Volumen in der Umgebung des Batteriemoduls im Innenraum des Bat teriegehäuses . So far, traction batteries are known in the prior art that have a safety valve in a battery module so that in the event of an overpressure in a battery module, in particular as a result of a thermal event within the battery module, a designated fluid volume flow can be released from the battery module. This first flows into the free volume in the vicinity of the battery module in the interior of the battery housing.
Auch wenn im Stand der Technik bereits Batteriegehäuse mit einem Ventilationselement zur Be- und/oder Entlüftung des freien Vo lumens des Innenraums der Traktionsbatterie bekannt sind, so verteilt sich der designierte Fluidvolumenstrom zunächst über wiegend vollständig in dem freien Volumen des Innenraums der Traktionsbatterie und strömt erst im Anschluss entsprechend et waiger Randbedingungen des Ventilationselements aus dem freien Volumen des Batteriegehäuses ab. Even if battery housings with a ventilation element for ventilating the free volume of the interior of the traction battery are already known in the prior art, the designated fluid volume flow is initially distributed predominantly completely in the free volume of the interior of the traction battery and only flows then depending on any boundary conditions of the ventilation element from the free volume of the battery housing.
Es konnte bei im Stand der Technik bekannten Ausführungsformen von Traktionsbatterien beobachtet werden, dass der designierte Fluidvolumenstrom, welcher auch einen Wärmestrom mit sich führt, diesen Wärmestrom in erheblichem Maß an benachbarte Batteriemo- dule abgibt. Hierdurch heizen sich benachbarte Batteriemodule und/oder abweichende Batteriemodule ebenfalls zusätzlich auf, wodurch es in der Folge auch in diesen Batteriemodulen zu einem jeweiligen thermischen Ereignis kommen kann. Dies kann eine Ket tenreaktion auslösen, welche zum Totalausfall der Traktionsbat terie führen kann. 15 Weiterhin sind im Stand der Technik Traktionsbatterien bekannt, welche in einem Wirkzusammenhang mit dem Sicherheitsventil des Batteriemoduls ein zweites oberhalb gelegenes Sicherheitsventil aufweisen, welches ein Rückstrom des designierten Fluidvolumen stroms zu den benachbarten Batteriemodulen verhindern soll. Dies erfordert jedoch zunächst einen erneuten Druckanstieg in dem Bereich zwischen dem Sicherheitsventil des Batteriemoduls und dem oberhalb gelegenen zweiten Sicherheitsventil, wodurch der designierte Fluidvolumenstrom zunächst beruhigt wird, an kine tischer Energie zugunsten einer zusätzlichen Wärmeproduktion verliert und somit ebenfalls lediglich langsamer aus der Trak tionsbatterie abströmen kann. In the case of embodiments of traction batteries known in the prior art, it could be observed that the designated fluid volume flow, which also carries a heat flow with it, emits this heat flow to a considerable extent to adjacent battery modules. As a result, neighboring battery modules and / or deviating battery modules also heat up additionally, as a result of which a respective thermal event can also occur in these battery modules. This can trigger a chain reaction which can lead to a total failure of the traction battery. 15th Furthermore, traction batteries are known in the prior art which, in an operative connection with the safety valve of the battery module, have a second safety valve located above, which is intended to prevent a backflow of the designated fluid volume flow to the adjacent battery modules. However, this first requires a renewed pressure increase in the area between the safety valve of the battery module and the second safety valve located above, whereby the designated fluid volume flow is initially calmed down, loses kinetic energy in favor of additional heat production and can therefore also only flow more slowly from the traction battery .
Der von dem designierten Fluidvolumenstrom auf benachbarte Bat- teriemodule übertragene Wärmestrom hängt auch von der lokalen Nähe des designierten Fluidvolumen- und Wärmestroms zu einem benachbarten Batteriemodul und der Verweilzeit des designierten Fluidvolumen- und Wärmestroms innerhalb des Batteriegehäuses ab. The heat flow transferred from the designated fluid volume flow to adjacent battery modules also depends on the local proximity of the designated fluid volume and heat flow to an adjacent battery module and the dwell time of the designated fluid volume and heat flow within the battery housing.
Insofern ist ein besonders schnelles Abströmen des designierten Fluidvolumen und Wärmestroms aus dem Batteriegehäuse vorteil haft, damit die Wahrscheinlichkeit einer Kettenreaktion redu ziert werden kann und die Verfügbarkeit der Traktionsbatterie damit gesteigert werden kann. In this respect, a particularly rapid outflow of the designated fluid volume and heat flow from the battery housing is advantageous so that the probability of a chain reaction can be reduced and the availability of the traction battery can be increased.
Durch Vorsehen des hier vorgeschlagenen Leitmittels innerhalb des Batteriegehäuses kann die kinetische Energie des aus dem an dem Batteriemodul vorgesehenen Sicherheitsventil austretenden designierten Fluidvolumenstroms ideal genutzt werden, um den de signierten Fluidvolumen- und Wärmestrom schnellstmöglich so um zulenken, dass er in Richtung des Ventilationselements strömt, wobei er vorzugsweise gleichzeitig von den benachbarten Batte riemodulen möglichst beabstandet durch den Entlüftungskanal zum Ventilationselement geführt wird. 16 Das hier vorgeschlagene Leitmittel führt weiterhin dazu, dass der designierte Fluidvolumenstrom zwischen dem an dem Batte riemodul angeordneten Sicherheitsventil und dem Ventilations element mit dem geringstmöglichen Totaldruckverlust geführt werden kann, wodurch der designierte Fluidvolumen- und Wär mestrom schnellstmöglich aus dem Batteriegehäuse ausströmen kann. By providing the conductive means proposed here within the battery housing, the kinetic energy of the designated fluid volume flow emerging from the safety valve provided on the battery module can be ideally used to divert the de signed fluid volume and heat flow as quickly as possible so that it flows in the direction of the ventilation element, whereby it is preferably guided at the same time from the adjacent battery modules as spaced as possible through the ventilation duct to the ventilation element. 16 The guide means proposed here also means that the designated fluid volume flow between the safety valve arranged on the battery module and the ventilation element can be guided with the lowest possible total pressure loss, whereby the designated fluid volume and heat flow can flow out of the battery housing as quickly as possible.
Vorzugsweise ist das Leitmittel derart ausgeführt, dass die re gelmäßig durchlässigen und damit frei von einem designierten Fluidvolumenstrom durchströmbaren Querschnittsbereiche des Leitmittels fluidkorrespondierend zu dem oder den Sicherheits ventilen angeordnet sind, insbesondere in Projektionsrichtung des oder der Sicherheitsventile angeordnet sind. The guide means is preferably designed in such a way that the regularly permeable and thus free of a designated fluid volume flow through which cross-sectional areas of the guide means are arranged fluid corresponding to the safety valve (s), in particular are arranged in the projection direction of the safety valve (s).
Die insgesamt geringen Totaldruckverluste des designierten Flu idvolumen- und Wärmestroms können dadurch reduziert werden, dass der Fluidvolumenstrom möglichst ohne Kontraktionen und Aufwei tungen der Stromröhre geleitet wird, wobei Umlenkungen der Strö mung durch das hier vorgeschlagene Leitmittel gut gerundet ausgeführt werden. The overall low total pressure losses of the designated fluid volume and heat flow can be reduced by directing the fluid volume flow as far as possible without contractions and widening of the flow tube, with deflections of the flow being made well rounded by the guide means proposed here.
Mit anderen Worten ermöglicht das hier vorgeschlagene Leitmittel vorteilhaft, dass der designierten Fluidvolumen- und Wärmestrom, welcher im Fall eines thermischen Ereignisses aus dem an einem Batteriemodul angeordneten Sicherheitsventil ausströmt, schnellstmöglich aus dem Inneren des Batteriegehäuses abgeleitet werden kann, ohne zuvor eine kritische Wärmemenge auf ein anderes Batteriemodul übertragen zu haben. In other words, the guide means proposed here advantageously enables the designated fluid volume and heat flow, which flows out of the safety valve arranged on a battery module in the event of a thermal event, to be diverted as quickly as possible from the interior of the battery housing, without previously consuming a critical amount of heat to have transferred another battery module.
Somit kann eine Kettenreaktion in Folge eines thermischen Er eignisses in einem Batteriemodul verhindert oder die Eintritts wahrscheinlichkeit einer Kettenreaktion zumindest signifikant reduziert werden. 17 Durch das Ausbleiben einer Kettenreaktion kann der nicht ther misch eskalierte Bereich der Batteriemodule weiter benutzt wer den, sodass die Traktionsbatterie mit beschränkter Kapazität weiterbetrieben werden kann. A chain reaction as a result of a thermal event in a battery module can thus be prevented or the probability of a chain reaction occurring can at least be significantly reduced. 17th In the absence of a chain reaction, the non-thermally escalated area of the battery modules can continue to be used, so that the traction battery can continue to be operated with limited capacity.
Weiterhin kann die Anzahl von Zusatzkomponenten zur Führung des designierten Fluidvolumen- und Wärmestroms gegenüber im Stand der Technik bekannten Lösungen vorteilhaft reduziert werden. Hierdurch sinkt weiterhin der Prüfungs- und Kontrollaufwand für Traktionselemente, da weitere Ventile, insbesondere zweite Si cherheitsventile nicht überprüft oder kontrolliert werden müs sen, sofern diese nicht verbaut sind. Insgesamt kann so vorteilhaft der allgemeine Energieeintrag auf die benachbarten Batteriemodule gesenkt werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer thermalen Kettenreaktion der verblie benen Batteriemodule sinkt, wodurch auch die Gefahr von Bränden und/oder Explosionen reduziert werden kann. Furthermore, the number of additional components for guiding the designated fluid volume and heat flow can be advantageously reduced compared to solutions known in the prior art. This further reduces the testing and control effort for traction elements, since further valves, in particular second safety valves, do not have to be checked or checked unless they are installed. Overall, the general energy input to the neighboring battery modules can thus advantageously be reduced, whereby the probability of a thermal chain reaction of the remaining battery modules decreases, whereby the risk of fires and / or explosions can also be reduced.
Darüber hinaus kann die Entstehung und Ausbreitung von Feuer innerhalb des Batteriegehäuses zeitlich hinausgezögert, vermie den oder zumindest die Eintretenswahrscheinlichkeit von Feuer im Batteriegehäuse reduziert werden. In addition, the occurrence and spread of fire within the battery housing can be delayed, avoided, or at least the probability of fire occurring in the battery housing reduced.
Gemäß dem hier vorgeschlagenen Aspekt der Erfindung sei unter anderem an eine Traktionsbatterie gedacht, welche für jedes Bat teriemodul ein Sicherheitsventil aufweist, welches mit einem Leitmittel in fluidmechanischer Art und Weise derart korrespon- diert, dass das Leitmittel zur Umlenkung eines aus dem Sicher heitsventil designiert austretenden Fluidvolumenstroms in Richtung des zumindest einen Ventilationselements eingerichtet ist. Ein Batteriemodul kann dabei eine oder mehrere Batterie- 18 zellen aufweisen. Besonders bevorzugt kann die Mehrzahl von Bat teriemodulen in der Batterieschale und/oder dem Batteriedeckel befestigt werden. Alternativ weist eine Traktionsbatterie gemäß dem hier vorge schlagenen Aspekt der Erfindung für zumindest ein Batteriemodul eine Mehrzahl von Sicherheitsventilen auf, welche mit einem Leitmittel in fluidmechanischer Art und Weise derart korrespon dieren, dass das Leitmittel zur Umlenkung eines aus einem jeden Sicherheitsventil designiert austretenden Fluidvolumenstroms in Richtung des zumindest einen Ventilationselements eingerichtet ist. Auch gemäß dieser Alternative kann ein Batteriemodul dabei eine oder mehrere Batteriezellen aufweisen. Besonders bevorzugt kann die Mehrzahl von Batteriemodulen auch hier in der Batte- rieschale und/oder dem Batteriedeckel befestigt werden. According to the aspect of the invention proposed here, a traction battery is thought of, among other things, which has a safety valve for each battery module, which corresponds to a guide in a fluid-mechanical manner in such a way that the guide is designated to divert a discharge from the safety valve Fluid volume flow is set up in the direction of the at least one ventilation element. A battery module can have one or more battery 18 have cells. The plurality of battery modules can particularly preferably be fastened in the battery shell and / or the battery cover. Alternatively, a traction battery according to the aspect of the invention proposed here has a plurality of safety valves for at least one battery module, which correspond to a guide in a fluid-mechanical manner in such a way that the guide for deflecting a fluid volume flow designated from each safety valve in the direction of the at least one ventilation element is set up. According to this alternative, too, a battery module can have one or more battery cells. Particularly preferably, the plurality of battery modules can also be fastened here in the battery shell and / or the battery cover.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform weist das Leitmittel zumindest bereichsweise eine Platte auf, wobei zumindest eine Komponente eines Normalenvektors der Platte in Richtung des Ven- tilationselements ausgerichtet ist. According to an expedient embodiment, the guide means has a plate at least in some areas, at least one component of a normal vector of the plate being oriented in the direction of the ventilation element.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: The following should be explained in terms of the terms:
Unter einer „Platte" wird ein flächiger Bauteilbereich des Leit- mittels verstanden, welcher eben ist. A “plate” is understood to mean a flat component area of the guide means which is flat.
Vorzugsweise weist eine Platte keine Dickenverteilung in Rich tung ihrer Längserstreckungsrichtung auf. Mit anderen Worten ist eine Platte vorzugsweise nicht profiliert. A plate preferably has no thickness distribution in the direction of its longitudinal extension. In other words, a plate is preferably not profiled.
Es ist jedoch auch denkbar, dass eine Platte eine Profilierung aufweist. Insbesondere sei etwa bei einer profilierten Platte an eine Tropfenform gedacht, dessen abgerundetes Ende in Richtung 19 des Sicherheitsventils ausgerichtet ist, wobei das spitz zulau fende Ende des Tropfens in Richtung des Ventilationselements ausgerichtet ist. Ein „Normalenvektor" ist ein Vektor, welcher senkrecht auf einer Fläche oder Teilfläche steht, insbesondere auf einer Fläche oder Teilfläche des Leitmittels. Unter einer „Komponente eines Nor malenvektors" wird eine Richtungskomponente des Normalenvektors in einem Bezugskoordinatensystem verstanden, insbesondere in ei- nem kartesischen Bezugskoordinatensystem. Vorzugsweise zeigt eine Raumrichtung des Bezugskoordinatensystems in Richtung des Ventilationselements . However, it is also conceivable that a plate has a profile. In the case of a profiled plate, for example, a teardrop shape should be considered, the rounded end of which points in the direction 19 of the safety valve is aligned, wherein the pointed tapered end of the drop is aligned in the direction of the ventilation element. A "normal vector" is a vector that is perpendicular to a surface or partial surface, in particular on a surface or partial surface of the guide. A "component of a normal vector" is understood to mean a directional component of the normal vector in a reference coordinate system, in particular in a Cartesian one Reference coordinate system. A spatial direction of the reference coordinate system preferably points in the direction of the ventilation element.
Hier wird mit anderen Worten ein Leitmittel vorgeschlagen, wel- ches zumindest bereichsweis eine nicht profilierte oder profi lierte Platte aufweist, wobei zumindest eine Komponente eines Normalenvektors der Platte in Richtung des Ventilationselements ausgerichtet ist, während eine andere Komponente des Normalen vektors in Richtung des Sicherheitsventils ausgerichtet ist. In other words, a guide is proposed here, which at least in some areas has a non-profiled or profiled plate, at least one component of a normal vector of the plate being oriented in the direction of the ventilation element, while another component of the normal vector is oriented in the direction of the safety valve is.
Durch die geforderte Ausrichtung des Normalenvektors der Platte kann vorteilhaft erreicht werden, dass ein aus einem Sicher heitsventil austretender designierter Fluidvolumen- und Wär mestrom von dem Leitmittel in Richtung des Ventilationselements umgelenkt wird. As a result of the required alignment of the normal vector of the plate, it can advantageously be achieved that a designated fluid volume and heat flow emerging from a safety valve is deflected by the guide means in the direction of the ventilation element.
Sofern die Platte eine Profilierung aufweist, wird gefordert, dass der Normalenvektor eines Bereichs der Platte, die zumindest bereichweise das Leitmittel bildet, eine Komponente aufweist, welche in Richtung des Ventilationselements ausgerichtet ist, während eine andere Komponente des Normalenvektors in Richtung des Sicherheitsventils ausgerichtet ist. 20 Durch die Tropfenform kann vorteilhaft erreicht werden, dass der designierte Fluidvolumenstrom im Vergleich zu der Ausführungs form mit einer nicht profilierten Platte mit einem geringeren Druckverlust in Richtung des Ventilationselements umgelenkt wer den kann. If the plate has a profiling, it is required that the normal vector of an area of the plate, which at least partially forms the guide means, has a component which is oriented in the direction of the ventilation element, while another component of the normal vector is oriented in the direction of the safety valve. 20th As a result of the drop shape, it can advantageously be achieved that the designated fluid volume flow can be deflected in the direction of the ventilation element with a lower pressure loss compared to the embodiment with a non-profiled plate.
Bevorzugt weist das Leitmittel ein Umlenkungselement auf, wel ches mittels einer Mehrzahl von zusammenhängenden Platten aus gebildet ist. The guide means preferably has a deflection element which is formed by means of a plurality of connected plates.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: The following should be explained in terms of the terms:
Unter einem „Umlenkungselement" wird ein speziell geformtes Ele ment des Leitmittels verstanden, welches aus einer Mehrzahl von Platten, insbesondere aus zwei Platten, vorzugsweise aus drei Platten und besonders bevorzugt aus mehr als drei Platten aus gebildet ist, wobei die einzelnen Platten jeweils einen Winkel ungleich 180° zueinander aufweisen. Mit anderen Worten bilden zwei benachbarte Platten an deren Kontaktlinie jeweils eine Kante. Vorzugsweise ist diese Kante gut gerundet ausgeführt, wobei die jeweilige Rundung jeweils in Richtung eines designier ten Fluidvolumenstroms betrachtet beidseitig in einen flächigen Bereich übergeht. A "deflection element" is a specially shaped element of the guide means which is formed from a plurality of plates, in particular from two plates, preferably from three plates and particularly preferably from more than three plates, the individual plates each forming an angle In other words, two adjacent plates each form an edge on their contact line. This edge is preferably well rounded, the respective rounding merging into a flat area on both sides when viewed in the direction of a designated fluid volume flow.
Im Querschnitt weist ein Umlenkungselement vorzugsweise einen Polygonzug auf. Je nach Ausführung weist der Polygonzug abge rundete Ecken auf. A deflection element preferably has a polygon in cross section. Depending on the version, the polygon has rounded corners.
Vorzugsweise sind die ein Umlenkungselement bildenden Platten einstückig miteinander verbunden. The plates forming a deflection element are preferably connected to one another in one piece.
Durch das hier vorgeschlagene Element eines Leitmittels kann der designierte Fluidvolumenstrom vorteilhaft mittels mehrerer Rich tungsänderungen entlang des Umlenkungselements geführt werden. Hierdurch sind die einzelnen Richtungsänderungen im Vergleich zu By means of the element of a guide element proposed here, the designated fluid volume flow can advantageously be guided along the deflection element by means of several changes in direction. As a result, the individual changes in direction are compared to
- 21 einem Leitmittel in Form einer Platte kleiner, wodurch der To taldruckverlust des designierten Fluidvolumen- und Wärmestroms reduziert werden kann. - 21 a guide means in the form of a plate smaller, whereby the total pressure loss of the designated fluid volume and heat flow can be reduced.
Weiterhin vorteilhaft kann mit einem Umlenkungselement eine kom plexere Richtungsführung des designierten Fluidvolumenstroms er reicht werden, sodass auf komplexe geometrische Randbedingungen im Inneren der Traktionsbatterie reagiert werden kann. Unter komplexen geometrischen Randbedingungen wird verstanden, dass die Geometrie nicht durch eine zweidimensionale Beschreibung und eine Erstreckungsrichtung beschrieben werden kann. Dadurch kann die gedachte Mittellinie einer Stromröhre eine dreidimensionale Umlenkung ausweisen, sie liegt damit also nicht vollständig in einer einzelnen, beliebigen Ebene. Furthermore, a more complex directional guidance of the designated fluid volume flow can advantageously be achieved with a deflection element, so that it is possible to react to complex geometric boundary conditions inside the traction battery. Complex geometric boundary conditions are understood to mean that the geometry cannot be described by a two-dimensional description and a direction of extent. As a result, the imaginary center line of a flow tube can show a three-dimensional deflection, so it does not lie completely in a single, arbitrary plane.
Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform weist das Leitmittel eine Umlenkschaufel auf. According to a particularly expedient embodiment, the guide means has a deflection vane.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: The following should be explained in terms of the terms:
Eine „Umlenkschaufel" weist einen Körper mit einer konkaven In nenfläche auf. Hierbei umfasst die konkave Innenfläche mindes tens eine Biegung und ist somit abschnittsweise gekrümmt ausgebildet, wobei der Krümmungsradius entlang der Längserstre ckungsrichtung der Umlenkschaufel nicht notwendigerweise kon stant ist. Alternativ oder ergänzend kann die konkave Innenfläche mindestens einen Knick aufweisen. A "deflecting vane" has a body with a concave inner surface. Here, the concave inner surface comprises at least one bend and is thus curved in sections, the radius of curvature not necessarily being constant along the longitudinal extension direction of the deflecting vane. Alternatively or in addition, the have concave inner surface at least one kink.
Dabei ist vorgesehen, dass die mindestens eine Umlenkschaufel, üblicherweise die konkave Innenseite der mindestens einen Um lenkschaufel in Richtung des Ventilationselements orientiert ist. Mit anderen Worten soll die konkave Innenseite der mindes tens einen Umlenkschaufel dem Ventilationselement zugewandt sein. 22 Mit dem hier vorgeschlagenen Leitmittel in Form einer Umlenk schaufel kann der Totaldruckverlust des designierten Fluidvolu menstroms in Folge der Umlenkung der Strömung weiter vorteilhaft reduziert werden, insbesondere gegenüber einer Platte oder einem Umlenkungselement . It is provided that the at least one deflection vane, usually the concave inside of the at least one deflection vane, is oriented in the direction of the ventilation element. In other words, the concave inside of the at least one deflection vane should face the ventilation element. 22nd With the guide means proposed here in the form of a deflecting blade, the total pressure loss of the designated fluid volume flow as a result of the deflection of the flow can be further advantageously reduced, in particular compared to a plate or a deflection element.
Besonders bevorzugt ist die Umlenkschaufel profiliert ausgebil det. The deflecting vane is particularly preferably designed in a profiled manner.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: The following should be explained in terms of the terms:
Unter einem „profilierten" Element des Leitmittels wird verstan den, dass das Element, insbesondere die Platte und/oder das Um lenkungselement und/oder die Umlenkschaufel, in Richtung des designierten Fluidvolumenstroms von dem Sicherheitsventil zu dem Ventilationselement eine variierende Dickenverteilung aufweist. A "profiled" element of the guide means is understood to mean that the element, in particular the plate and / or the deflection element and / or the deflection vane, has a varying thickness distribution in the direction of the designated fluid volume flow from the safety valve to the ventilation element.
Vorzugsweise weist ein profiliertes Element eines Leitmittels die Dickenverteilung eines Tropfenprofils auf. A profiled element of a guide means preferably has the thickness distribution of a drop profile.
Vorzugsweise ähnelt die Form einer profilierten Umlenkschaufel einer gewölbten Tragfläche. The shape of a profiled deflecting vane preferably resembles a curved airfoil.
Die Innenseite der Umlenkschaufel kann als „Druckseite" angese hen werden, da durch die von der Geometrie hervorgerufene zir kulationsinduzierte Reduktion der Strömungsgeschwindigkeit auf dieser Seite der Umlenkschaufel zwischenzeitlich absinkt, wodurch der statische Druck, welcher auf die Umlenkschaufel wirkt, in Folge des Bernoulli-Effekts lokal ansteigt. Mit ande ren Worten führt die Erhaltung der spezifischen Energie der Flu idelemente entlang einer Stromlinie dazu, dass eine Reduzierung der lokalen Strömungsgeschwindigkeit zu einer Erhöhung des Dru ckes führt und umgekehrt. Der gegenteilige Effekt wirkt auf der anderen Seite der Umlenkschaufel. Auf der anderen Seite wird die Strömungsgeschwindigkeit lokal erhöht, wodurch der statische 23 Druck lokal sinkt, weswegen diese Seite auch als Saugseite be zeichnet werden kann. Der Unterdrück auf der Saugseite bewirkt, dass die Strömung an die Kontur der Umlenkschaufel angesaugt wird, womit auch eine Richtungsänderung in die Strömung einge- bracht wird. The inside of the deflecting vane can be regarded as the "pressure side" because the circulation-induced reduction in the flow velocity on this side of the deflecting vane caused by the geometry drops in the meantime, whereby the static pressure that acts on the deflecting vane is a result of the Bernoulli effect In other words, the maintenance of the specific energy of the fluid elements along a streamline means that a reduction in the local flow velocity leads to an increase in pressure and vice versa on the other hand, the flow velocity is increased locally, whereby the static 23 Pressure drops locally, which is why this side can also be referred to as the suction side. The negative pressure on the suction side has the effect that the flow is sucked into the contour of the deflection vane, which also changes the direction of the flow.
So kann vorteilhaft erreicht werden, dass die Totaldruckverluste durch eine möglichst gleichförmige und sanfte Umlenkung des de signierten Fluidvolumenstroms erneut reduziert werden können, insbesondere weil ein geringeres Maß an Turbulenz in dem desig nierten Fluidvolumenstrom erreicht werden kann, insbesondere im Vergleich zu einer Platte oder einem Umlenkungselement oder ei ner nicht profilierten Umlenkschaufel als potenzielle Elemente des Leitmittels. In this way, it can advantageously be achieved that the total pressure losses can be reduced again by deflecting the designed fluid volume flow as uniformly and gently as possible, in particular because a lower degree of turbulence can be achieved in the designed fluid volume flow, in particular compared to a plate or a deflection element or a non-profiled turning vane as potential elements of the guide means.
Somit lässt sich mit einer profilierten Umlenkschaufel das Ri siko einer thermischen Kettenreaktion besonders stark reduzie ren. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Leitmittel eine Kaskade von Platten und/oder Umlenkungselementen und/oder Umlenkschaufeln auf. The risk of a thermal chain reaction can thus be reduced particularly sharply with a profiled deflection vane. According to a particularly preferred embodiment, the guide means has a cascade of plates and / or deflection elements and / or deflection blades.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: The following should be explained in terms of the terms:
Unter einer „Kaskade" wird eine Mehrzahl von Elementen des Leit mittels verstanden, welche jeweils versetzt zueinander angeord net sind, sodass zwischen den einzelnen Elementen ein frei von einem designierten Fluidvolumenstrom durchströmbarer Quer- schnitt gebildet wird. A “cascade” is understood to mean a plurality of elements of the guide means, which are each arranged offset to one another, so that a cross-section through which a designated fluid volume flow can flow is formed between the individual elements.
Vorzugsweise wird eine Kaskade von einer Mehrzahl von Platten gebildet. 24 Weiterhin vorzugsweise wird eine Kaskade von einer Mehrzahl von Umlenkungselementen gebildet. A cascade of a plurality of plates is preferably formed. 24 Furthermore, a cascade of a plurality of deflection elements is preferably formed.
Besonders bevorzugt wird eine Kaskade von einer Mehrzahl von Umlenkschaufein gebildet, insbesondere von einer Mehrzahl von profilierten Umlenkschaufein. A cascade is particularly preferably formed by a plurality of deflecting vanes, in particular by a plurality of profiled deflecting vanes.
Ebenfalls sei daran gedacht, dass eine Kaskade von unterschied lichen Elementen gebildet sein kann. So kann eine Kaskade unter anderem gleichermaßen von einer Mehrzahl von Umlenkschaufeln und/oder Umlenkungselementen und/oder Platten gebildet sein. It should also be remembered that a cascade can be formed from different elements. Thus, a cascade can, among other things, equally be formed by a plurality of deflection blades and / or deflection elements and / or plates.
Vorzugsweise sind die einzelnen Elemente des Leitmittels neben einander und jeweils versetzt zueinander angeordnet, weiterhin vorzugsweise mit einem gleichen Abstand zwischen den einzelnen Elementen. The individual elements of the guide means are preferably arranged next to one another and each offset from one another, further preferably with the same spacing between the individual elements.
Unter anderem sei aber auch an eine Kaskade von Elementen eines Leitmittels gedacht, welche nicht äquidistant zueinander ange- ordnet sind, sodass auf spezifische Geometrische Randbedingungen innerhalb des Batteriegehäuses der Traktionsbatterie reagiert werden kann. Among other things, however, a cascade of elements of a guide means that are not arranged equidistant from one another, so that specific geometric boundary conditions within the battery housing of the traction battery can be reacted to, is also considered.
Vorzugsweise ist eine Kaskade von Elementen des Leitmittels so ausgebildet, dass jeweils in der direkten Projektionsrichtung oberhalb eines Sicherheitsventils ein frei für den designierten Fluidvolumenstrom durchströmbarer Querschnitt angeordnet ist. A cascade of elements of the guide means is preferably designed in such a way that a cross section through which the designated fluid volume flow can flow is arranged above a safety valve in each case in the direct projection direction.
Vorzugsweise weisen die einzelnen in einer Kaskade angeordneten Element des Leitmittels die gleiche Größe auf. The individual elements of the conducting means arranged in a cascade are preferably of the same size.
Jedoch sei auch an eine Kaskade gedacht, welche Elemente des Leitmittels mit unterschiedlicher Größe aufweist, damit situa- 25 tionsgerecht ein möglichst geringer Totaldruckverlust beim Um lenken des designierten Fluidvolumenstroms vorteilhaft erreicht werden kann. Mit anderen Worten wird hier ein aerodynamisch gestaltetes Um lenkgitter für ein Leitmittel in Form einer Kaskade aus Elementen des Leitmittels vorgeschlagen. However, a cascade should also be considered, which has elements of the conductive means of different sizes, so that situational 25 Appropriate to the application, the lowest possible total pressure loss when diverting the designated fluid volume flow can advantageously be achieved. In other words, an aerodynamically designed order steering grille is proposed for a guide means in the form of a cascade of elements of the guide means.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass ein designier- ter Fluidvolumenstrom, unabhängig von demjenigen Sicherheits ventil aus dem er austritt, besonders effizient zu dem Ventilationselement geführt werden kann, wodurch das Risiko ei ner thermischen Kettenreaktion besonders vorteilhaft reduziert werden kann. It can advantageously be achieved that a designated fluid volume flow, independently of the safety valve from which it emerges, can be conducted particularly efficiently to the ventilation element, whereby the risk of a thermal chain reaction can be reduced particularly advantageously.
Optional erstreckt sich der Entlüftungskanal oberhalb des Leit mittels . Optionally, the ventilation channel extends above the guide means.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: The following should be explained in terms of the terms:
Unter einer Erstreckung des Entlüftungskanals „oberhalb" des Leitmittels wird verstanden, dass der Entlüftungskanal aus Sicht eines Batteriemoduls oberhalb und auf der anderen Seite des Leitmittels angeordnet ist. Unter „oberhalb" ist explizit nicht zwangsläufig ein oberhalb im Sinne der Ausrichtung im Einbauzu stand im Kraftfahrzeug zu verstehen, insbesondere auch nicht in Relation mit der Richtung der Schwerkraft/Erdbeschleunigung. Ge genüber der Gesamtausrichtung im Einbauzustand kann ein Entlüf tungskanal gemäß diesem Aspekt der Erfindung also auch seitlich und/oder unterhalb angeordnet sein. An extension of the ventilation channel “above” the guide means is understood to mean that the ventilation channel is arranged above and on the other side of the guide means from the point of view of a battery module. “Above” does not necessarily mean above in the sense of the orientation when installed in the motor vehicle to understand, especially not in relation to the direction of gravity / acceleration due to gravity. Compared to the overall orientation in the installed state, a ventilation duct according to this aspect of the invention can also be arranged laterally and / or below.
Mit anderen Worten ist das Leitmittel bei einem sich oberhalb des Leitmittels erstreckenden Entlüftungskanal dazu eingerich- 26 tet, den designierten Fluidvolumenstrom aus einer aus einem Si cherheitsventil ausströmenden Richtung in Richtung des Ventila tionselements umzulenken. Vorteilhaft kann hiermit ein sehr geringer Totaldruckverlust des designierten Fluidvolumenstroms auf seiner zurückzulegenden Strecke zwischen dem Sicherheitsventil und dem Ventilationsele ment erreicht werden, insbesondere wegen der geometrisch beding ten nur geringfügigen und damit besonders effizienten Umlenkung des heißen designierten Fluidvolumenstroms in Richtung des Ven tilationselements . In other words, the guide means is set up for this purpose in the case of a ventilation duct extending above the guide means tet to divert the designated fluid volume flow from a direction flowing out of a safety valve in the direction of the ventila tion element. Advantageously, a very low total pressure loss of the designated fluid volume flow on its distance to be covered between the safety valve and the Ventilationsele element can be achieved, in particular because of the geometrically only slight and thus particularly efficient deflection of the hot designated fluid volume flow in the direction of the ventilation element.
Weiterhin kann vorteilhaft erreicht werden, dass ein Barrierebe reich zwischen den Batteriemodulen und dem Leitmittel weitest- gehend frei von einem aus einem Sicherheitsventil designiert ausströmenden heißen Fluidvolumenstrom bleibt, wodurch ein ther mischer Isolationsbereich zwischen dem heißen designierten Flu idvolumenstrom in dem Entlüftungskanal und den Batteriemodulen entsteht, welche seitlich desjenigen Batteriemoduls angeordnet sind, aus dem der heiße designierte Fluidvolumenstrom ausströmt. Furthermore, it can advantageously be achieved that a barrier area between the battery modules and the conducting means remains largely free of a designated hot fluid volume flow flowing out of a safety valve, which creates a thermal insulation area between the hot designated fluid volume flow in the ventilation duct and the battery modules, which are arranged to the side of that battery module from which the designated hot fluid volume flow flows out.
Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform ist das Ver hältnis zwischen einem freien Querschnitt zwischen zwei Leitele menten und dem Querschnitt zwischen dem Einströmbereich und dem zumindest einen Barrierebereich größer als 1. According to a particularly expedient embodiment, the ratio between a free cross section between two guide elements and the cross section between the inflow area and the at least one barrier area is greater than 1.
Bevorzugt ist das Verhältnis zwischen einem freien Querschnitt zwischen zwei Leitelementen und dem Querschnitt zwischen dem Einströmbereich und dem zumindest einen Barrierebereich größer als 1,1, weiterhin bevorzugt größer als 1,2, weiterhin bevorzugt größer als 1,3, besonders bevorzugt größer als 1,5, weiterhin besonders bevorzugt größer als 1,7 und weiterhin besonders be vorzugt größer als 2,0. 27 Weiterhin ist das Verhältnis zwischen einem freien Querschnitt zwischen zwei Leitelementen und dem Querschnitt zwischen dem Einströmbereich und dem zumindest einen Barrierebereich vorzugs weise größer als 3, weiterhin vorzugsweise größer als 4, bevor- zugt größer als 6, weiterhin bevorzugt größer als 8 und besonders bevorzugt größer als 10. The ratio between a free cross section between two guide elements and the cross section between the inflow area and the at least one barrier area is preferably greater than 1.1, further preferably greater than 1.2, further preferably greater than 1.3, particularly preferably greater than 1, 5, further particularly preferably greater than 1.7 and further particularly preferably greater than 2.0. 27 Furthermore, the ratio between a free cross section between two guide elements and the cross section between the inflow area and the at least one barrier area is preferably greater than 3, further preferably greater than 4, preferably greater than 6, further preferably greater than 8 and particularly preferably greater than 10.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass der Totaldruck verlust eines designierten Fluidvolumenstroms beim Strömen in Richtung des Barrierebereichs höher ist als der Totaldruckver lust eines designierten Fluidvolumenstroms beim Strömen von dem Einströmbereich durch das Leitmittel in Richtung des Entlüf tungskanals. Dadurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass der designierte Fluidvolumenstrom überwiegend durch das Leitmittel in Richtung des Entlüftungskanals strömt und sich gleichzeitig in dem Barrierebereich eine thermisch isolierende Schicht aus bilden kann, die die Neigung benachbarter Batteriemodule eben falls zu eskalieren zusätzlich vorteilhaft abmindern kann. Weiterhin optional erstreckt sich der Entlüftungskanal seitlich des Leitmittels. This can advantageously achieve that the total pressure loss of a designated fluid volume flow when flowing in the direction of the barrier area is higher than the total pressure loss of a designated fluid volume flow when flowing from the inflow area through the guide means in the direction of the ventilation duct. In this way, it can advantageously be achieved that the designated fluid volume flow predominantly flows through the guide means in the direction of the ventilation channel and at the same time a thermally insulating layer can form in the barrier area, which can also advantageously reduce the tendency of neighboring battery modules to escalate. Furthermore, optionally, the ventilation channel extends to the side of the guide means.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Erstreckt sich der Entlüftungskanal „seitlich" des Leitmittels, so ist hierunter zu verstehen, dass der Entlüftungskanal aus Sicht eines Batteriemoduls oberhalb des Batteriemoduls angeord net ist, wobei er sich weiterhin auch seitlich des ebenfalls oberhalb des Batteriemoduls angeordneten Leitmittels erstreckt. Aus Sicht des Batteriemoduls ist der Entlüftungskanal also seit lich neben dem Leitmittel angeordnet. 28 Dabei ist das Leitmittel dazu eingerichtet, den aus dem Batte riemodul designiert ausströmenden Fluidvolumenstrom so umzulen ken, dass er in den Entlüftungskanal mit Richtung in Richtung des Ventilationselements umgelenkt wird. In terms of terms, the following is explained: If the ventilation channel extends "laterally" of the conducting means, this is to be understood as the fact that the venting channel is arranged above the battery module from the perspective of a battery module, and it also extends to the side of the conducting means, which is also arranged above the battery module From the point of view of the battery module, the ventilation duct is thus arranged laterally next to the guide means In this case, the guide means is set up to deflect the fluid volume flow designated as flowing out of the battery module in such a way that it is deflected into the ventilation channel in the direction of the ventilation element.
Vorteilhaft kann hiermit eine Ausführungsform erreicht werden, die nur einen besonders geringen Bauraumbedarf aufweist. In this way, an embodiment can advantageously be achieved which only requires a particularly small amount of space.
Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform ist ein Leit- mittel und/oder ein Element des Leitmittels, insbesondere eine Platte und/oder ein Umlenkungselement und/oder eine Umlenkschau fel, dazu eingerichtet, sich bei einem Wärmeeintrag zu verfor men, wobei eine designierte Verformung dazu eingerichtet ist, dass durch die designierte Verformung ein frei von einem desig- nierten Fluidvolumenstrom durchströmbarer Querschnitt zwischen zwei benachbarten Elementen verkleinert und/oder verschlossen wird. According to a particularly expedient embodiment, a guide means and / or an element of the guide means, in particular a plate and / or a deflection element and / or a deflection blade, is set up to deform when heat is introduced, a designated deformation being set up for this purpose is that the designated deformation reduces and / or closes a cross section through which a designed fluid volume flow can flow freely between two adjacent elements.
Vorzugsweise ist die thermische Verformung des hier vorgeschla- genen Leitmittels strömungsmechanisch so ausgelegt, dass der de signierte heiße Fluidvolumen- und Wärmestrom nur noch erschwert in einen Barrierebereich zwischen den Batteriemodulen und dem Leitmittel zurückströmen kann. Unter anderem sei gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungs form daran gedacht, dass die thermische Verformung des hier vor geschlagenen Leitmittels dazu führt, dass das regelmäßig durchlässige Leitmittel ein Leitelement in Form einer Platte und/oder eines Umlenkungselements und/oder einer Umlenkschaufel aufweist, welches nach der thermisch induzierten Verformung an seinem direkt benachbarten Leitelement anliegt, insbesondere fluiddicht anliegt. Die thermische Verformung kann dabei ein oder mehrere oder alle Leitelemente eines Leitmittels betreffen. 29 Auf diese Weise kann vorteilhaft erreicht werden, dass die Se parierung des heißen designierten Fluidvolumen- und Wärmestroms gegenüber den benachbarten Batteriemodulen weiter verbessert werden kann, wodurch das Risiko einer thermalen Kettenreaktion weiter sinkt. The thermal deformation of the guide means proposed here is preferably designed in terms of flow mechanics in such a way that the designated hot fluid volume and heat flow can only flow back with difficulty into a barrier area between the battery modules and the guide means. Among other things, according to a particularly preferred embodiment, it should be considered that the thermal deformation of the guide means proposed here leads to the regularly permeable guide means having a guide element in the form of a plate and / or a deflection element and / or a deflection vane, which after the thermally induced deformation rests on its directly adjacent guide element, in particular rests fluid-tight. The thermal deformation can affect one or more or all guide elements of a guide. 29 In this way, it can advantageously be achieved that the separation of the hot designated fluid volume and heat flow compared to the adjacent battery modules can be further improved, as a result of which the risk of a thermal chain reaction is further reduced.
Gemäß einer optionalen Ausführungsform ist das Leitmittel als Leitmitteleinheit ausgebildet. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: According to an optional embodiment, the guide means is designed as a guide means unit. The following should be explained in terms of the terms:
Unter einer Ausführungsform in welcher das Leitmittel als „Leit mitteleinheit" ausgeführt ist, wird verstanden, dass das Leit mittel als separates Bauteil oder als separate Baugruppe ausgeformt wird. Mit anderen Worten wird die Leitmitteleinheit nicht in einem Verfahrensschritt gemeinsam mit der Batterie schale oder dem Batteriedeckel ausgeformt. An embodiment in which the guide means is designed as a “guide means unit” is understood to mean that the guide means is formed as a separate component or as a separate assembly. In other words, the guide means unit is not formed in one process step together with the battery shell or the battery cover shaped.
Vorzugsweise kann die Leitmitteleinheit in einem nachfolgenden Prozessschritt jedoch mit der Batterieschale oder dem Batterie deckel stoffschlüssig oder formschlüssig oder kraftschlüssig verbunden werden. Preferably, however, in a subsequent process step, the guide unit can be connected to the battery shell or the battery cover in a materially or positively or non-positively manner.
Vorzugsweise ist die Leitmitteleinheit dazu eingerichtet, den Entlüftungskanal zumindest einseitig so zu begrenzen, dass ein designierter Fluidvolumenstrom durch das Leitmittel in den Ent lüftungskanal einströmen kann. The guide means unit is preferably set up to limit the ventilation channel at least on one side in such a way that a designated fluid volume flow can flow through the guide means into the ventilation channel.
Vorteilhaft kann hiermit eine besonders kostengünstige Herstel- lung des Leitmittels erreicht werden. In this way, a particularly cost-effective production of the guide means can advantageously be achieved.
Weiterhin kann vorteilhaft erreicht werden, dass das Leitmittel nachgerüstet und/oder bei Bedarf ausgetauscht werden kann. 30 Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform ist der Entlüftungska nal in dem Batteriedeckel ausgeformt. Furthermore, it can advantageously be achieved that the guide means can be retrofitted and / or replaced if necessary. 30th According to an advantageous embodiment, the Entlüftungska channel is formed in the battery cover.
In einer Ausführungsform in welcher der Entlüftungskanal in dem Batteriedeckel ausgeformt ist, weist der Batteriedeckel vorzugs weise auch das Ventilationselement auf. In one embodiment in which the ventilation channel is formed in the battery cover, the battery cover preferably also has the ventilation element.
Hierdurch kann vorteilhaft ein robustes Bauteil erreicht werden, welches einfach und kompakt gestaltet werden kann. In this way, a robust component can advantageously be achieved which can be designed simply and compactly.
Weiterhin kann hierdurch vorteilhaft der Montageaufwand für den Entlüftungskanal reduziert werden. Furthermore, the assembly effort for the ventilation duct can advantageously be reduced as a result.
Gemäß einer optionalen Ausführungsform sind der Entlüftungskanal und das Leitmittel in dem Batteriedeckel ausgeformt. According to an optional embodiment, the ventilation channel and the conducting means are formed in the battery cover.
Zweckmäßigerweise weist der Batteriedeckel nach einer der hier beschriebenen Ausführungsweise vorzugsweise auch das Ventilati onselement auf. Appropriately, according to one of the embodiment described here, the battery cover preferably also has the ventilation element.
Vorzugsweise kann zusätzlich zu dem Batteriedeckel ein Platten element ausgeformt sein, welches dazu eingerichtet ist, zumin dest den Bereich des Batteriedeckels, in welchem der Entlüftungskanal und das Leitmittel angeordnet sind, einseitig zu bedecken und damit vorzugsweise den Entlüftungskanal auszu bilden. Preferably, in addition to the battery cover, a plate element can be formed which is designed to cover at least the area of the battery cover in which the ventilation channel and the conducting means are arranged on one side and thus preferably to form the ventilation channel.
Dabei sei gemäß einer ersten Variante daran gedacht, dass der Batteriedeckel an der designiert der Batterieschale und somit vorzugsweise auch den Batteriemodulen zugewandten Seite von ei nem Plattenelement bedeckt wird. Dieses Plattenelement kann stoffschlüssig oder formschlüssig oder kraftschlüssig mit dem Batteriedeckel verbunden sein. In dieser Variante weist das Plattenelement einen oder mehrere Durchbrüche auf und/oder das Plattenelement verschließt den Batteriedeckel nicht vollflächig 31 in Richtung des Entlüftungskanals, sodass ein designierter Flu- idvolumenstrom von der Batterieschale und somit von den Batte riemodulen in den Entlüftungskanal einströmen kann. According to a first variant, it should be considered that the battery cover is covered by a plate element on the side facing the battery shell and thus preferably also facing the battery modules. This plate element can be materially or positively or non-positively connected to the battery cover. In this variant, the plate element has one or more openings and / or the plate element does not close the battery cover 31 over the entire area in the direction of the ventilation duct, so that a designated fluid volume flow from the battery shell and thus from the battery modules can flow into the ventilation duct.
Gemäß einer zweiten Variante sei daran gedacht, dass der Batte riedeckel an seiner Außenseite, also an der von den Batteriemo dulen abgewandten Seite von einem Plattenelement verschlossen werden kann. Weiterhin bevorzugt kann der Batteriedeckel in die ser Ausführungsform einen für einen designierten Fluidvolumen strom durchlässigen Bereich aufweisen, über den der designierte Fluidvolumenstrom von dem Batteriemodul oder den Batteriemodulen ausströmend in den Batteriedeckel einströmen kann, insbesondere in den Bereich des Batteriedeckels, welcher das Leitmittel und den Entlüftungskanal aufweist. Das Plattenelement auf der Au ßenseite des Batteriedeckels kann stoffschlüssig oder form schlüssig oder kraftschlüssig mit dem Batteriedeckel verbunden sein. According to a second variant, it should be considered that the battery cover can be closed on its outside, ie on the side facing away from the battery modules, by a plate element. In this embodiment, the battery cover can furthermore preferably have an area that is permeable to a designated fluid volume flow, via which the designated fluid volume flow can flow from the battery module or the battery modules into the battery cover, in particular into the area of the battery cover which contains the conducting means and the ventilation duct having. The plate element on the outer side of the battery cover can be connected to the battery cover in a materially or positively or non-positively manner.
Hierdurch kann vorteilhaft ein robustes Bauteil mit integrierter Funktionalität erreicht werden, welches einfach und kompakt ge staltet werden kann. In this way, a robust component with integrated functionality can advantageously be achieved, which can be designed in a simple and compact manner.
Weiterhin kann hierdurch vorteilhaft der Montageaufwand für den Entlüftungskanal und das Leitmittel reduziert werden. Furthermore, the assembly effort for the ventilation duct and the guide means can advantageously be reduced as a result.
Gemäß einer weiteren optionalen Ausführungsform sind der Ent lüftungskanal und das Leitmittel in einer Entlüftungseinheit ausgeformt. According to a further optional embodiment, the ventilation duct and the guide means are formed in a ventilation unit.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: The following should be explained in terms of the terms:
Unter einer „Entlüftungseinheit" wird ein separates Bauteil oder eine separate Baugruppe verstanden, welche das Leitmittel und den Entlüftungskanal aufnimmt. Dieses separate Bauteil oder diese separate Baugruppe kann mit dem Batteriegehäuse verbunden 32 werden, insbesondere mit dem Batteriedeckel oder der Batterie schale. A “ventilation unit” is understood to mean a separate component or a separate assembly which accommodates the conducting means and the ventilation channel. This separate component or this separate assembly can be connected 32 to the battery housing especially with the battery cover or the battery tray.
Vorteilhaft kann hierdurch ein funktionsoptimiert ausgelegtes und gefertigtes kompaktes und robustes Bauteil erreicht werden. In this way, a functionally optimized, designed and manufactured, compact and robust component can advantageously be achieved.
Bevorzugt weist die Batterieschale und/oder der Batteriedeckel zumindest eine Trennwand zum Abtrennen zumindest zwei benach barter Bereiche auf, wobei in den zumindest zwei Bereichen je weils zumindest ein Batteriemodul (20, 22) angeordnet ist. The battery shell and / or the battery cover preferably has at least one partition for separating at least two adjacent areas, with at least one battery module (20, 22) being arranged in each of the at least two areas.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: The following should be explained in terms of the terms:
Unter einem „Bereich" wird ein Aufnahmevolumen zur Aufnahme ei nes Batteriemoduls verstanden, welcher vorzugsweise von einem benachbarten Bereich abgetrennt ist. Besonders bevorzugt stehen benachbarte Bereiche nicht in einer Fluidkommunikation zueinan der. Vorzugsweise ist die Wandstärke einer Trennwand zwischen zwei Bereichen größer oder gleich 0,5 mm, bevorzugt größer oder gleich 1 mm und besonders bevorzugt größer oder gleich 1,5 mm. Weiterhin vorzugsweise ist die Wandstärke einer Trennwand zwi schen zwei Bereichen größer oder gleich 2 mm, bevorzugt größer oder gleich 3 mm und besonders bevorzugt größer oder gleich 4 mm. An "area" is understood to mean a receiving volume for receiving a battery module, which is preferably separated from an adjacent area. Adjacent areas are particularly preferably not in fluid communication with one another. The wall thickness of a partition between two areas is preferably greater than or equal to 0, 5 mm, preferably greater than or equal to 1 mm and particularly preferably greater than or equal to 1.5 mm. Furthermore, the wall thickness of a partition between two areas is preferably greater than or equal to 2 mm, preferably greater than or equal to 3 mm and particularly preferably greater than or equal to 4 mm.
Unter einer „Trennwand" wird eine zumindest teilweise räumliche Trennung zwischen zumindest zwei benachbarten Bereichen verstan den, welche zur thermischen Isolation zwischen den zumindest zwei benachbarten Bereichen eingerichtet ist. A “partition” is understood to mean an at least partial spatial separation between at least two adjacent areas, which is set up for thermal insulation between the at least two adjacent areas.
Unter anderem sei daran gedacht, dass eine Trennwand benachbarte Bereich designiert zumindest aufweisend ein Batteriemodul von einander trennt, wobei ein designiert aus zumindest einem der getrennten Batteriemodule austretendes Heißgas passierend ein Leitmittel in einen gemeinsamen Entlüftungskanal einströmt, so- dass ein designiertes aus einem oder jedem der Batteriemodule 33 austretendes Heißgas der durch die Trennwand getrennten Batte- riemodule über einen gemeinsamen Entlüftungskanal abgeleitet werden kann. Vorzugsweise ist das Leitmittel dazu eingerichtet, insbesondere durch seine Formgebung dazu eingerichtet, dass ein in dem Entlüftungskanal befindliches Heißgas nicht in den Be reich zwischen einem Sicherheitsventil und dem Leitmittel zu rückströmen kann. Among other things, it should be considered that a partition separates adjacent area designated at least having one battery module from one another, with a designated hot gas emerging from at least one of the separate battery modules flowing through a conduction means into a common ventilation channel, so that a designated one from one or each of the Battery modules 33 escaping hot gas from the battery modules separated by the partition can be diverted via a common ventilation duct. The guide means is preferably set up, in particular due to its shape, so that a hot gas located in the ventilation duct cannot flow back into the area between a safety valve and the guide means.
Optional ist die Batterieschale in zumindest zwei Bereiche auf- geteilt, wobei in den zumindest zwei Bereichen jeweils zumindest ein Batteriemodul angeordnet ist, wobei das zumindest eine Bat teriemodul jedes Bereiches mit einem separaten Leitmittel und/o der einem separaten Entlüftungskanal in einer Fluidkommunikation steht. Optionally, the battery shell is divided into at least two areas, with at least one battery module being arranged in each of the at least two areas, the at least one battery module of each area being in fluid communication with a separate conduction means and / or a separate ventilation duct.
Vorteilhaft kann so erreicht werden, dass ein von einem thermisch eskalierenden Batteriemodul ausgehender Heißgasvolumenstrom un mittelbar durch einen Entlüftungskanal, insbesondere einen se paraten Entlüftungskanal, abgeführt werden kann, wodurch der Wärmeeintrag in benachbarte Batteriemodule reduziert werden kann. It can advantageously be achieved in this way that a hot gas volume flow emanating from a thermally escalating battery module can be discharged directly through a ventilation duct, in particular a separate ventilation duct, whereby the heat input into adjacent battery modules can be reduced.
Vorzugsweise besteht eine Trennwand aus einem langfaserverstärk tem Polyamid. Vorzugsweise ist die zumindest eine Trennwand ein- stückig mit der Batterieschale und/oder dem Batteriedeckel verbunden. Preferably, a partition is made of a long-fiber reinforced polyamide. The at least one partition is preferably connected in one piece to the battery shell and / or the battery cover.
Bevorzugt steht jeder Entlüftungskanal mit einem separaten Ven tilationselement in einer Fluidkommunikation. Each ventilation channel is preferably in fluid communication with a separate ventilation element.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass nach dem Er eignis einer thermischen Eskalation einer Batteriezelle ein Be reich der Traktionsbatterie zunächst nicht weiterverwendet werden kann, ein anderer Bereich jedoch vollständig in Takt 34 bleiben kann und folglich auch zum Abtransport des Kraftfahr zeugs oder zum weiteren Betrieb des Kraftfahrzeugs genutzt wer den kann. Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform weist die Batterie schale ein Hitzeschutzschild auf. In this way, it can advantageously be achieved that after the event of a thermal escalation of a battery cell, one area of the traction battery can initially no longer be used, but another area can be fully used in cycle 34 can remain and consequently also to transport the motor vehicle or to continue operating the motor vehicle who can be used. According to an advantageous embodiment, the battery shell has a heat shield.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Unter einem „Hitzeschutzschild" wird eine Schicht verstanden, welche dazu eingerichtet ist eine unter dieser Schicht liegende Schicht vor thermischer Energie zu schützen. In terms of terms, the following is explained in this regard: A “heat protection shield” is understood to mean a layer which is set up to protect a layer underneath this layer from thermal energy.
Zweckmäßig weist ein Hitzeschutzschild eine Dicke von größer oder gleich 1 mm auf, bevorzugt von größer oder gleich 1,5 mm und besonders bevorzugt von größer oder gleich 2 mm. Weiterhin bevorzugt weist ein Hitzeschutzschild eine Dicke von größer oder gleich 2,5 mm auf, bevorzugt von größer oder gleich 3 mm und besonders bevorzugt von größer oder gleich 3,5 mm. A heat protection shield expediently has a thickness of greater than or equal to 1 mm, preferably greater than or equal to 1.5 mm and particularly preferably greater than or equal to 2 mm. A heat protection shield also preferably has a thickness of greater than or equal to 2.5 mm, preferably greater than or equal to 3 mm and particularly preferably greater than or equal to 3.5 mm.
Vorzugsweise weist ein Hitzeschutzschild ein besonders wärmebe ständiges Material auf, insbesondere Mica und/oder langfaser verstärktes Polyamid und/oder Metall, insbesondere Stahl. Konkret sei hierbei auch an Hitzeschutzschilde gedacht, welche eine Kombination einer ersten Schicht aus langfaserverstärktem Polyamid und eine zweite Schicht aus Mica und/oder Metall, ins besondere Stahl, aufweisen. A heat protection shield preferably has a particularly heat-resistant material, in particular mica and / or long-fiber reinforced polyamide and / or metal, in particular steel. Specifically, heat protection shields should also be considered here, which have a combination of a first layer made of long fiber-reinforced polyamide and a second layer made of mica and / or metal, in particular steel.
Vorzugsweise besteht eine Faser eines langfaserverstärkten Po- lyamids aus einer Glasfaser und/oder einer Carbonfaser und/oder einer Aramidfaser und/oder einer Basaltfaser. Vorzugsweise be trägt der Faseranteil einer langfaserverstärkten Hitzeschutz schicht einen Faservolumenanteil von größer oder gleich 40 %. 35 Vorzugweise wird vorgeschlagen, direkt einem designierten Heiß gas ausgesetzte Bereiche mit einem Hitzeschutzschild zu schüt zen. Diese finden sich unter anderem unmittelbar oder mittelbar oberhalb eines Sicherheitsventils. A fiber of a long fiber-reinforced polyamide preferably consists of a glass fiber and / or a carbon fiber and / or an aramid fiber and / or a basalt fiber. The fiber content of a long fiber-reinforced heat protection layer preferably has a fiber volume content of greater than or equal to 40%. 35 It is preferably proposed to protect areas directly exposed to a designated hot gas with a heat shield. These can be found directly or indirectly above a safety valve, among other things.
Zweckmäßig ist ein Hitzeschutzschild in dem Entlüftungskanal an geordnet. Weiterhin ist konkret denkbar, dass ein Leitmittel direkt aus einem Material eines Hitzeschutzschildes besteht. A heat shield is expediently arranged in the ventilation duct. Furthermore, it is concretely conceivable that a conducting means consists directly of a material of a heat protection shield.
Vorzugsweise weist ein Hitzeschutzschild ein Stanzteil aus Me tall oder ein Form-/Stempelteil aus Kunststoff mit lokalen Me- tall-/Micaabschirmungen auf. A heat protection shield preferably has a stamped part made of metal or a molded / stamped part made of plastic with local metal / mica shields.
Bevorzugt weist die Traktionsbatterie zumindest einen Wärmespei cher auf, wobei der Wärmespeicher eine Wärmeleitfähigkeit und eine Wärmekapazität aufweist. The traction battery preferably has at least one heat accumulator, the heat accumulator having a thermal conductivity and a heat capacity.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: The following should be explained in terms of the terms:
Unter einem „Wärmespeicher" wird ein Speicher für thermische Energie verstanden. Dabei ist der Wärmespeicher dazu eingerich tet, Wärmeenergie von dem Heißgas einer thermisch eskalierenden Batteriezelle und/oder einem thermisch eskalierenden Batteriemo dul aufzunehmen und zeitlich versetzt wieder abzugeben. A “heat store” is understood to mean a store for thermal energy. The heat store is set up to absorb heat energy from the hot gas of a thermally escalating battery cell and / or a thermally escalating battery module and to release it again at different times.
Vorzugsweise weist ein Wärmespeicher Steinwolle auf oder besteht aus Steinwolle. A heat accumulator preferably has rock wool or consists of rock wool.
Vorteilhaft kann so erreicht werden, dass ein designiertes Heiß gas vor dem Austritt aus der Traktionsbatterie so stark abgekühlt werden kann, dass eine Gefährdung der Fahrzeugumgebung durch das heiße Gas verringert oder verhindert werden kann. Dabei sei unter anderem an einen Kraftstofftank in einem Hybridfahrzeug gedacht, der so vor einem designierten Heißgas geschützt werden kann. 36 Weiterhin vorteilhaft kann hierdurch der maximale Wärmestrom von dem Heißgas einer thermisch eskalierenden Batteriezelle und/oder einem thermisch eskalierenden Batteriemodul auf die Batterie schale und/oder den Batteriedeckel und/oder das Leitmittel und/oder ein benachbartes Batteriemodul reduziert werden. Ins besondere kann so ein Beitrag dazu geleistet werden, dass die Batterieschale und/oder der Batteriedeckel und/oder das Leit mittel von dem Heißgas nicht oder nicht zu stark erweicht werden und/oder benachbarte Batteriemodule nicht ebenfalls thermisch eskalieren . It can advantageously be achieved in this way that a designated hot gas can be cooled down so much before it exits the traction battery that a hazard to the vehicle environment from the hot gas can be reduced or prevented. Among other things, a fuel tank in a hybrid vehicle that can be protected from a designated hot gas is considered. 36 In this way, the maximum heat flow from the hot gas of a thermally escalating battery cell and / or a thermally escalating battery module to the battery shell and / or the battery cover and / or the conducting means and / or an adjacent battery module can also advantageously be reduced. In particular, such a contribution can be made to ensure that the battery shell and / or the battery cover and / or the conductive medium are not or not too much softened by the hot gas and / or neighboring battery modules do not likewise thermally escalate.
Optional liegt die Wärmekapazität des Wärmespeichers in einem Bereich von größer oder gleich 0,2 kJ/kgK und kleiner oder gleich 1,2 kJ/kgK, bevorzugt in einem Bereich von größer oder gleich 0,6 kJ/kgK und kleiner oder gleich 1,1 kJ/kgK und besonders be vorzugt in einem Bereich von größer oder gleich 0,8 kJ/kgK und kleiner oder gleich 1,0 kJ/kgK. Optionally, the heat capacity of the heat accumulator is in a range of greater than or equal to 0.2 kJ / kgK and less than or equal to 1.2 kJ / kgK, preferably in a range of greater than or equal to 0.6 kJ / kgK and less than or equal to 1, 1 kJ / kgK and particularly preferably in a range of greater than or equal to 0.8 kJ / kgK and less than or equal to 1.0 kJ / kgK.
Weiterhin optional ist die Wärmeleitfähigkeit des Wärmespeichers größer oder gleich 0,3 W/mK, bevorzugt größer oder gleich 2 W/mK und besonders bevorzugt größer oder gleich 5 W/mK. Furthermore, optionally, the thermal conductivity of the heat store is greater than or equal to 0.3 W / mK, preferably greater than or equal to 2 W / mK and particularly preferably greater than or equal to 5 W / mK.
Vorzugsweise kann an einem Wärmespeicher ein Netz und/oder ein Gitter vorgesehen sein, welches mit seiner Wärmekapazität und seiner vergleichbar großen Oberfläche, die mit dem Heißgas in Kontakt kommt, einen besonders großen Wärmestrom aufnehmen und so das Heißgas besonders effizient abkühlen kann. Vorzugsweise weist das Netz und/oder das Gitter Metallfasern und/oder Glas fasern und/oder Basaltfasern auf. A network and / or a grid can preferably be provided on a heat accumulator, which, with its heat capacity and its comparably large surface area that comes into contact with the hot gas, absorbs a particularly large heat flow and can thus cool the hot gas particularly efficiently. The net and / or the grid preferably has metal fibers and / or glass fibers and / or basalt fibers.
Optional ist der Wärmespeicher in dem Entlüftungskanal der Trak tionsbatterie angeordnet. Vorteilhaft kann die Wirksamkeit des Wärmespeichers hierdurch direkt in dem thermisch besonders be lasteten Entlüftungskanal genutzt werden. 37 Bevorzugt weist der Wärmespeicher Metallfasern und/oder ein Me tallgitter auf, insbesondere Metallfasern und/oder ein Metall gitter aus Aluminium und/oder Kupfer. Optionally, the heat accumulator is arranged in the ventilation duct of the traction battery. The effectiveness of the heat accumulator can thereby advantageously be used directly in the ventilation duct, which is particularly thermally loaded. 37 The heat storage device preferably has metal fibers and / or a metal grid, in particular metal fibers and / or a metal grid made of aluminum and / or copper.
Vorteilhaft kann hierdurch ein besonders robuster und effizien ter Wärmespeicher erreicht werden. In this way, a particularly robust and efficient heat accumulator can advantageously be achieved.
Weiterhin vorzugsweise weist ein Wärmespeicher ein Kernbereich und ein Randbereich auf. Bevorzugt ist der Kernbereich ein Lat entwärmespeicher und/oder ein thermochemischer Wärmespeicher. Besonders bevorzugt weist der Randbereich ein Metallgestrick auf. Furthermore, a heat accumulator preferably has a core area and an edge area. The core area is preferably a lat heat accumulator and / or a thermochemical heat accumulator. The edge area particularly preferably has a metal knitted fabric.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass durch die ver gleichsweise hohe Wärmeleitfähigkeit des Metallgestricks ein de signiertes Heißgas besonders schnell abgekühlt werden kann und die vergleichsweise hohe Wärmekapazität des Kernbereichs eine vergleichsweise hohe thermische Energie aufnehmen kann. Advantageously, this can mean that, due to the comparatively high thermal conductivity of the metal knitted fabric, a signed hot gas can be cooled particularly quickly and the comparatively high heat capacity of the core area can absorb comparatively high thermal energy.
Besonders bevorzugt weist der Wärmespeicher einen Latentwärme speicher auf. The heat store particularly preferably has a latent heat store.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: The following should be explained in terms of the terms:
Unter einem „Latentwärmespeicher" wird ein Wärmespeicher ver standen, welcher bei der Aufnahme und/oder bei der Abgabe einer thermischen Energie nicht oder nur geringfügig die fühlbare Au ßentemperatur ändert. Vorzugsweise ist ein Latentwärmespeicher ein Wärmespeicher, welcher thermische Energie durch Phasenüber gang eines Wärmespeichermediums speichert. A "latent heat accumulator" is understood to mean a heat accumulator which does not or only slightly changes the sensible outside temperature when absorbing and / or releasing thermal energy .
Vorteilhaft kann von dem Wärmespeicher so thermische Energie gespeichert werden, ohne dass der Wärmespeicher selbst die Bat terieschale und/oder den Batteriedeckel und/oder das Leitmittel und/oder ein benachbartes Batteriemodul erwärmt. 38 Zweckmäßig weist der Wärmespeicher einen thermochemischen Wär mespeicher auf. In this way, thermal energy can advantageously be stored by the heat accumulator without the heat accumulator itself heating the battery shell and / or the battery cover and / or the conducting means and / or an adjacent battery module. 38 The heat storage device expediently has a thermochemical heat storage device.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: The following should be explained in terms of the terms:
Unter einem „thermochemischer Wärmespeicher" wird ein Wärmespei cher verstanden, welcher thermische Energie mit Hilfe von endo- und exothermen Reaktionen speichert. Vorzugsweise weist ein thermochemischer Wärmespeicher ein Silicagel oder einen Zeolit hen auf. A “thermochemical heat store” is understood to mean a heat store which stores thermal energy with the aid of endothermic and exothermic reactions. A thermochemical heat store preferably comprises a silica gel or a zeolite.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Traktionsbatterie nach dem ersten Aspekt der Erfindung. According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a motor vehicle having a traction battery according to the first aspect of the invention.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: The following should be explained in terms of the terms:
Unter einem „Kraftfahrzeug" wird ein durch einen Motor angetrie benes Fahrzeug verstanden. Vorzugsweise ist ein Kraftfahrzeug nicht an eine Schiene gebunden oder zumindest nicht dauerhaft spurgebunden . A “motor vehicle” is understood to mean a vehicle driven by an engine. A motor vehicle is preferably not tied to a rail or at least not permanently track-bound.
Es versteht sich, dass sich die vorstehend beschriebenen Vor teile einer Traktionsbatterie unmittelbar auf ein Kraftfahrzeug erstrecken, welches eine derartige Traktionsbatterie aufweist. It goes without saying that the above-described parts of a traction battery extend directly to a motor vehicle which has such a traction battery.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des zweiten Aspekts mit dem Gegenstand des vorstehenden Aspekts der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ. It should be expressly pointed out that the subject matter of the second aspect can advantageously be combined with the subject matter of the above aspect of the invention, both individually or cumulatively in any combination.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung erge ben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen: 39 Figur 1: schematisch eine erste Traktionsbatterie aus dem Stand der Technik; Further advantages, details and features of the invention result from the exemplary embodiments explained below. In detail: 39 FIG. 1: schematically, a first traction battery from the prior art;
Figur 2: schematisch eine zweite Traktionsbatterie aus demFigure 2: schematically a second traction battery from the
Stand der Technik; State of the art;
Figur 3: schematisch eine Traktionsbatterie mit einem Leitmit tel und einem sich oberhalb des Leitmittels erstre ckenden Entlüftungskanal; FIG. 3: schematically, a traction battery with a Leitmit tel and a ventilation duct extending above the Leitmit;
Figur 4: perspektivisch eine Traktionsbatterie mit einem Leit mittel und einem sich oberhalb des Leitmittels erstre ckenden Entlüftungskanal; FIG. 4: a perspective view of a traction battery with a guide means and a ventilation duct extending above the guide means;
Figur 5: schematisch eine Traktionsbatterie mit einem durch denFigure 5: schematically a traction battery with a through the
Wärmeeintrag lokal verformten Leitmittel; Heat input locally deformed conductive agent;
Figur 6a: schematisch eine Traktionsbatterie mit einem Leitmit tel und einem sich seitlich des Leitmittels erstre ckenden Entlüftungskanal; FIG. 6a: schematically, a traction battery with a Leitmit tel and a ventilation duct extending to the side of the guide means;
Figur 6b: perspektivisch eine Traktionsbatterie mit einem Leit mittel und einem sich seitlich des Leitmittels erstre ckenden Entlüftungskanal; FIG. 6b: a perspective view of a traction battery with a guide means and a ventilation duct extending to the side of the guide means;
Figur 7: schematisch einen Batteriedeckel mit einem integrier ten Entlüftungskanal und eine Leitmitteleinheit; FIG. 7: schematically, a battery cover with an integrated ventilation duct and a guide unit;
Figur 8: schematisch eine Entlüftungseinheit mit integriertenFigure 8: schematically a ventilation unit with integrated
Entlüftungskanal und Leitmittel; Ventilation duct and guide means;
Figur 9: schematisch einen Batteriedeckel mit integriertem Ent lüftungskanal und Leitmittel und ein innenliegendes Plattenelement; und 40 Figur 10: schematisch einen Batteriedeckel mit integriertem Ent lüftungskanal und Leitmittel und ein außenliegendes Plattenelement . FIG. 9: schematically, a battery cover with an integrated ventilation duct and guide means and an internal plate element; and 40 FIG. 10: schematically, a battery cover with an integrated ventilation duct and guide means and an external plate element.
In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszei chen gleiche Bauteile bzw. gleiche Merkmale, sodass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bau teils auch für die anderen Figuren gilt, sodass eine wiederho lende Beschreibung vermieden wird. Ferner sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform be schrieben wurden, auch separat in anderen Ausführungsformen ver wendbar . In the description that follows, the same reference characters denote the same components or the same features, so that a description made with reference to a figure with regard to a construction also applies in part to the other figures, so that a repeated description is avoided. Furthermore, individual features that have been described in connection with one embodiment can also be used separately in other embodiments.
Die Traktionsbatterie 1 in Fig. 1 besteht im Wesentlichen aus einem Batteriegehäuse 10 und einer Mehrzahl von Batteriemodulen 20, 22, wovon ein Batteriemodul 20 thermisch eskaliert ist. The traction battery 1 in FIG. 1 essentially consists of a battery housing 10 and a plurality of battery modules 20, 22, of which one battery module 20 is thermally escalated.
Jedes Batteriemodul 20, 22 weist ein separates Sicherheitsventil 24 auf, durch welches ein designierter Fluidvolumenstrom 26 bei einem drohenden Überdruck in dem Batteriemodul 20, 22 entweichen kann. Each battery module 20, 22 has a separate safety valve 24, through which a designated fluid volume flow 26 can escape in the event of an impending overpressure in the battery module 20, 22.
Das Batteriegehäuse 10 der Traktionsbatterie 1 weist ein Venti lationselement 42 auf, durch welches der Innenraum (nicht be zeichnet) der Traktionsbatterie 1 gegenüber der Umgebung 5 der Traktionsbatterie 1 be- und entlüftet werden kann. The battery housing 10 of the traction battery 1 has a ventilation element 42 through which the interior (not be characterized) of the traction battery 1 can be ventilated with respect to the environment 5 of the traction battery 1.
Aus dem thermisch eskalierten Batteriemodul 20 strömt ein de signierter Fluidvolumenstrom 26 über das zugehörige Sicherheits ventil 24 in den Innenraum (nicht bezeichnet) des Batteriegehäuses 10. A signed fluid volume flow 26 flows from the thermally escalated battery module 20 via the associated safety valve 24 into the interior (not designated) of the battery housing 10.
Der designierte Fluidvolumenstrom 26 wird in der Traktionsbat terie 1 nicht umgelenkt, prallt gegen das Batteriegehäuse 10 und The designated fluid volume flow 26 is not deflected in the Traktionsbat terie 1, collides with the battery housing 10 and
- 41 verteilt sich zunächst im Innenraum (nicht bezeichnet) des Bat teriegehäuses. Hierdurch wärmt sich der Innenraum (nicht be zeichnet) des Batteriegehäuses 10 in Folge des von dem designierten Fluidvolumenstroms 26 mitgeführten Wärmestroms (nicht bezeichnet) auf, wodurch es zu einer Beschleunigung der thermischen Ausbreitung 50 von dem thermisch eskalierten Batte riemodul 20 auf die benachbarten Batteriemodule 22 kommt. - 41 is initially distributed in the interior (not designated) of the battery housing. As a result, the interior (not designated) of the battery housing 10 warms up as a result of the heat flow (not designated) carried along by the designated fluid volume flow 26, which accelerates the thermal propagation 50 from the thermally escalated battery module 20 to the adjacent battery modules 22 comes.
Erreichen die benachbarten Batteriemodule 22 eine kritische Tem peratur (nicht dargestellt), so können auch die benachbarten Batteriemodule 22 thermisch eskalieren. Dies kann sich in Form einer Kettenreaktion fortsetzen, wodurch die Gefahr einer Ent zündung der Traktionsbatterie 1 ansteigt. If the neighboring battery modules 22 reach a critical temperature (not shown), the neighboring battery modules 22 can also thermally escalate. This can continue in the form of a chain reaction, whereby the risk of ignition of the traction battery 1 increases.
Die Traktionsbatterie 1 in Fig. 2 weist ein Batteriegehäuse 10 auf, welches aus einer Batterieschale 12 und einem Batteriede ckel 14 besteht. The traction battery 1 in FIG. 2 has a battery housing 10 which consists of a battery shell 12 and a battery cover 14.
Batteriedeckel 14 und Batterieschale 12 sind formschlüssig oder kraftschlüssig oder stoffschlüssig miteinander verbunden. The battery cover 14 and the battery shell 12 are positively or non-positively or cohesively connected to one another.
Der Batteriedeckel 14 weist eine Ebene (nicht bezeichnet) mit einer Mehrzahl von zweiten Sicherheitsventilen 28 auf, welche einen Barriereraum (nicht bezeichnet) zwischen den Batteriemo dulen 20, 22 und der Ebene (nicht bezeichnet) begrenzen. The battery cover 14 has a plane (not designated) with a plurality of second safety valves 28 which limit a barrier space (not designated) between the Batteriemo modules 20, 22 and the plane (not designated).
Vorzugsweise kommuniziert jeweils ein zweites Sicherheitsventil 28 mit jeweils einem Sicherheitsventil 24. A second safety valve 28 each preferably communicates with a respective safety valve 24.
Im Fall einer thermischen Eskalation des Batteriemoduls 20 öff net sich das Sicherheitsventil 24 des Batteriemoduls 20 und ein designierter Fluidvolumenstrom 26 tritt aus dem Batteriemodul 20 aus und in den Barriereraum (nicht bezeichnet) unterhalb der Ebene (nicht bezeichnet) mit der Mehrzahl von zweiten Sicher heitsventilen 28 ein. 42 Ab einem definierten Überdruck in dem Barriereraum öffnet sich das zweite Sicherheitsventil 28 oberhalb des Sicherheitsventils 24 des Batteriemoduls 20 und der designierte Fluidvolumenstrom 26 kann seinen Weg in den Bereich oberhalb der Ebene (nicht bezeichnet) und anschließend durch das Ventilationselement 42 in die Umgebung 5 der Traktionsbatterie 1 fortsetzen. In the event of a thermal escalation of the battery module 20, the safety valve 24 of the battery module 20 opens and a designated fluid volume flow 26 emerges from the battery module 20 and into the barrier space (not designated) below the level (not designated) with the plurality of second safety valves 28 a. 42 From a defined overpressure in the barrier space, the second safety valve 28 opens above the safety valve 24 of the battery module 20 and the designated fluid volume flow 26 can find its way into the area above the level (not designated) and then through the ventilation element 42 into the environment 5 of the traction battery 1 continue.
Die Traktionsbatterie 1 in Fig. 3 weist ein Leitmittel 30 auf, welches eine Mehrzahl von Elementen des Leitmittels 32 aufweist. Bei den Elementen des Leitmittels 32 handelt es sich um Umlen kungselemente 32, welche in einer Kaskade (nicht bezeichnet) angeordnet sind. Kommt es zu einer thermischen Eskalation des Batteriemoduls 20 und tritt über das Sicherheitsventil 24 des Batteriemoduls 20 ein designierter Fluidvolumenstrom 26 aus, so wird er unmittel bar von dem Leitmittel 30 in den Entlüftungskanal 40 in Richtung des Ventilationselements 42 umgelenkt, von wo aus er in die Umgebung 5 der Traktionsbatterie 1 entweichen kann. The traction battery 1 in FIG. 3 has a conducting means 30, which has a plurality of elements of the conducting means 32. The elements of the guide means 32 are Umlen effect elements 32 which are arranged in a cascade (not designated). If there is a thermal escalation of the battery module 20 and a designated fluid volume flow 26 emerges via the safety valve 24 of the battery module 20, it is diverted directly from the guide means 30 into the ventilation channel 40 in the direction of the ventilation element 42, from where it enters the Environment 5 of the traction battery 1 can escape.
Der Entlüftungskanal 40 ist dazu eingerichtet, den designierten Fluidvolumenstrom 26 ohne größere Totaldruckverluste (nicht ab gebildet) in Richtung des Ventilationselements 42 weiterzulei- ten. The ventilation channel 40 is set up to forward the designated fluid volume flow 26 without major total pressure losses (not shown) in the direction of the ventilation element 42.
Unterhalb des Leitmittels 30 verbleibt neben dem thermisch es kalierten Batteriemodul 20 oberhalb der benachbarten Batteriemo- dule 22 ein Teil der vor dem thermischen Ereignis vorhandenen, vergleichsweise kalten Luft (nicht dargestellt) und bildet so eine Barriereschicht (nicht bezeichnet) aus kalter Luft (nicht dargestellt) innerhalb eines Barrierebereichs (nicht bezeichnet) gegenüber dem designierten Fluidvolumenstrom 26, welche eine thermische Isolation zwischen den benachbarten Batteriemodulen 43 22 und dem designierten Fluidvolumenstrom 26 in dem Entlüftungs kanal 40 bewirkt und somit einen Wärmestrom (nicht abgebildet) von dem designierten Fluidvolumenstrom 26 in die benachbarten Batteriemodule 22 reduziert. Below the conductive means 30, in addition to the thermally calibrated battery module 20, above the adjacent battery modules 22, some of the comparatively cold air (not shown) that was present before the thermal event remains and thus forms a barrier layer (not shown) of cold air (not shown) ) within a barrier area (not designated) with respect to the designated fluid volume flow 26, which provides thermal insulation between the adjacent battery modules 43 22 and the designated fluid volume flow 26 in the ventilation channel 40 and thus a heat flow (not shown) from the designated fluid volume flow 26 into the adjacent battery modules 22 is reduced.
Demnach ergibt sich vorzugsweise zwischen dem Leitmittel 30 und den nicht thermisch eskalierten Batteriemodulen 22 innerhalb des dort befindlichen Barrierebereichs (nicht bezeichnet) eine ther misch isolierende Barriereschicht (nicht bezeichnet), welche sich vorteilhaft zwischen dem vergleichsweise heißen designier ten Fluidvolumenstrom 26 und den thermisch nicht eskalierten Batteriemodulen 22 erstreckt. Accordingly, there is preferably a thermally insulating barrier layer (not designated) between the conductive means 30 and the non-thermally escalated battery modules 22 within the barrier area located there (not designated), which is advantageously between the comparatively hot designated fluid volume flow 26 and the thermally non-escalated one Battery modules 22 extends.
In Abgrenzung zu dem Barrierebereich (nicht bezeichnet) befindet sich zwischen dem Leitmittel 30 und dem thermisch eskalierten Batteriemodul 20 ein Einströmbereich (nicht bezeichnet, in wel chen der designierte Fluidvolumenstrom 26 aus dem Sicherheits ventil 24 zunächst einströmt. In contrast to the barrier area (not designated), there is an inflow area (not designated, in which the designated fluid volume flow 26 from the safety valve 24 first flows in) between the conducting means 30 and the thermally escalated battery module 20.
Die Traktionsbatterie 1 in Fig. 4 ist perspektivisch darge stellt. Die Elemente 32 des Leitmittels 30 sind seitlich ver schlossen, wodurch ein designierter Fluidvolumenstrom 26 noch besser und mit geringeren Totaldruckverlusten (nicht abgebildet) in den Entlüftungskanal 40 umgelenkt und in Richtung des Venti lationselements 42 geleitet werden kann. The traction battery 1 in Fig. 4 is perspective Darge provides. The elements 32 of the conducting means 30 are laterally closed ver, whereby a designated fluid volume flow 26 can be deflected even better and with lower total pressure losses (not shown) in the ventilation duct 40 and directed towards the ventilation element 42.
Die Traktionsbatterie 1 in Fig. 5 weist ein Leitmittel 30 auf, welches eine Mehrzahl von thermisch verformten Elementen 34 des Leitmittels 30 aufweist. The traction battery 1 in FIG. 5 has a conducting means 30 which has a plurality of thermally deformed elements 34 of the conducting means 30.
Durch den oberhalb des Leitmittels 30 durch den Entlüftungskanal 40 in Richtung des Ventilationselements 42 strömenden designier ten Fluidvolumenstrom 26 sind die Elemente 34 des Leitmittels 30 thermisch verformt. 44 Die thermische Verformung (nicht bezeichnet) ist derart ausge prägt, dass ein freier Querschnitt (nicht bezeichnet) zwischen zwei benachbarten Elementen 34 des Leitmittels 30 sowie zwischen dem Entlüftungskanal 40 und dem Barrierebereich (nicht bezeich net) durch die Verformung (nicht bezeichnet) verkleinert oder verschlossen wird. As a result of the designated fluid volume flow 26 flowing through the ventilation channel 40 in the direction of the ventilation element 42 above the conducting means 30, the elements 34 of the conducting means 30 are thermally deformed. 44 The thermal deformation (not designated) is shaped in such a way that a free cross section (not designated) between two adjacent elements 34 of the conducting means 30 and between the ventilation duct 40 and the barrier area (not designated) is reduced or decreased by the deformation (not designated) is locked.
Hierdurch kann eine Durchmischung des im Vergleich zu der Luft in der Barriereschicht (nicht bezeichnet) heißen designierten Fluidvolumenstroms 26 vermindert oder verhindert werden, wodurch die thermische Isolation der Barriereschicht (nicht bezeichnet) gegenüber den benachbarten Batteriemodulen 22 verbessert werden kann. As a result, mixing of the designated fluid volume flow 26, which is hot compared to the air in the barrier layer (not designated), can be reduced or prevented, whereby the thermal insulation of the barrier layer (not designated) with respect to the adjacent battery modules 22 can be improved.
Vorzugsweise kann das Leitmittel 30 direkt oberhalb des Sicher heitsventils 24, aus dem der designierte Fluidvolumenstrom 26 ausströmt, durch den designierte Fluidvolumenstrom 26 in gegen sätzlicher Weise verformt werden, sodass sich der freie Quer schnitt, durch den der designierte Fluidvolumenstrom 26 strömt, vergrößert. Dabei wird optional und bevorzugt auch der freie Querschnitt des Entlüftungskanal 40 in der vom Ventilationsele ment 42 abgewandten Richtung verringert, wodurch vorteilhaft eine unerwünschte Nebenströmung des designierten Fluidvolumen stroms 26 in den von dem Ventilationselement 42 abgewandten Be reich des Entlüftungskanals 40 reduziert oder verhindert werden kann. The guide means 30 can preferably be deformed directly above the safety valve 24, from which the designated fluid volume flow 26 flows out, by the designated fluid volume flow 26, so that the free cross-section through which the designated fluid volume flow 26 flows is enlarged. Optionally and preferably, the free cross section of the ventilation channel 40 is also reduced in the direction facing away from the Ventilationsele element 42, whereby an undesirable secondary flow of the designated fluid volume flow 26 in the area of the ventilation channel 40 facing away from the ventilation element 42 can be reduced or prevented.
Die Traktionsbatterie 1 in Fig. 6a und 6b weist einen Entlüf tungskanal 40 auf, welcher seitlich des Leitmittels 30 angeord net ist. Dies ist in Fig. 6a schematisch und in Fig. 6b perspektivisch dargestellt. The traction battery 1 in Fig. 6a and 6b has a ventilation duct 40 which is on the side of the conductive means 30 angeord net. This is shown schematically in FIG. 6a and in perspective in FIG. 6b.
Ein designierter Fluidvolumenstrom (nicht dargestellt) tritt im Fall eines thermischen Eskalierens eines Batteriemoduls 22 über ein Sicherheitsventil 24 in den Bereich des Leitmittels 30 aus, 45 wird dort durch die Interaktion mit den Elementen 32 des Leit mittels 30 in den seitlich des Leitmittels 30 angeordneten Ent lüftungskanal 40 umgelenkt und von dort mit möglichst geringen weiteren Totaldruckverlusten (nicht dargestellt) in Richtung des Ventilationselements 42 weitergeleitet. In the event of a thermal escalation of a battery module 22, a designated fluid volume flow (not shown) emerges via a safety valve 24 into the area of the conducting means 30, 45 is deflected there by the interaction with the elements 32 of the guide means 30 in the ventilation duct 40 arranged on the side of the guide means 30 and passed on from there with the lowest possible further total pressure losses (not shown) in the direction of the ventilation element 42.
Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel (nicht dargestellt) ist ebenso denkbar, dass eine Traktionsbatterie 1 in Anlehnung an die Traktionsbatterie 1 aus Fig. 6a und 6b ebenfalls einen Entlüftungskanal 40 aufweist, welcher seitlich des Leitmittels 30 angeordnet ist, wobei anstelle der in Fig. 6a und 6b darge stellten Sicherheitsventile 24 jeweils Durchbrüche (nicht dar gestellt) ausgebildet sind. Auf der von dem Leitmittel 30 abgewandten Seite der Durchbrüche (nicht dargestellt) sind in diesem Fall Batteriemodule 22 ange ordnet, welche vorzugsweise mit den Durchbrüchen (nicht darge stellt) kommunizierend angeordnet sind. Dabei ist ein Barrierebereich (nicht dargestellt) vorgesehen, welcher zwischen den Batteriemodulen 22 und dem Leitmittel 30 angeordnet ist. According to an alternative embodiment (not shown) it is also conceivable that a traction battery 1 based on the traction battery 1 from FIGS 6b Darge presented safety valves 24 each breakthroughs (not shown) are formed. On the side of the openings (not shown) facing away from the conductive means 30, battery modules 22 are arranged in this case, which are preferably arranged to communicate with the openings (not shown). A barrier area (not shown) is provided, which is arranged between the battery modules 22 and the conducting means 30.
Unter anderem sei hier konkret daran gedacht, dass der Entlüf tungskanal 40 an der Außenseite der Batterieschale 12 angeordnet ist und mit einem Deckel und/oder einem Ventilationselement ge- genüber der Umgebung der Traktionsbatteriel abgegrenzt sein kann. Among other things, it should be specifically considered here that the ventilation channel 40 is arranged on the outside of the battery shell 12 and can be delimited from the surroundings of the traction battery with a cover and / or a ventilation element.
Der Entlüftungskanal 40 in Fig. 7 ist unmittelbar in dem Batte riedeckel 14 ausgeformt. The ventilation channel 40 in FIG. 7 is formed directly in the battery cover 14.
Das Leitmittel (nicht bezeichnet) ist mit seinen Elementen 32 in Form einer Leitmitteleinheit 36 als separates Bauteil oder als separate Baugruppe gegenüber dem Batteriedeckel 14 ausgeformt. 46 Die Leitmitteleinheit 36 kann stoffschlüssig, formschlüssig oder kraftschlüssig mit dem Batteriedeckel 14 verbunden werden, so- dass ein designierter Fluidvolumenstrom (nicht dargestellt) über die Leitmitteleinheit 36 in den Entlüftungskanal umgelenkt wer den kann und von dort durch das Ventilationselement 42 den Bat teriedeckel 14 in die Umgebung 5 des Batteriedeckels 14 verlassen kann. The guide means (not designated) is formed with its elements 32 in the form of a guide means unit 36 as a separate component or as a separate assembly opposite the battery cover 14. 46 The conduction unit 36 can be materially, positively or non-positively connected to the battery cover 14, so that a designated fluid volume flow (not shown) can be diverted via the conduction unit 36 into the ventilation channel and from there through the ventilation element 42 into the battery cover 14 Environment 5 of the battery cover 14 can leave.
Vorzugsweise weist die Leitmitteleinheit ein Stanzteil aus Me tall oder ein Form-/Stempelteil aus Kunststoff mit lokalen Me- tall-/Micaabschirmungen auf, wodurch der Hitzeschutz verbessert werden kann. The guide unit preferably has a stamped part made of metal or a molded / stamped part made of plastic with local metal / mica shields, as a result of which the heat protection can be improved.
Die Entlüftungseinheit 44 in Fig. 8 beinhaltet in Form einer kompakten und robusten Einheit bereits einen in der Entlüftungs einheit 44 ausgeformten Entlüftungskanal 40 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt), ein Leitmittel 30 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt dargestellt) und ein Ventilationselement 42 zum Be- und/oder Entlüften mit der Umgebung 5. The ventilation unit 44 in FIG. 8 already contains, in the form of a compact and robust unit, a ventilation channel 40 formed in the ventilation unit 44 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure), a guide means 30 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure) and a Ventilation element 42 for ventilating and / or venting with the surroundings 5.
Leitmittel 30 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dar gestellt) und Entlüftungskanal 40 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) können neben anderen ebenfalls denk baren Varianten in der Form eines Leitmittels 30 und/oder eines Entlüftungskanals 40, welche jeweils individuell konkret aus ei ner der Figuren 3 und/oder 4 und/oder 5 und/oder 6a und/oder 6b bekannt sind, ausgeführt werden. Guide means 30 (only placeholder in the form of a honeycomb structure is shown) and ventilation channel 40 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) can, in addition to other likewise conceivable variants in the form of a guide means 30 and / or a ventilation channel 40, which each individually specifically consist of egg ner of Figures 3 and / or 4 and / or 5 and / or 6a and / or 6b are known.
Weiterhin ist ebenfalls denkbar, dass das Leitmittel 30 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) und der Entlüftungskanal 40 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) mittels einer aus der Fig. 7 bekannten Leitmitte leinheit 36 und einem aus der Fig. 7 bekannten Entlüftungskanal 40 ausgeführt werden. 47 Die Entlüftungseinheit 44 kann von außen formschlüssig oder stoffschlüssig oder kraftschlüssig mit einem Batteriegehäuse 10 insbesondere mit dem Batteriedeckel 14 verbunden werden. Furthermore, it is also conceivable that the guide 30 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) and the ventilation channel 40 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) by means of a Leitmitte leinheit 36 known from FIG. 7 and one known from FIG Ventilation channel 40 are carried out. 47 The ventilation unit 44 can be connected from the outside with a form fit or material fit or a force fit with a battery housing 10, in particular with the battery cover 14.
Im Verbindungsbereich (nicht bezeichnet) weist das Batteriege häuse 10 eine Mehrzahl von Durchbrüchen 48 auf, durch welche ein designierter Fluidvolumenstrom (nicht abgebildet) aus dem Bat teriegehäuse 10 in die Entlüftungseinheit 44 eintreten kann. In the connection area (not designated), the Batteriege housing 10 has a plurality of openings 48 through which a designated fluid volume flow (not shown) can enter the ventilation unit 44 from the Bat tery housing 10.
Der Batteriedeckel 14 in Fig. 9 weist einen Entlüftungskanal 40 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt), ein Leitmittel 30 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dar gestellt) und ein Ventilationselement 42 zum Be- und Entlüften des Batteriegehäuses 10 mit der Umgebung 5 auf. The battery cover 14 in FIG. 9 has a ventilation channel 40 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure), a guide means 30 (only placeholders in the form of a honeycomb structure shown) and a ventilation element 42 for ventilating the battery housing 10 with the surroundings 5 on.
Entlüftungskanal 40 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) und Leitmittel 30 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) können dabei gemeinsam oder seriell mit dem Batteriedeckel 14 direkt in dem Batteriedeckel 14 aus geformt sein. In dieser zweckmäßigen Ausführungsform kann ins besondere bei einer Anordnung des Entlüftungskanals 40 seitlich des Leitmittels 30 (gemäß Fig 6a/b) der Entlüftungskanal 40 und das Leitmittel 30 gemeinsam mit dem Batteriedeckel 14 einstückig in einem Urformverfahren (insbesondere Spritzgießen und/oder Formpressen und/oder Fließpressen) hergestellt werden. Ventilation channel 40 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) and guide means 30 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) can be formed together or in series with the battery cover 14 directly in the battery cover 14. In this expedient embodiment, especially when the ventilation channel 40 is arranged to the side of the guide means 30 (according to FIG Extrusion).
Entlüftungskanal 40 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) und Leitmittel 30 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) können mittels einem Plattenelement 46, welches eine Mehrzahl von Durchbrüchen 48 aufweist, von der Innenseite (nicht bezeichnet) des Batteriedeckels 14 abgedeckt werden, wodurch der Entlüftungskanal 40 in einer besonders vor teilhaften Ausführungsform auch erst vervollständigt werden kann. 48 Leitmittel 30 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dar gestellt) und Entlüftungskanal 40 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) können neben anderen ebenfalls denk baren Varianten in der Form eines Leitmittels 30 und/oder eines Entlüftungskanals 40, welche jeweils individuell konkret aus ei ner der Figuren 3 und/oder 4 und/oder 5 und/oder 6a und/oder 6b bekannt sind, ausgeführt werden. Ventilation channel 40 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) and guide means 30 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) can be covered from the inside (not designated) of the battery cover 14 by means of a plate element 46 which has a plurality of openings 48, whereby the ventilation channel 40 can also only be completed in a particularly advantageous embodiment. 48 Guide means 30 (only placeholder in the form of a honeycomb structure is shown) and ventilation channel 40 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) can, in addition to other likewise conceivable variants in the form of a guide means 30 and / or a ventilation channel 40, which each individually specifically consist of egg ner of Figures 3 and / or 4 and / or 5 and / or 6a and / or 6b are known.
Weiterhin ist ebenfalls denkbar, dass das Leitmittel 30 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) und der Entlüftungskanal 40 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) mittels einer aus der Fig. 7 bekannten Leitmitte leinheit 36 und einem aus der Fig. 7 bekannten Entlüftungskanal 40 ausgeführt werden. Furthermore, it is also conceivable that the guide 30 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) and the ventilation channel 40 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) by means of a Leitmitte leinheit 36 known from FIG. 7 and one known from FIG Ventilation channel 40 are carried out.
Das Plattenelement 46 kann stoffschlüssig oder formschlüssig o- der kraftschlüssig mit dem Batteriedeckel 14 verbunden werden. The plate element 46 can be connected to the battery cover 14 with a material fit or a form fit or a force fit.
Ein designierter Fluidvolumenstrom (nicht abgebildet) kann aus dem Batteriegehäuse 10 durch die Mehrzahl von Durchbrüchen 48 in dem Plattenelement 46 in das Leitmittel 30 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) und damit auch den Ent lüftungskanal 40 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) einströmen. A designated fluid volume flow (not shown) can flow from the battery housing 10 through the plurality of openings 48 in the plate element 46 into the conducting means 30 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure) and thus also the ventilation duct 40 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure ) flow in.
Der Batteriedeckel 14 in Fig. 10 weist einen Entlüftungskanal 40 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt), ein Leitmittel 30 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dar gestellt) und ein Ventilationselement 42 zum Be- und Entlüften des Batteriegehäuses 10 mit der Umgebung 5 auf. The battery cover 14 in FIG. 10 has a ventilation channel 40 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure), a guide means 30 (only placeholders in the form of a honeycomb structure shown) and a ventilation element 42 for ventilating the battery housing 10 with the environment 5 on.
Entlüftungskanal 40 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) und Leitmittel 30 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) können gemeinsam oder seriell mit dem 49 Batteriedeckel 14 direkt in dem Batteriedeckel 14 ausgeformt sein. In dieser zweckmäßigen Ausführungsform kann insbesondere bei einer Anordnung des Entlüftungskanals 40 seitlich des Leit mittels 30 (gemäß Fig 6a/b) der Entlüftungskanal 40 und das Leitmittel 30 gemeinsam mit dem Batteriedeckel 14 einstückig in einem Urformverfahren (insbesondere Spritzgießen und/oder Form pressen und/oder Fließpressen) hergestellt werden. Ventilation channel 40 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure) and guide means 30 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure) can be used together or in series with the 49 Battery cover 14 can be formed directly in battery cover 14. In this expedient embodiment, especially when the ventilation channel 40 is arranged to the side of the guide means 30 (according to FIG. or extrusion).
Dabei kann das Leitmittel 30 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) neben anderen ebenfalls denkbaren Va rianten in der Form eines Leitmittels 30, welches jeweils indi viduell konkret aus einer der Figuren 3 und/oder 4 und/oder 5 und/oder 6a und/oder 6b bekannt ist, ausgeführt werden. In this case, the guide means 30 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure), in addition to other likewise conceivable variants in the form of a guide means 30, which each individually and specifically from one of FIGS. 3 and / or 4 and / or 5 and / or 6a and / or 6b is known.
Weiterhin ist ebenfalls denkbar, dass das Leitmittel 30 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) mittels ei ner aus der Fig. 7 bekannten Leitmitteleinheit 36 ausgeführt wird. Furthermore, it is also conceivable that the guide means 30 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) is implemented by means of a guide means unit 36 known from FIG. 7.
Der Entlüftungskanal 40 kann neben anderen denkbaren Ausfüh rungsvarianten von dem Plattenelement 46 begrenzt werden. Dabei sei unter anderem auch an eine Ausgestaltung eines Entlüftungs kanals 40 gedacht, welcher aus einer der Figuren 3 und/oder 4 und/oder 5 und/oder 6a und/oder 6b bekannt ist. The ventilation channel 40 can be limited by the plate element 46 in addition to other conceivable embodiments. Among other things, an embodiment of a ventilation duct 40 is also considered, which is known from one of FIGS. 3 and / or 4 and / or 5 and / or 6a and / or 6b.
Insbesondere sei unter anderem daran gedacht, einen aus den Fig. 6a und/oder 6b bekannten Entlüftungskanal 40 mit dem Platten element 46 zu begrenzen. In particular, it is thought, inter alia, to limit a ventilation channel 40 known from FIGS. 6a and / or 6b with the plate element 46.
Entlüftungskanal 40 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) und Leitmittel 30 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) können mittels einem Plattenelement 46 an der Außenseite des Batteriedeckels 14 abgedeckt werden, wodurch der Entlüftungskanal 40 in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform auch erst vervollständigt werden kann. 50 Das Plattenelement 46 kann stoffschlüssig oder formschlüssig o- der kraftschlüssig mit dem Batteriedeckel 14 verbunden werden. Der Batteriedeckel weist im Bereich des Leitmittels 30 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) eine Mehr zahl von Durchbrüchen 48 auf, durch welche ein designierter Flu idvolumenstrom (nicht abgebildet) aus dem Batteriegehäuse 10 in das Leitmittel 30 (nur Platzhalter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) und damit auch den Entlüftungskanal 40 (nur Platz halter in Form einer Wabenstruktur dargestellt) einströmen kann. 51 Bezugszeichenliste Ventilation channel 40 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) and guide means 30 (only placeholder shown in the form of a honeycomb structure) can be covered by means of a plate element 46 on the outside of the battery cover 14, whereby the ventilation channel 40 is also completed in a particularly advantageous embodiment can. 50 The plate element 46 can be connected to the battery cover 14 with a material fit or a form fit or a force fit. The battery cover has in the area of the conductive means 30 (only placeholders shown in the form of a honeycomb structure) a plurality of openings 48 through which a designated fluid volume flow (not shown) from the battery housing 10 into the conductive means 30 (only placeholders in the form of a honeycomb structure shown) and thus also the ventilation channel 40 (only space holder shown in the form of a honeycomb structure) can flow. 51 List of reference symbols
1 Traktionsbatterie 1 traction battery
5 Umgebung der Traktionsbatterie 10 Batteriegehäuse 5 Environment of the traction battery 10 Battery housing
12 Batterieschale 12 battery tray
14 Batteriedeckel 14 battery cover
20 Batteriemodul, thermisch eskaliert 22 Batteriemodul 24 Sicherheitsventil 20 Battery module, thermally escalated 22 Battery module 24 Safety valve
26 designierter Fluidvolumenstrom 26 designated fluid volume flow
28 zweites Sicherheitsventil 28 second safety valve
30 Leitmittel 30 guide means
32 Element des Leitmittels, Platte, Umlenkungselement, Umlenk- schaufei 32 Element of the guide means, plate, deflection element, deflection vane
34 Element des Leitmittels, thermisch verformt 36 Leitmitteleinheit 34 Element of the conducting means, thermally deformed 36 Conducting means unit
40 Entlüftungskanal 40 ventilation duct
42 Ventilationselement 44 Entlüftungseinheit 42 ventilation element 44 ventilation unit
46 Plattenelement 46 plate element
48 Durchbruch 48 breakthrough
50 thermische Ausbreitung 52 50 thermal propagation 52

Claims

Patentansprüche Claims
1. Traktionsbatterie (1) aufweisend 1. Having traction battery (1)
- eine Batterieschale (12), - a battery tray (12),
- eine Mehrzahl von in der Batterieschale (12) angeordneten Batteriemodulen (20, 22), wobei jedes Batteriemodul (20, 22) zumindest ein Sicher heitsventil (24) aufweist, - A plurality of battery modules (20, 22) arranged in the battery shell (12), each battery module (20, 22) having at least one safety valve (24),
- einen Batteriedeckel (14) und - A battery cover (14) and
- ein Ventilationselement (42) zur Be- und/oder Entlüftung der Traktionsbatterie (1), dadurch gekennzeichnet, dass - A ventilation element (42) for supplying and / or venting the traction battery (1), characterized in that
- die Traktionsbatterie (1) ein zumindest teilweise für einen designierten Fluidvolumenstrom (26) regelmäßig durchlässi ges Leitmittel (30) zur Umlenkung von einem aus einem Si cherheitsventil (24) austretenden designierten- The traction battery (1) an at least partially for a designated fluid volume flow (26) regularly permeable conduction means (30) for deflecting a designated safety valve (24) emerging from a safety valve (24)
Fluidvolumenstrom (26) in Richtung des Ventilationselements (42) aufweist, Having fluid volume flow (26) in the direction of the ventilation element (42),
- wobei die Traktionsbatterie (1) einen Entlüftungskanal (40) aufweist, welcher sich von dem Leitmittel (30) zum Venti lationselement (42) erstreckt. - The traction battery (1) having a ventilation duct (40) which extends from the guide means (30) to the ventilation element (42).
2. Traktionsbatterie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das Leitmittel (30) zumindest bereichsweise eine Platte (32) aufweist, wobei zumindest eine Komponente eines Nor malenvektors der Platte (32) in Richtung des Ventilationsele ments (42) ausgerichtet ist. 2. traction battery (1) according to claim 1, characterized in that the guide means (30) at least partially has a plate (32), at least one component of a normal vector of the plate (32) aligned in the direction of the Ventilationsele element (42) is.
3. Traktionsbatterie (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitmittel (30) ein Umlenkungs element (32) aufweist, welches mittels einer Mehrzahl von zu sammenhängenden Platten ausgebildet ist. 53 3. Traction battery (1) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the guide means (30) has a deflection element (32) which is formed by means of a plurality of plates to be connected. 53
4. Traktionsbatterie (1) nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitmittel (30) eine Um lenkschaufel (32) aufweist. 4. Traction battery (1) according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the guide means (30) has an order steering vane (32).
5. Traktionsbatterie (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass die Umlenkschaufel (32) profiliert ausgebildet ist. 5. traction battery (1) according to claim 4, characterized in that the deflection vane (32) is profiled.
6. Traktionsbatterie (1) nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitmittel (30) eine Kas kade von Platten (32) und/oder Umlenkungselementen (32) und/oder Umlenkschaufeln (32) aufweist. 6. Traction battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the guide means (30) has a cascade of plates (32) and / or deflection elements (32) and / or deflection blades (32).
7. Traktionsbatterie (1) nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Entlüftungskanal (40) oberhalb des Leitmittels (30) erstreckt. 7. traction battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the ventilation duct (40) extends above the guide means (30).
8. Traktionsbatterie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Entlüftungskanal (40) seitlich des Leitmittels (30) erstreckt. 8. traction battery (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the ventilation channel (40) extends laterally of the guide means (30).
9. Traktionsbatterie (1) nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leitmittel (30) und/oder ein Element des Leitmittels (32), insbesondere eine Platte (32) und/oder ein Umlenkungselement (32) und/oder eine Umlenkschaufel (32), dazu eingerichtet ist, sich bei einem Wärmeeintrag zu ver formen, wobei eine designierte Verformung dazu eingerichtet ist, dass durch die designierte Verformung ein frei von einem desig nierten Fluidvolumenstrom (26) durchströmbarer Querschnitt zwi schen zwei benachbarten Elementen (32) verkleinert und/oder verschlossen wird. 9. traction battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a guide means (30) and / or an element of the guide means (32), in particular a plate (32) and / or a deflection element (32) and / or a deflection vane (32), which is designed to deform when heat is introduced, a designated deformation being designed to ensure that the designated deformation results in a cross-section between two adjacent elements (32) through which a designed fluid volume flow (26) can flow freely ) is reduced in size and / or closed.
10. Traktionsbatterie (1) nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitmittel (30) als Leit mitteleinheit (36) ausgebildet ist. 54 10. traction battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the guide means (30) is designed as a guide center unit (36). 54
11. Traktionsbatterie (1) nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungskanal (40) in dem Batteriedeckel (14) ausgeformt ist. 11. traction battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the ventilation channel (40) is formed in the battery cover (14).
12. Traktionsbatterie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungskanal (40) und das Leitmittel (30) in dem Batteriedeckel (14) ausgeformt sind. 12. traction battery (1) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the ventilation channel (40) and the guide means (30) are formed in the battery cover (14).
13. Traktionsbatterie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungskanal (40) und das Leitmittel (30) in einer Entlüftungseinheit (44) ausgeformt sind. 13. Traction battery (1) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the ventilation channel (40) and the guide means (30) are formed in a ventilation unit (44).
14. Traktionsbatterie (1) nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieschale und/oder der Batteriedeckel zumindest eine Trennwand zum Abtrennen zu mindest zwei benachbarter Bereiche aufweist, wobei in den zu mindest zwei Bereichen jeweils zumindest ein Batteriemodul (20, 22) angeordnet ist. 14. Traction battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery shell and / or the battery cover has at least one partition for separating at least two adjacent areas, with at least one battery module (20, in each case in the at least two areas). 22) is arranged.
15. Traktionsbatterie (1) nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieschale (12) in zumindest zwei Bereiche aufgeteilt ist, wobei in den zumindest zwei Bereichen jeweils zumindest ein Batteriemodul (20, 22) an geordnet ist, wobei das zumindest eine Batteriemodul (20, 22) jedes Bereiches mit einem separaten Leitmittel (30) und/oder einem separaten Entlüftungskanal (40) in einer Fluidkommunika tion steht. 15. traction battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery shell (12) is divided into at least two areas, with at least one battery module (20, 22) being arranged in each of the at least two areas, the at least one battery module (20, 22) in each area is in fluid communication with a separate conducting means (30) and / or a separate venting channel (40).
16. Traktionsbatterie (1) nach Anspruch 15, dadurch gekenn zeichnet, dass jeder Entlüftungskanal (40) mit einem separaten Ventilationselement (42) in einer Fluidkommunikation steht. 55 16. The traction battery (1) according to claim 15, characterized in that each ventilation channel (40) is in fluid communication with a separate ventilation element (42). 55
17. Traktionsbatterie (1) nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieschale (12) ein Hitzeschutzschild aufweist. 17. traction battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery shell (12) has a heat shield.
18. Traktionsbatterie (1) nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktionsbatterie (1) zu mindest einen Wärmespeicher aufweist, wobei der Wärmespeicher eine Wärmeleitfähigkeit und eine Wärmekapazität aufweist. 18. Traction battery (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the traction battery (1) has at least one heat store, the heat store having a thermal conductivity and a heat capacity.
19. Traktionsbatterie (1) nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, dass die Wärmekapazität des Wärmespeichers in einem Bereich von größer oder gleich 0,2 kJ/kgK und kleiner oder gleich 1,2 kJ/kgK liegt, bevorzugt in einem Bereich von größer oder gleich 0,6 kJ/kgK und kleiner oder gleich 1,1 kJ/kgK und beson ders bevorzugt in einem Bereich von größer oder gleich 0,8 kJ/kgK und kleiner oder gleich 1,0 kJ/kgK. 19. traction battery (1) according to claim 18, characterized in that the heat capacity of the heat storage is in a range of greater than or equal to 0.2 kJ / kgK and less than or equal to 1.2 kJ / kgK, preferably in a range of greater or equal to 0.6 kJ / kgK and less than or equal to 1.1 kJ / kgK and particularly preferably in a range of greater than or equal to 0.8 kJ / kgK and less than or equal to 1.0 kJ / kgK.
20. Traktionsbatterie (1) nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit des Wärme speichers größer oder gleich 0,3 W/mK ist, bevorzugt größer oder gleich 2 W/mK und besonders bevorzugt größer oder gleich 5 W/mK. 20. Traction battery (1) according to one of claims 18 or 19, characterized in that the thermal conductivity of the heat accumulator is greater than or equal to 0.3 W / mK, preferably greater than or equal to 2 W / mK and particularly preferably greater than or equal to 5 W. / mK.
21. Traktionsbatterie (1) nach einem der Ansprüche 18 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher in dem Entlüf tungskanal (40) der Traktionsbatterie (1) angeordnet ist. 21. Traction battery (1) according to one of claims 18 or 20, characterized in that the heat accumulator is arranged in the ventilation duct (40) of the traction battery (1).
22. Traktionsbatterie (1) nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher Metallfasern und/oder ein Metallgitter aufweist, insbesondere Metallfasern und/oder ein Metallgitter aus Aluminium und/oder Kupfer. 22. Traction battery (1) according to one of claims 18 to 21, characterized in that the heat accumulator has metal fibers and / or a metal grid, in particular metal fibers and / or a metal grid made of aluminum and / or copper.
23. Traktionsbatterie (1) nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher einen Latentwär mespeicher aufweist. 56 23. Traction battery (1) according to one of claims 18 to 22, characterized in that the heat storage device has a latent heat storage device. 56
24. Traktionsbatterie (1) nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher einen thermoche mischen Wärmespeicher aufweist. 24. traction battery (1) according to any one of claims 18 to 22, characterized in that the heat storage has a thermochemical heat storage.
25. Kraftfahrzeug aufweisend eine Traktionsbatterie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 22. 57 25. Motor vehicle having a traction battery (1) according to one of claims 1 to 22. 57
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