EP4569564A1 - Batteriegehäuse für wenigstens zwei batteriemodule - Google Patents

Batteriegehäuse für wenigstens zwei batteriemodule

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Publication number
EP4569564A1
EP4569564A1 EP23757844.8A EP23757844A EP4569564A1 EP 4569564 A1 EP4569564 A1 EP 4569564A1 EP 23757844 A EP23757844 A EP 23757844A EP 4569564 A1 EP4569564 A1 EP 4569564A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
battery
housing
partition
battery modules
battery housing
Prior art date
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Pending
Application number
EP23757844.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias Fackler
Bernd Schoellkopf
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
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 Mercedes Benz Group AG filed Critical Mercedes Benz Group AG
Publication of EP4569564A1 publication Critical patent/EP4569564A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
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    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/293—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by the material
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    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
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    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller

Definitions

  • Battery housing for at least two battery modules
  • the invention relates to a battery housing for at least two battery modules or at least two rows of battery modules according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1.
  • Battery housings in various designs for accommodating battery modules are known from the prior art.
  • DE 10 2018 123651 A1 describes a polymer battery frame for battery packs.
  • DE 10 2011 087 040 A1 describes a structure for electrically contacting energy storage modules with two electrical connection terminals.
  • the applicant's unpublished application with the German file number 102021 005 097 describes a battery housing with a partition wall assembly, which is designed for electrical and in particular thermal insulation of individual areas that can accommodate battery modules within a battery housing.
  • the partition wall assembly can, for example, have plastic materials and mineral insulating materials.
  • the DE 20201 104 761 U1 shows a traction battery with a partition assembly. This includes supply lines and cables. They are fixed using plastic retaining clips.
  • the DE 10 2018209 271 A1 describes an installation device for lines in a high-voltage battery for a vehicle.
  • the cables are cast directly into the plastic surrounding them.
  • the object of the present invention is to provide a battery housing with an improved separation between individual areas for accommodating battery modules, which in particular enables simple and efficient assembly.
  • this object is achieved by a battery housing with the features in claim 1, and here in particular in the characterizing part of claim 1.
  • the partition assembly comprises a partition made of plastic.
  • the solution according to the invention provides that the plastic material of the partition is used, to embed a data and/or control line in this material.
  • the plastic material of the partition offers the ideal opportunity to accommodate the cable and immediately electrically insulate it.
  • the data and/or control line then runs within the partition and can be installed together with it in a correspondingly simple and efficient manner.
  • complex cabling which has to be fixed in the battery housing or on a partition assembly, there is a simple component embedded in the material of the partition.
  • the battery housing according to the invention further provides that the partition is connected to one of the housing parts via a deformable material as tolerance compensation.
  • a deformable material which can in particular be a felt-like material, can be glued to the side of the partition facing the one housing part, so that when the partition is pressed between the The upper housing part and the lower housing part compensate for potential manufacturing tolerances and still reliably separate the areas separated by the partition from one another.
  • the deformable material can be designed to compensate for tolerances between the partition and the upper housing part, for example the housing cover.
  • the partition can then be connected to the lower housing part accordingly and the housing cover can be placed on the partition with the appropriate tolerance compensation via the deformable material to close the battery housing.
  • the at least one data and/or control line is designed as a solid metallic component. It can, for example, be designed as a sheet metal strip made of aluminum, copper or another metallic material. Instead of complex cables, it is then sufficient to inject this solid metal component over the length of the entire partition when producing the partition, for example by injection molding, in order to ensure the integration of the data and/or control line simply and efficiently and this through this Electrically insulate the material of the partition wall.
  • the data and/or control line can have contact areas for contacting connection elements, such as in particular cables.
  • connection elements such as in particular cables.
  • Such contact areas can be led out of the partition in the longitudinal direction, in particular at the ends of the partition, or possibly also in the middle of the partition.
  • a plug contact can be attached, which is riveted, soldered or formed in one piece with the component of the data and/or control line.
  • Electrical cables can then be contacted in this area, which can be connected to the suitable elements or electronic components of the individual battery modules on the one hand and a central battery control on the other hand, in order to route information from the battery modules to the battery management via the data and/or control line vice versa.
  • the structure can be implemented as a data bus, particularly preferably as a serial data bus.
  • the partition assembly has at least one metallic element, which is connected to one of the housing parts, here in contrast to the one just described, preferably - but not necessarily - to the lower housing part, or as part of this housing part is trained.
  • the partition wall is in turn designed to interact with the at least one metallic element in such a way that it is held in position within this housing part.
  • the metallic element can, for example, consist of pins, metal strips or the like welded onto the housing part, which interact with corresponding recesses or the corresponding outer shape of the partition in such a way that it can be plugged onto the at least one metallic element or inserted between several metallic elements. Plugging on is conceivable in the sense that the fit is designed such that the partition remains on the metallic element of the partition assembly until the cover is closed in order to press the partition assembly between the cover and the lower part of the housing. A fit in the area of a transition fit between a clearance fit and a press fit is sufficient for this. Alternatively, a press fit or locking of the partition with the at least one metallic element would also be conceivable or, in principle, the use of screws as a metallic element, which, together with the corresponding screw nuts, are suitable for fixing the partition during assembly.
  • the at least one metallic element is designed as a fin running in the longitudinal direction of the battery housing or in the form of several fins arranged one behind the other in the longitudinal direction of the battery housing.
  • a fin which preferably protrudes in the plane that forms the central plane of the partition, now allows the partition to be attached very easily and efficiently, especially if it has a groove or a slot on its later housing part with the fin or fins facing side is formed.
  • the fin then additionally stabilizes the partition over its length or part of its length, so that it can be made correspondingly thinner, which saves installation space, weight and material costs.
  • the fin itself can be designed as part of a support that stabilizes the housing part.
  • the fin alone or in particular with a foot of the fin can therefore be implemented as a support which accordingly stabilizes the housing part, in particular the lower housing part.
  • this housing part can be made from relatively thin sheet metal in the longitudinal direction, even with long battery housings, which can then be welded to a foot carrying the fin in order to stabilize the structure, especially in the longitudinal direction.
  • the fin can then cooperate with the bulkhead in the sense described above to form the bulkhead assembly.
  • a further very advantageous embodiment of the battery housing according to the invention can further provide that the side surfaces of the partition facing the battery modules are provided with electrical and/or thermal insulation. This makes it possible to achieve insulation of the individual areas within the battery housing that accommodate the battery modules via the partition wall of the partition wall assembly. If, for example, thermal runaway of individual battery cells occurs in one of the battery modules or in a series of battery modules, which typically leads to thermal runaway of the entire battery module, then such thermal insulation in the area of the partition wall can cause the thermal event to spread to neighboring battery modules be prevented or at least delayed.
  • the electrical and/or thermal insulation has mineral material.
  • a mineral material as described, for example, in the applicant's unpublished application mentioned at the beginning, can be purchased on the market, for example, in the form of thin layers and applied, in particular glued, to the sides of the partition.
  • Fig. 2 is a sectional view along line II-II in Fig. 1 with a partition assembly of the battery housing according to the invention.
  • a battery housing 1 can be seen in a view from above.
  • the battery housing includes a lower housing part 2 and an upper housing part 3, which is removed in the illustration in FIG. 1 and can only be seen in FIG. 2.
  • this entire battery consists of two rows of battery modules, each of which consists of two battery modules arranged one behind the other in the longitudinal direction. These battery modules are labeled 6.1 and 6.2 in one row 6 and 7.1 and 7.2 in the other row 7.
  • battery modules 6.1, 6.2 and 7.1, 7.2 can be separated from one another by optional bulkheads 8, whereby instead of these bulkheads 8 there are also permeable cross members, for example in a kind of truss construction to stabilize the battery housing 1 or here the lower housing part 2 can be used.
  • a partition wall assembly 9 is arranged, which can be seen in more detail in the sectional view of Figure 2.
  • the Partition wall assembly 9 extends between the lower housing 2, which here is made of sheet steel, for example, and the upper housing part 3, which can also be made of sheet steel, and which is also referred to as a housing cover.
  • a metallic component 10 is arranged, which runs in the longitudinal direction L, i.e. into the plane of the sheet in the illustration in FIG.
  • the partition 13 is now placed onto the fin(s) 12 and is provided with a corresponding slot or groove for the fin 12.
  • the partition 13 can therefore simply be plugged onto the fin 12 in the open battery housing 1 and completes the partition wall assembly 9.
  • the partition 13 is provided with a deformable material 14 for tolerance compensation.
  • a felt-like material can be glued to the surface of the partition 13 facing the upper housing part 3.
  • At least one data and/or control line 15 is integrated into the plastic material of the partition 13.
  • This data and/or control line 15 can be formed, for example, by a strip of aluminum sheet. It can then be used in the manner of a serial bus in order to be connected to control units of the individual battery modules 6.1, 6.2, 7.1, 7.2 on the one hand via cables 16 visible in the illustration in FIG. 1 and on the other hand to the battery management system 5 via cables 17.
  • various data can be transmitted, for example temperatures, voltages and the like, which help in the battery management system 5 to control the battery, for example with regard to its electrical properties, potential cooling and/or heating of the individual battery modules or the like.
  • This arrangement of the connections to the control units of the individual battery modules 6.1, 6.2, 7.1, 7.2, which are arranged in series one behind the other, is often also referred to as a daisy chain.
  • a plurality of such lines can be provided, for example, and so it is optional 2, a first data and/or control line 15 on one side of the at least one fin 12 and a second on the other side.
  • the partition wall assembly 9 should also have good insulating properties, in particular good thermal insulating properties.
  • it can be provided with a suitable material 18 on the sides of the partition 13 facing the two battery modules 6.2 and 7.2 in the illustration in FIG.
  • the material 18 can, for example, be a coating on the partition 13.
  • paints are known which foam under thermal influence and thereby increase their thermal insulating properties.
  • mineral layers would also be conceivable, which consist, for example, of mica or similar materials, which are available on the market as thin paper- or cardboard-like layers and can be glued to the partition 13. In principle, these materials could of course also be combined, for example a glued-on layer of mineral insulating material, which can then be provided with an appropriate coating or paint that foams under the influence of temperature.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse (1) für wenigstens zwei Batteriemodule (6.1, 6.2, 7.1, 7.2) oder wenigstens zwei Reihen (6, 7) von Batteriemodulen (6.1, 6.2, 7.1, 7.2), wobei sich jedes der Batteriemodule (6.1, 6.2, 7.1, 7.2) oder jede Reihe (6, 7) von Batteriemodulen (6.1, 6.2, 7.1, 7.2) entlang einer Längsrichtung (L) erstreckt, mit einem unteren Gehäuseteil (2) und einem oberen Gehäuseteil (3). Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Trennwandbaugruppe (9), welche sich in Längsrichtung (L) und in einer orthogonal darauf stehenden Höhenrichtung (H) zwischen den Gehäuseteilen (2, 3) erstreckt, wobei die Trennwandbaugruppe (9) eine Trennwand (13) aus Kunststoff aufweist, in deren Material wenigstens eine Daten- und/oder Steuerleitung (15) eingebettet ist.

Description

Batteriegehäuse für wenigstens zwei Batteriemodule
Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse für wenigstens zwei Batteriemodule oder wenigstens zwei Reihen von Batteriemodulen nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Batteriegehäuse in verschiedenen Bauarten zur Aufnahme von Batteriemodulen sind soweit aus dem Stand der Technik bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE 10 2018 123651 A1 einen polymeren Batterierahmen für Batteriepacks. Die DE 10 2011 087 040 A1 beschreibt einen Aufbau zur elektrischen Kontaktierung von Energiespeichermodulen mit zwei elektrischen Anschlussterminals.
Ferner beschreibt die nicht vorveröffentlichte Anmeldung mit dem deutschen Aktenzeichen 102021 005 097 der Anmelderin ein Batteriegehäuse mit einer Trennwandbaugruppe, welche zur elektrischen und insbesondere thermischen Isolierung von einzelnen Bereichen, welche Batteriemodule aufnehmen können, innerhalb eines Batteriegehäuses ausgebildet ist. Die Trennwandbaugruppe kann beispielsweise Kunststoffmaterialien und mineralische Dämmstoffe aufweisen.
Die DE 20201 104 761 U1 zeigt eine Traktionsbattereie mit einer Trennwandbaugruppe. Diese umfasst Versorgungsleitungen und Kabel. Sie sind über Halteklammern aus Kunststoff fixiert.
Die DE 10 2018209 271 A1 beschreibt eine Installationseinrichtung für Leitungen in einer Hochvoltbatterie für eine Fahrzeug. Dabei sind die Leitungen direkt in den sie umgebenen Kunststoff eingegossen. Zum weiteren Stand der Technik kann ferner auf einen zweireihigen Zellblock der Anmelderin aus der DE 102013 015 785 A1 , einen polymeren Batterierahmen aus der DE 102018 123651 A1 sowie auf eine Kontaktierungsanordnung für einen Energiespeicher aus der DE 102011 087 040 A1 hingewiesen werden.
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Batteriegehäuse mit einer verbesserten Trennung zwischen einzelnen Bereichen zur Aufnahme von Batteriemodulen anzugeben, welches insbesondere eine einfache und effiziente Montage ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Batteriegehäuse mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Batteriegehäuses ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse ist es so, dass die Trennwandbaugruppe eine Trennwand aus Kunststoff umfasst. Anstatt Daten- und/oder Steuerleitungen, welche beispielsweise ein serielles Bussystem ausbilden können, entlang der Trennwand in dem Batteriegehäuse zu verlegen, was entsprechend aufwändig ist und die Montage erschwert, ist es bei der erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen, dass das Kunststoffmaterial der Trennwand genutzt wird, um in dieses Material eine Daten- und/oder Steuerleitung einzubetten. Das Kunststoffmaterial der Trennwand bietet die idealen Möglichkeiten, die Leitung entsprechend aufzunehmen und unmittelbar elektrisch zu isolieren. Die Daten- und/oder Steuerleitung verläuft dann innerhalb der Trennwand und ist zusammen mit dieser entsprechend einfach und effizient zu montieren. An die Stelle einer aufwändigen Verkabelung, welche im Batteriegehäuse oder an einer Trennwandbaugruppe fixiert werden muss, tritt also ein einfaches in das Material der Trennwand eingebettetes Bauteil.
Das erfindungsgemäßen Batteriegehäuse sieht es ferner vor, dass die Trennwand mit einem der Gehäuseteile über ein verformbares Material als Toleranzausgleich in Verbindung steht. Beispielsweise kann ein solches Material, welches insbesondere ein filzartiges Material sein kann, auf die dem einen Gehäuseteil zugewandte Seite der Trennwand aufgeklebt werden, um so beim Verpressen der Trennwand zwischen dem Gehäuseoberteil und dem Gehäuseunterteil potenzielle Fertigungstoleranzen ausgleichen und die durch die Trennwand getrennten Bereiche dennoch zuverlässig voneinander zu trennen.
Insbesondere kann das verformbare Material zum Toleranzausgleich zwischen der Trennwand und dem oberen Gehäuseteil, also beispielsweise dem Gehäusedeckel ausgebildet sein. Die Trennwand kann dann mit dem Gehäuseunterteil entsprechend verbunden werden und der Gehäusedeckel kann mit dem entsprechenden Toleranzausgleich über das verformbare Material zum Verschließen des Batteriegehäuses auf die Trennwand aufgelegt werden.
Gemäß einer außerordentlich günstigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses kann es dabei vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Daten- und/oder Steuerleitung als ein massives metallisches Bauteil ausgeführt ist. Sie kann beispielsweise als Blechstreifen aus Aluminium, Kupfer oder auch einem anderen metallischen Material ausgebildet werden. Anstelle von aufwändigen Kabeln reicht es dann aus, über die Lauflänge der gesamten Trennwand dieses massive metallische Bauteil beim Herstellen der Trennwand, beispielsweise durch Spritzgießen mit einzuspritzen, um so die Integration der Daten- und/oder Steuerleitung einfach und effizient zu gewährleisten und diese durch das Material der Trennwand elektrisch zu isolieren.
Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses kann die Daten- und/oder Steuerleitung Kontaktbereiche zur Kontaktierung mit Anschlusselementen, wie insbesondere Kabeln aufweisen. Solche Kontaktbereiche können insbesondere an den Enden der Trennwand in Längsrichtung oder gegebenenfalls auch mittig aus der Trennwand herausgeführt sein. Hier kann beispielsweise ein Steckkontakt angebracht sein, welcher angenietet, angelötet oder auch einstückig mit dem Bauteil der Daten- und/oder Steuerleitung ausgebildet ist. In diesem Bereich lassen sich dann elektrische Kabel kontaktieren, welche mit den geeigneten Elementen bzw. Elektronikbauteilen der einzelnen Batteriemodule einerseits und einer zentralen Batteriesteuerung andererseits verbunden werden können, um so über die Daten- und/oder Steuerleitung Informationen von den Batteriemodulen zum Batteriemanagement zu leiten und umgekehrt. Insbesondere lässt sich der Aufbau als Datenbus, besonders bevorzugt als serieller Datenbus umsetzen. Eine weitere sehr günstige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses sieht es vor, dass die Trennwandbaugruppe wenigstens ein metallisches Element aufweist, welches mit einem der Gehäuseteile, hier im Gegenzug zu dem eben ausgeführten vorzugsweise - aber nicht zwingend - mit dem Gehäuseunterteil, verbunden oder als Teil dieses Gehäuseteils ausgebildet ist. Die Trennwand ist ihrerseits bei dieser bevorzugten Ausgestaltung dazu ausgebildet, mit dem wenigstens einen metallischen Element in der Art zusammenzuwirken, dass sie in ihrer Position innerhalb dieses Gehäuseteils gehalten ist. Das metallische Element kann beispielsweise aus auf das Gehäuseteil aufgeschweißten Pins, Blechstreifen oder dergleichen bestehen, welche mit korrespondierenden Ausnehmungen oder der korrespondierenden Außenform der Trennwand so Zusammenwirken, dass diese auf das wenigstens eine metallische Element aufgesteckt oder zwischen mehreren metallische Elemente eingesteckt werden kann. Dabei ist ein Aufstecken in dem Sinn denkbar, dass die Passung so ausgestaltet ist, dass die Trennwand auf dem metallischen Element der Trennwandbaugruppe verbleibt, bis der Deckel geschlossen wird, um die Trennwandbaugruppe zwischen Deckel und Unterteil des Gehäuses zu verpressen. Hierfür reicht eine Passung im Bereich einer Übergangspassung zwischen Spielpassung und Presspassung aus. Alternativ dazu wäre auch eine Presspassung oder ein Verrasten der Trennwand mit dem wenigstens einen metallischen Element denkbar oder prinzipiell auch der Einsatz von Schrauben als metallischem Element, welche mit den entsprechenden Schraubenmuttern dazu geeignet sind, die Trennwand bei der Montage zu fixieren.
Eine außerordentlich günstige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses sieht es nun vor, dass das wenigstens eine metallische Element als in Längsrichtung des Batteriegehäuses verlaufende Finne oder in Form von mehreren in Längsrichtung des Batteriegehäuses hintereinander angeordneten Finnen ausgebildet ist. Eine solche Finne, welche vorzugsweise in der Ebene, welche die Mittelebene der Trennwand ausbildet, vorsteht, erlaubt nun sehr einfach und effizient die Trennwand aufzustecken, insbesondere wenn diese mit einer Nut bzw. einem Schlitz auf ihrer später dem Gehäuseteil mit der Finne oder den Finnen zugewandten Seite ausgebildet ist. Über die Finne wird dann die Trennwand über ihre Länge oder einen Teil ihrer Länge zusätzlich stabilisiert, sodass diese entsprechend dünner ausgebildet werden kann, was Bauraum, Gewicht und Materialkosten einspart. Die Finne selbst kann dabei gemäß einer außerordentlich günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses als Teil eines das Gehäuseteil stabilisierenden Trägers ausgebildet sein. Die Finne alleine oder insbesondere mit einem Fuß der Finne kann also als Träger realisiert werden, welcher das Gehäuseteil, insbesondere das untere Gehäuseteil entsprechend stabilisiert. Hierdurch lässt sich dieses Gehäuseteil auch bei langen Batteriegehäusen in Längsrichtung aus relativ dünnem Blech herstellen, welches dann mit einem die Finne tragenden Fuß verschweißt werden kann, um den Aufbau, insbesondere in Längsrichtung, zu stabilisieren. Die Finne kann dann mit der Trennwand in dem oben beschriebenen Sinn Zusammenwirken, um die Trennwandbaugruppe auszubilden.
Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses kann es ferner vorsehen, dass die den Batteriemodulen zugewandten Seitenflächen der Trennwand mit einer elektrischen und/oder thermischen Isolierung versehen sind. Hierdurch lässt sich über die Trennwand der Trennwandbaugruppe eine Isolierung der einzelnen die Batteriemodule aufnehmenden Bereiche innerhalb des Batteriegehäuses realisieren. Kommt es beispielsweise in einem der Batteriemodule oder in einer Reihe von Batteriemodulen zu einem thermischen Durchgehen einzelner Batterieeinzelzellen, was typischerweise zu einem thermischen Durchgehen des gesamten Batteriemoduls führt, dann kann über eine solche thermische Isolierung im Bereich der Trennwand ein Übergreifen des thermischen Ereignisses auf benachbarte Batteriemodule verhindert oder zumindest hinausgezögert werden.
Gemäß einer außerordentlich vorteilhaften Weiterbildung dieser Variante des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses ist es dabei vorgesehen, dass die elektrische und/oder thermische Isolierung mineralisches Material aufweist. Ein solches mineralisches Material, wie es beispielsweise auch in der eingangs genannten nicht vorveröffentlichten Anmeldung der Anmelderin beschrieben ist, kann beispielsweise in Form von dünnen Schichten am Markt bezogen und auf die Seiten der Trennwand aufgebracht, insbesondere aufgeklebt werden.
Ergänzend oder alternativ zu einer solchen elektrisch und/oder thermischen Isolierung über mineralisches Material wäre es auch denkbar, die Trennwand bzw. die Oberfläche der Trennwand mit einem Material zu versehen, welches sich bei Wärmeeinwirkung aufbläht und hierdurch eine thermische Isolierung schafft. Solche Materialien sind beispielsweise in Form von Lacken bekannt, welche Inhaltsstoffe aufweisen, welche sich bei einer bestimmten Grenztemperatur aufblähen und hierdurch ihre thermisch isolierenden Eigenschaften durch dieses Aufblähen bzw. Aufschäumen entsprechend verstärken.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen eines Batteriegehäuses gemäß der Erfindung ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.
Dabei zeigen:
Fig. 1 Draufsicht auf ein Gehäuseunterteil eines Batteriegehäuses mit Batteriemodulen in einer schematischen Darstellung;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie ll-ll in Fig. 1 mit einer Trennwandbaugruppe des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses.
In der Darstellung der Figur 1 ist ein Batteriegehäuse 1 in einer Ansicht von oben zu erkennen. Das Batteriegehäuse umfasst dabei ein unteres Gehäuseteil 2 sowie ein oberes Gehäuseteil 3, welches in der Darstellung der Figur 1 abgenommen ist und lediglich in der Figur 2 erkennbar ist. In einer Längsrichtung L des Batteriegehäuses 1 schließt sich an einem der Enden ein mit 4 bezeichnetes Gehäuse für ein Batteriemanagementsystem 5 an, in welchem elektronische Bauteile Steuerungsaufgaben für die durch das Batteriegehäuse 1 aufgenommene Gesamtbatterie übernehmen. Diese Gesamtbatterie besteht in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Reihen von Batteriemodulen welche aus jeweils zwei in Längsrichtung hintereinander angeordneten Batteriemodulen bestehen. In der einen Reihe 6 sind diese Batteriemodule mit 6.1 und 6.2 und in der anderen Reihe 7 mit 7.1 und 7.2 bezeichnet. Innerhalb der jeweiligen Reihe 6, 7 können Batteriemodule 6.1 , 6.2 und 7.1 , 7.2 durch optionale Schottwände 8 voneinander getrennt werden, wobei anstelle dieser Schottwände 8 auch durchlässige Querträger z.B. in einer Art Fachwerkkonstruktion zur Stabilisierung des Batteriegehäuses 1 bzw. hier des unteren Gehäuseteils 2 zum Einsatz kommen können.
Zwischen den Batteriemodulen 6.1 und 7.1 bzw. 6.2 und 7.2, hier also zwischen den beiden Reihen 6, 7 an Batteriemodulen 6.1, 6.2, 7.1, 7.2 ist eine Trennwandbaugruppe 9 angeordnet, welche in der Schnittdarstellung der Figur 2 näher zu erkennen ist. Die Trennwandbaugruppe 9 erstreckt sich zwischen dem unteren Gehäuse 2, welches hier beispielsweise aus Stahlblech ausgebildet ist, und dem oberen Gehäuseteil 3, welches ebenfalls aus Stahlblech ausgebildet sein kann, und welches auch als Gehäusedeckel bezeichnet wird. Verbunden mit im unteren Gehäuseteil 2, beispielsweise mit diesem verschweißt ist ein metallisches Bauteil 10 angeordnet, welches in Längsrichtung L verläuft, also in der Darstellung der Figur 2 in die Blattebene hinein. Es besteht aus einem Fuß bzw. Sockel 11 , welcher mit dem unteren Gehäuseteil 2 entsprechend verbunden ist, sowie einer oder mehreren in Längsrichtung L hintereinander angeordneten Finnen 12, die in einer Höhenrichtung H vom unteren Gehäuseteil 2 in Richtung des oberen Gehäuseteils 3 ragen. Auf die oder diese Finnen 12 wird nun eine Trennwand 13 aus Kunststoff aufgesteckt, welche mit einem korrespondierenden Schlitz bzw. einer korrespondierenden Nut für die Finne 12 versehen ist. Die Trennwand 13 lässt sich also im geöffneten Batteriegehäuse 1 einfach auf die Finne 12 aufstecken und komplettiert die Trennwandbaugruppe 9. An ihrer später dem oberen Gehäuseteil 3 zugewandten Seite ist die Trennwand 13 mit einem verformbaren Material 14 zum Toleranzausgleich versehen. Hierfür kann beispielsweise ein filzartiges Material auf die dem oberen Gehäuseteil 3 zugewandte Fläche der Trennwand 13 aufgeklebt sein.
In das Kunststoff mate rial der Trennwand 13 ist wenigstens eine Daten- und/oder Steuerleitung 15 integriert ausgebildet. Diese Daten- und/oder Steuerleitung 15 kann beispielsweise durch einen Streifen aus Aluminiumblech ausgebildet sein. Sie kann dann in der Art eines seriellen Busses genutzt werden, um mit Steuereinheiten der einzelnen Batteriemodule 6.1 , 6.2, 7.1, 7.2 über in der Darstellung der Figur 1 erkennbare Kabel 16 einerseits und über Kabel 17 andererseits mit dem Batteriemanagementsystem 5 verbunden zu werden. Auf diese Art können verschiedene Daten übermittelt werden, beispielsweise Temperaturen, Spannungen und Ähnliches, welche im Batteriemanagementsystem 5 dabei helfen, die Batterie beispielsweise hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften, einer potenziellen Kühlung und/oder Erwärmung der einzelnen Batteriemodule oder dergleichen zu steuern. Diese Anordnung der seriell hintereinander angeordneten Verbindungen zu den Steuereinheiten der einzelnen Batteriemodule 6.1, 6.2, 7.1, 7.2 wird häufig auch als Daisy Chain bezeichnet.
Selbstverständlich kann anstelle einer einzigen Daten- und/oder Steuerleitung 15 eine Mehrzahl derartiger Leitungen vorgesehen sein, beispielsweise, und so ist es optional in der Darstellung der Figur 2 angedeutet, eine erste Daten- und/oder Steuerleitung 15 auf der einen Seite der wenigstens einen Finne 12 und eine zweite auf der anderen Seite.
Die Trennwandbaugruppe 9 soll neben der Integration der Daten- und/oder Steuerleitung 15, was den Montageaufwand vereinfacht und das Verlegen von losen Kabeln entlang der Trennwandbaugruppe 9 verhindert, außerdem gute isolierende Eigenschaften, insbesondere gute thermisch isolierende Eigenschaften aufweisen. Sie kann dafür auf in den beiden Batteriemodulen 6.2 und 7.2 in der Darstellung der Figur 2 zugewandten Seiten der Trennwand 13 mit einem hierfür geeigneten Material 18 versehen sein. Das Material 18 kann beispielsweise eine Beschichtung auf der Trennwand 13 sein. So sind beispielsweise Lacke bekannt, welche unter thermischem Einfluss entsprechend aufschäumen und dadurch ihre thermische Isolierfähigkeit steigern. Ergänzend oder alternativ dazu wären auch mineralische Schichten denkbar, welche beispielsweise aus Glimmer oder ähnlichen Materialien bestehen, welche als dünne papier- oder kartonartige Schichten am Markt verfügbar sind und auf die Trennwand 13 aufgeklebt werden können. Prinzipiell ließen sich diese Materialien natürlich auch kombinieren, beispielsweise eine aufgeklebte Schicht aus mineralischem Isolierstoff, welche dann mit einer entsprechenden Beschichtung oder Lackierung welcher unter Temperatureinfluss aufschäumt, versehen werden kann.

Claims

Patentansprüche Batteriegehäuse (1) für wenigstens zwei Batteriemodule (6.1, 6.2, 7.1 , 7.2) oder wenigstens zwei Reihen (6, 7) von Batteriemodulen (6.1 , 6.2, 7.1, 7.2), wobei sich jedes der Batteriemodule (6.1, 6.2, 7.1 , 7.2) oder jede Reihe (6, 7) von Batteriemodulen (6.1 , 6.2, 7.1, 7.2) entlang einer Längsrichtung (L) erstreckt, mit einem unteren Gehäuseteil (2) und einem oberen Gehäuseteil (3), mit einer Trennwandbaugruppe (9), welche sich in Längsrichtung (L) und in einer orthogonal darauf stehenden Höhenrichtung (H) zwischen den Gehäuseteilen (2, 3) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwandbaugruppe (9) eine Trennwand (13) aus Kunststoff aufweist, in deren Material wenigstens eine Daten- und/oder Steuerleitung (15) eingebettet ist, wobei die Trennwand (13) mit einem der Gehäuseteile (2, 3) über ein verformbares Material (14) als Toleranzausgleich in Verbindung steht. Batteriegehäuse (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Daten- und/oder Steuerleitung (15) als massives metallisches Bauteil ausgeführt ist. Batteriegehäuse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten- und/oder Steuerleitung (15) Kontaktbereiche zur Kontaktierung mit Anschlusselementen, wie insbesondere Kabeln (16), aufweist. Batteriegehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwandbaugruppe (9) wenigstens ein metallisches Element (10) aufweist, welches mit einem der Gehäuseteile (2) verbunden oder als Teil dieses Gehäuseteils (2) ausgebildet ist, wobei die Trennwand (13) dazu ausgebildet ist, mit dem wenigstens einen metallischen Element (10) in der Art zusammenzuwirken, dass sie in ihrer Position innerhalb des Gehäuseteils (2) gehalten ist. Batteriegehäuse (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine metallische Element (10) eine in Längsrichtung (L) verlaufende Finne (12) oder mehrere in Längsrichtung (L) hintereinander angeordnete Finnen (12) aufweist. Batteriegehäuse (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine metallische Element (10) Teil eines das Gehäuseteil (3) stabilisierenden Trägers ist oder einen solchen ausbildet. Batteriegehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die den Batteriemodulen (6.1 , 6.2, 7.1 , 7.2) zugewandten Seitenflächen der Trennwand (13) mit einer elektrischen und/oder thermischen Isolierung (18) versehen sind. Batteriegehäuse (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung (18) ein mineralisches Material aufweist. Batteriegehäuse (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung (18) ein Material aufweist, welches sich bei Wärmeeinwirkung aufbläht.
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