EP4581699A2 - Batterie für ein kraftfahrzeug sowie kraftfahrzeug - Google Patents

Batterie für ein kraftfahrzeug sowie kraftfahrzeug

Info

Publication number
EP4581699A2
EP4581699A2 EP23748070.2A EP23748070A EP4581699A2 EP 4581699 A2 EP4581699 A2 EP 4581699A2 EP 23748070 A EP23748070 A EP 23748070A EP 4581699 A2 EP4581699 A2 EP 4581699A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
battery
perforated plate
battery cells
motor vehicle
housing
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP23748070.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Niko Fontein
Johann Schoerghuber
Samil Sert
Andreas Wolf
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.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke 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 Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP4581699A2 publication Critical patent/EP4581699A2/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/242—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/394—Gas-pervious parts or elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0438—Arrangement under the floor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a battery for a motor vehicle and a motor vehicle with a battery.
  • the DE 10 2019 206646 A1 discloses an energy storage housing arrangement for a motor vehicle, with an energy storage housing and an underrun protection attached to the underside of the energy storage housing.
  • the underrun protection has a sandwich arrangement with an upper cover plate on its upper side facing the energy storage housing and a lower cover plate on its underside, a filler being arranged between the upper cover plate and the lower cover plate and the upper side of the sandwich arrangement being profiled for webs or ribs.
  • DE 102011 103 993 A1 discloses a battery with a plurality of individual battery cells, which are connected to a cooling element on at least one of their end faces via elastic tolerance compensation elements, with an electrical insulating film being arranged between the individual battery cells and the cooling element. It is provided here that the insulation film and the tolerance compensation elements are made in one piece or materially connected to one another. Furthermore, from DE 10 2019 200465 A1 a battery module arrangement is known which has a plurality of battery cells, each of the plurality of battery cells having a cell opening formed therein, and a plate arrangement which defines a chamber, the chamber receiving a fluid therein. Further, the battery module assembly includes a plurality of openings extending through the plate assembly, each of the plurality of openings configured to align with a cell opening of one of the battery cells.
  • WO 2022/031 056 A discloses a battery module and the
  • the invention relates to a battery for a motor vehicle, which is designed to provide electrical drive energy for an electric drive train of the motor vehicle.
  • the battery can in particular be a high-voltage storage unit of the motor vehicle.
  • the battery has a large number of battery cells and a battery housing.
  • the battery housing encloses a housing interior in which the battery cells are accommodated.
  • the battery housing has a perforated plate on which the battery cells are placed. Placing the battery cells on the perforated plate means that the weight of the battery cells is supported by the perforated plate.
  • the battery cells are in Vehicle vertical direction arranged above the perforated plate.
  • the perforated plate has an assigned degassing opening for each battery cell, on which the assigned battery cell is placed. Gas emerging from the respective assigned battery cell can be led out of the housing interior via this degassing opening. Because the respective battery cells are placed on the perforated plate and are arranged in the intended installation position in the vertical direction of the vehicle above the perforated plate, gases generated when a battery cell thermally runs away can be directed downwards away from the battery. By diverting the resulting gases downwards, the risk of these gases penetrating into a passenger compartment of the motor vehicle can be kept particularly low. Furthermore, by directing the gases away from the respective battery cells downwards when the battery is arranged in a vehicle floor area of the motor vehicle, the gases can be led out of the motor vehicle over a particularly short path.
  • thermal runaway of a battery cell and thermal propagation are among the greatest safety challenges in the operation of lithium-ion batteries, as they are increasingly being used in the growing electromobility segment.
  • Thermal propagation can be prevented particularly well by providing the perforated plate with the degassing openings for conducting away hot gases generated during the thermal runaway of a battery cell from the battery cells.
  • Each of the battery cells can completely cover the associated degassing opening upwards in the vertical direction of the vehicle, whereby a backflow of gas via the degassing opening into the housing interior can be avoided.
  • a gas blow-off opening arranged on the underside of the battery cell can be reliably arranged above the assigned degassing opening. This can ensure that a particularly large portion of the gas produced during a thermal runaway of the battery cell, in particular all of the gas produced, is reliably directed away from the battery cell via the degassing opening and thus penetration of the gas into the interior of the housing is particularly reliably avoided.
  • the respective degassing openings can in particular be aligned with the gas blow-off opening of the respective associated battery cells.
  • the foam is designed to melt upon contact with hot gases emerging from the respective battery cells, whereby the degassing openings closed by the foam can be released for the gases to be removed from the interior of the housing.
  • all components of the battery can be fixed in the housing interior and the degassing openings can be sealed, in particular waterproof.
  • the impact absorption foam is glued to a side of the perforated plate opposite the battery cells.
  • the impact absorption foam is held particularly securely on the perforated plate.
  • the trough can be replaced particularly easily since the impact absorption foam is securely held on the perforated plate.
  • the degassing openings are sealed by means of a sealing layer, in particular sealed watertight.
  • This sealing layer is designed to be breached by hot gas flowing out of the battery cells in the event of a thermal runaway.
  • Thermal runaway is the ignition or explosion of a battery cell as a result of exothermic reactions in the respective battery cells.
  • the resulting gases are directed away via the assigned degassing opening when a single battery cell undergoes thermal runaway.
  • the sealing layer In order to ensure a tightness of the housing interior during normal operation of the battery, in particular the tightness against water to prevent water from penetrating into the housing interior, the sealing layer is provided.
  • This sealing layer together with the perforated plate, thus provides respective predetermined breaking points by means of which the degassing openings are closed in normal operation and via which the associated degassing opening is opened in the case of thermal runaway by means of the hot gases.
  • the hot gases melt the sealing layer at least locally, allowing the gas to escape from the interior of the housing via the released degassing opening.
  • the sealing layer thus enables the battery cells to be particularly well protected against penetrating water and also enables hot gases to be safely conducted away when at least one of the battery cells thermally passes through the respective degassing openings of the perforated plate.
  • the sealing layer has an adhesive layer, via which the battery cells are glued to the perforated plate, and / or the sealing layer has at least one plastic element that is applied to the perforated plate.
  • an adhesive can be spread on the perforated plate, which serves on the one hand to close the respective degassing openings of the perforated plate and on the other hand Glue the battery cells to the perforated plate.
  • the adhesive thus enables, on the one hand, sealing, in particular waterproof sealing, of the housing interior and, on the other hand, secure fastening of the battery cells in the housing interior.
  • the battery cells can be held securely on the perforated plate via the adhesive, whereby a relative movement of the battery cells to one another or of the battery cells to the battery housing can be prevented, whereby the risk of damage to the battery cells is kept particularly low.
  • the plastic element can be, for example, respective plastic plugs which are inserted into the respective degassing openings of the perforated plate in order to close the degassing openings.
  • the plastic element can be a plastic plate, which is placed on the perforated plate on its side facing the housing interior or on its side facing away from the housing interior, whereby the plastic plate covers at least one, in particular several, in particular all, degassing openings of the perforated plate and thus are sealed.
  • each plastic element seals all of the degassing openings of the perforated plate. If only one plastic element is provided, then this seals all of the degassing openings of the perforated plate. If several plastic elements are provided for providing the sealing layer, then each of these plastic elements seals at least one vent opening, in particular several vent openings, of the perforated sheet. When the associated battery cell thermally runs away, the adhesive layer or the plastic element melts at least in some areas as a result of contact with the resulting hot gas, whereby the associated degassing opening of the perforated plate is released. The hot gas can escape via this released degassing opening.
  • a trough is arranged on a side of the perforated plate opposite the battery cells, which together with the perforated plate encloses a buffer volume in which an impact absorption foam is arranged.
  • the trough can, in particular together with the impact absorption foam, provide underbody protection for the battery or the motor vehicle.
  • the impact absorption foam can be vehicle-specific and used for different high-voltage storage devices. Alternatively or additionally, the impact absorption foam can be designed to be memory-specific and used for different vehicles.
  • the impact absorption foam is designed to protect the perforated sheet metal from mechanical damage such as scratches and, as a result, corrosion.
  • the tub can in particular be made of a metal or a be made of fiber-reinforced plastic.
  • the tub has a sandwich structure made of two components stacked one on top of the other, each made of a fiber-reinforced plastic and a spacer, in particular a filling foam, between the components.
  • the impact absorption foam is designed to be deformed in a collision, converting kinetic energy into deformation energy. This allows the battery cells of the battery to be particularly well protected from damage.
  • the tub in turn, is designed to hold the impact absorption foam.
  • the trough is designed to prevent impacts from below when the battery is installed in the motor vehicle.
  • the tray and the impact absorption foam enable the battery cells to have a particularly long service life by protecting them particularly well from damage.
  • the hot gas resulting from the thermal runaway of the battery cells into the buffer volume via the degassing openings of the perforated plate.
  • the gas produced during the thermal runaway of the at least one battery cell can be collected in this buffer volume and directed away from the battery cells.
  • Respective line channels can be provided in the impact absorption foam to direct the hot gases away from the battery cells.
  • the trough is tightly connected to the perforated plate. This means that the buffer volume is tightly enclosed by the perforated sheet, especially in the presence of the sealing layer, and the trough. An undesirable outflow of hot gases from the buffer volume can thus be avoided.
  • the trough is reversibly held on the battery housing.
  • the tub can be replaced non-destructively.
  • the damaged tub can be removed from the battery housing particularly easily and a new tub can be arranged and fastened to the battery housing. A complete replacement of the entire battery can therefore be avoided if only the tub is damaged.
  • the battery is therefore particularly sustainable and can be repaired particularly easily.
  • the invention further relates to a motor vehicle with a battery as has already been described in connection with the battery according to the invention.
  • FIG. 1 shows a cross section of a section of a battery for a motor vehicle
  • Fig. 2 shows an enlarged detail of the cross section
  • Fig. 3 is a schematic perspective view of a perforated plate of the battery.
  • a section of a battery 10 for a motor vehicle is shown.
  • the battery 10 has a plurality of battery cells 12, which are designed to provide electrical energy for an electric drive train of the motor vehicle.
  • the battery 10 is in particular a traction battery for the motor vehicle.
  • the battery 10 has a battery housing 14.
  • This battery housing 14 encloses a housing interior 16 in which the large number of battery cells 12 is accommodated.
  • the battery housing 14 has a cover 18 and a perforated plate 20, which provides a bottom of the battery housing 14.
  • the cover 18 delimits the housing interior 16 in the intended installation position of the battery 10 in the motor vehicle in the vehicle vertical direction z upwards and the perforated plate 20 delimits the housing interior 16 downwards in the vehicle vertical direction z.
  • the battery cells 12 are arranged above the perforated plate 20 in the vertical direction z of the vehicle.
  • the battery cells 12 are supported by the perforated plate 20.
  • the battery cells 12 can rest directly or indirectly on the perforated plate 20.
  • the bottom of the battery housing 14 is formed by a high-voltage storage tray 22 having the perforated plate 20.
  • this high-voltage storage trough 22 is made of steel and serves as a thrust field.
  • the battery cell 12 completely covers the associated degassing opening 28 in the vehicle vertical direction z.
  • the degassing opening 28 is arranged in particular to cover a gas blow-off opening of the battery cell 12 downwards in the vehicle vertical direction z.
  • the gas blow-off opening of the battery cell 12 is arranged on an underside of the battery cell 12. Gas, in particular hot gas, flowing out of the associated battery cell 12 via the gas blow-off opening, in particular as a result of thermal runaway of this battery cell 12, can thus be led away from the relevant battery cell 12 via the associated degassing opening 28.
  • the hot gas resulting from the thermal runaway in the battery cell 12 can thus be removed from the housing interior 16 via the degassing opening 28.
  • a sealing layer 30 is provided in the present case.
  • this sealing layer 30 is between the battery cells 12 and the perforated plate 20 arranged and set up to seal all degassing openings 28 watertight.
  • the sealing layer 30 may be provided by an adhesive or by a plastic component or by a foam.
  • the sealing layer 30 is designed to release the degassing opening 28 assigned to this battery cell 12 when the battery cell 12 thermally runs away. This can be done by locally melting the sealing layer 30 and thus opening a passage from the battery cell 12 to the degassing opening 28.
  • a trough 32 can be arranged in the vehicle vertical direction z below the battery housing 14, which serves as bollard protection.
  • This tub 32 can be a replaceable base plate for the battery 10.
  • the replaceable base plate has a sandwich structure made of a first glass fiber reinforced plastic component 34, a foam 36 and a second glass fiber reinforced plastic component 38.
  • the trough 32 is attached to the high-voltage storage trough 22 via at least a second screw connection 42 and to the sill 26 via at least a third screw connection 44.
  • the at least one second screw connection 42 and the at least one third screw connection 44 enable non-destructive, reversible interchangeability of the trough 32 on the battery housing 14 of the battery 10 and on the sill 26 of the motor vehicle.
  • the trough 32 together with the perforated plate 20, delimits a buffer volume 46.
  • An impact absorption foam 48 can be arranged in this buffer volume 46.
  • This impact absorption foam 48 can be glued to the perforated plate 20 on an underside of the perforated plate 20 facing away from the battery cells 12. As a result, the impact absorption foam 48 is particularly securely fixed in the buffer volume 46.
  • This impact absorption foam 48 is a support structure for the battery 10 and serves as a sacrificial component in the event of an impact from below.
  • the battery 10 described enables an improvement in the overall rigidity of the motor vehicle while at the same time improving the ability to be repaired in the event of a minor damage.
  • the battery 10 enables a weight reduction compared to conventional batteries for respective motor vehicles.
  • the perforated plate 20 is provided in the vehicle vertical direction z below the battery cells 12 and the foam, in this case the impact absorption foam 48, integrated into a removable protective component, in this case the tub 32, is provided below the perforated plate 20.
  • the housing base has the perforated plate 20. The battery cells 12 are thus degassed into the buffer volume 46 enclosed by the removable trough 32.
  • the battery cells 12 can be glued to the perforated plate 20 from above.
  • the degassing openings 28 are sealed watertight with an adhesive.
  • the degassing openings 28 are sealed with a plastic component.
  • the perforated plate 20 can be made of aluminum or steel and has a degassing opening 28 under each battery cell 12. The degassing openings 28 are closed in such a way that degassing of the associated battery cells 12 is possible. This means that hot gas from the battery cell 12 can break through the seal.
  • the impact absorption foam 48 is arranged, in which the degassing of the battery cells 12 is possible.
  • the impact absorption foam 48 serves to cushion impact on the battery 10 from below.
  • This impact absorption foam 48 is pre-assembled in the trough 32, which can be removed from the motor vehicle, and is glued to the perforated plate 20 from below.
  • the tub 32 can be made of plastic, in particular glass fiber reinforced plastic, and/or light metal.
  • the housing interior 16 can be sealed downwards by means of the trough 32 in order to prevent water from penetrating into the housing interior 16.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterie (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Vielzahl an Batteriezellen (12) und einem Batteriegehäuse (14), welches einen Gehäuseinnenraum (16) umschließt, in welchem die Batteriezellen (12) aufgenommen sind, und welches ein Lochblech (20) aufweist, auf welchem die Batteriezellen (12) abgelegt sind, wobei das Lochblech (20) für jede Batteriezelle (12) eine zugeordnete Entgasungsöffnung (28) aufweist, auf welcher die zugeordnete Batteriezelle (12) abgelegt ist und über welche aus der jeweiligen zugeordneten Batteriezelle (12) austretendes Gas aus dem Gehäuseinnenraum (16) herausgeleitet werden kann.

Description

Batterie für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie.
Die DE 10 2019 206646 A1 offenbart eine Energiespeichergehäuseanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Energiespeichergehäuse und einem unterseitig an dem Energiespeichergehäuse befestigten Unterfahrschutz. Der Unterfahrschutz weist eine Sandwichanordnung mit einer oberen Deckplatte an seiner zu dem Energiespeichergehäuse weisenden Oberseite und einer unteren Deckplatte an seiner Unterseite auf, wobei zwischen der oberen Deckplatte und der unteren Deckplatte ein Füllmittel angeordnet ist und die Oberseite der Sandwichanordnung für Stege oder Rippen profiliert ist.
Die DE 102011 103 993 A1 offenbart eine Batterie mit einer Mehrzahl von Batterieeinzelzellen, welche an zumindest einer ihrer Stirnseiten über elastische Toleranzausgleichselemente mit einem Kühlelement in Verbindung stehen, wobei eine elektrische Isolationsfolie zwischen den Batterieeinzelzellen und dem Kühlelement angeordnet ist. Hierbei ist es vorgesehen, dass die Isolationsfolie und die Toleranzausgleichselemente einteilig oder stoffschlüssig miteinander verbunden ausgeführt sind. Weiterhin ist aus der DE 10 2019 200465 A1 eine Batteriemodulanordnung bekannt, welche eine Vielzahl von Batteriezellen aufweist, wobei jede der Vielzahl von Batteriezellen eine darin gebildete Zellöffnung aufweist, und eine Plattenanordnung aufweist, die eine Kammer definiert, wobei die Kammer ein Fluid darin aufnimmt. Weiterhin umfasst die Batteriemodulanordnung eine Vielzahl von Öffnungen, die sich durch die Plattenanordnung erstrecken, wobei jede der Vielzahl von Öffnungen dazu eingerichtet ist, auf eine Zellöffnung von einer der Batteriezellen ausgerichtet zu sein.
Überdies offenbaren die WO 2022 / 031 056 A ein Batteriemodul und die
DE 102017 103654 B4 ein Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lösung zu schaffen, welche ein besonders zuverlässiges Wegführen von heißen Gasen von Batteriezellen einer Batterie bei einem thermischen Durchgehen einer Batteriezelle ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart. Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen, die im Rahmen der Beschreibung für einen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche dargelegt sind, sind zumindest analog als Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen des jeweiligen Gegenstands der anderen unabhängigen Ansprüche sowie jeder möglichen Kombination der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder mehr der Unteransprüche, anzusehen.
Die Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug, welche dazu eingerichtet ist, elektrische Antriebsenergie für einen elektrischen Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs bereitzustellen. Das bedeutet, dass das Kraftfahrzeug mit elektrischer Energie aus der Batterie angetrieben werden kann. Bei der Batterie kann es sich insbesondere um einen Hochvoltspeicher des Kraftfahrzeugs handeln. Die Batterie weist eine Vielzahl an Batteriezellen sowie ein Batteriegehäuse auf. Das Batteriegehäuse umschließt einen Gehäuseinnenraum, in welchem die Batteriezellen aufgenommen sind. Ferner weist das Batteriegehäuse ein Lochblech auf, auf welchem die Batteriezellen abgelegt sind. Unter dem Ablegen der Batteriezellen auf dem Lochblech ist zu verstehen, dass das Gewicht der Batteriezellen von dem Lochblech getragen wird. In bestimmungsgemäßer Einbaulage der Batterie in dem Kraftfahrzeug sind die Batteriezellen somit in Fahrzeughochrichtung oberhalb des Lochblechs angeordnet. Die Batteriezellen können unmittelbar auf dem Lochblech aufliegen oder mittelbar über wenigstens eine weitere Komponente auf dem Lochblech aufliegen. Ein Deckel des Batteriegehäuses bildet mit dem Lochblech und den dazwischen angeordneten Batteriezellen einen Sandwichaufbau. Durch diesen Sandwichaufbau kann eine besonders hohe Gesamtsteifigkeit der Batterie erreicht werden.
Das Lochblech weist für jede Batteriezelle eine zugeordnete Entgasungsöffnung auf, auf welcher die zugeordnete Batteriezelle abgelegt ist. Über diese Entgasungsöffnung kann aus der jeweiligen zugeordneten Batteriezelle austretendes Gas aus dem Gehäuseinnenraum herausgeleitet werden. Dadurch, dass die jeweiligen Batteriezellen auf dem Lochblech abgelegt sind und in bestimmungsgemäßer Einbaulage in Fahrzeughochrichtung oberhalb des Lochblechs angeordnet sind, können somit bei einem thermischen Durchgehen einer Batteriezelle entstehende Gase nach unten von der Batterie weggeleitet werden. Durch dieses Wegleiten der entstehenden Gase nach unten kann eine Gefahr eines Eindringens dieser Gase in einen Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs besonders gering gehalten werden. Weiterhin können durch das Wegleiten der Gase von den jeweiligen Batteriezellen nach unten bei einer Anordnung der Batterie in einem Fahrzeugbodenbereich des Kraftfahrzeugs die Gase auf einem besonders kurzen Weg aus dem Kraftfahrzeug geleitet werden.
Das thermische Durchgehen einer Batteriezelle sowie eine thermische Propagation, die Propagation eines thermischen Ereignisses von Batteriezelle zu Batteriezelle in einer Batterie, gehören zu den größten sicherheitstechnischen Herausforderungen beim Betrieb von Lithium-Ionen-Batterien, wie sie im wachsenden Segment der Elektromobilität verstärkt zum Einsatz kommen. Durch das Vorsehen des Lochblechs mit den Entgasungsöffnungen zum Wegleiten von beim thermischen Durchgehen einer Batteriezelle entstehenden heißen Gasen von den Batteriezellen kann die thermische Propagation besonders gut verhindert werden.
Jede der Batteriezellen kann die zugeordnete Entgasungsöffnung vollständig in Fahrzeughochrichtung nach oben überdecken, wodurch ein Rückströmen von Gas über die Entgasungsöffnung in den Gehäuseinnenraum vermieden werden kann. Weiterhin kann hierdurch eine unterseitig der Batteriezelle angeordneter Gasabblasöffnung zuverlässig oberhalb der zugeordneten Entgasungsöffnung angeordnet werden. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass ein besonders großer Teil von bei einem thermischen Durchgehen der Batteriezelle entstehendem Gas, insbesondere das gesamte entstehende Gas, über die Entgasungsöffnung zuverlässig von der Batteriezelle weggeleitet wird und somit ein Eindringen des Gases in den Gehäuseinnenraum besonders sicher vermieden wird. Die jeweiligen Entgasungsöffnungen können insbesondere mit der Gasabblasöffnung der jeweils zugeordneten Batteriezellen fluchten.
Bei der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Spalt zwischen den Batteriezellen und dem Lochblech ausgebildet ist, die Batteriezellen in dem Gehäuseinnenraum umschäumt sind und dieser Schaum den Spalt und die Entgasungsöffnungen verschließt. Mittels dieses Schaums kann das Volumen des Gehäuseinnenraums, welches nicht mit den Batteriezellen oder Elektronik gefüllt ist, angefüllt werden, wodurch sämtliche Komponenten der Batterie innerhalb des Gehäuseinnenraums sicher in ihren jeweiligen Positionen gehalten werden können. Dieser Schaum dringt zusätzlich in den Spalt zwischen den jeweiligen Batteriezellen und den zugeordneten Entgasungsöffnungen ein und verschließt die Entgasungsöffnungen des Lochblechs. In diesen Entgasungsöffnungen des Lochblechs kann der Schaum aushärten, wodurch die Abdichtungsschicht bereitgestellt wird. Der Schaum ist dazu eingerichtet, bei Kontakt mit heißen aus den jeweiligen Batteriezellen austretenden Gasen zu schmelzen, wodurch die mittels des Schaums verschlossenen Entgasungsöffnungen freigegeben werden können für das Wegleiten der Gase aus dem Gehäuseinnenraum. Mittels des Schaums können somit sowohl sämtliche Komponenten der Batterie in dem Gehäuseinnenraum fixiert werden, als auch die Entgasungsöffnungen abgedichtet werden, insbesondere wasserdicht.
Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass der Prallabsorptionsschaum an eine den Batteriezellen gegenüberliegende Seite des Lochblechs geklebt ist. Durch das Kleben des Prallabsorptionsschaums an das Lochblech ist der Prallabsorptionsschaum besonders sicher an dem Lochblech gehalten. Insbesondere bei einer Ausgestaltung der Batterie sowohl mit dem an dem Lochblech angeklebten Prallabsorptionsschaum als auch mit der Wanne kann die Wanne besonders einfach ausgetauscht werden, da der Prallabsorptionsschaum sicher an dem Lochblech gehalten ist.
In einer möglichen Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Lochblech aus Stahl oder aus Aluminium gebildet ist. Das Lochblech aus Aluminium weist ein besonders geringes Gewicht auf. Das Lochblech aus Stahl weist eine besonders hohe Stabilität und Steifigkeit und infolgedessen eine besonders hohe Lebensdauer auf. Es ist ebenso möglich, dass das Lochblech sowohl Stahl als auch Aluminium aufweist.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Entgasungsöffnungen mittels einer Abdichtungsschicht abgedichtet sind, insbesondere wasserdicht abgedichtet sind. Diese Abdichtungsschicht ist dazu eingerichtet, von aus den Batteriezellen bei einem thermischen Durchgehen ausströmendem heißen Gas durchbrochen zu werden. Unter dem thermischen Durchgehen wird das Entzünden oder die Explosion einer Batteriezelle infolge von exothermen Reaktionen in den jeweiligen Batteriezellen verstanden. Um eine Kettenreaktion von mehreren Batteriezellen bis hin zu sämtlichen Batteriezellen der Batterie zu vermeiden und somit das Einstellen einer sich selbst erhaltenden Reaktion zu unterbinden, werden die entstehenden Gase beim thermischen Durchgehen einer einzelnen Batteriezelle über die zugeordnete Entgasungsöffnung weggeleitet. Um bei einem normalen Betrieb der Batterie eine Dichtheit des Gehäuseinnenraums sicherzustellen, insbesondere die Dichtheit gegenüber Wasser zur Vermeidung eines Eindringens von Wasser in den Gehäuseinnenraum, ist die Abdichtungsschicht vorgesehen. Diese Abdichtungsschicht stellt somit gemeinsam mit dem Lochblech jeweilige Sollbruchstellen bereit, mittels welchen die Entgasungsöffnungen in dem Normalbetrieb geschlossen sind und über welche im Fall des thermischen Durchgehens mittels der heißen Gase die zugeordnete Entgasungsöffnung geöffnet wird. Für dieses Öffnen schmelzen die heißen Gase zumindest lokal die Abdichtungsschicht auf, wodurch das Gas über die freigegebene Entgasungsöffnung aus dem Gehäuseinnenraum austreten kann. Die Abdichtungsschicht ermöglicht somit, dass die Batteriezellen besonders gut vor eindringendem Wasser geschützt sind und darüber hinaus ein sicheres Wegleiten von heißen Gasen beim thermischen Durchgehen wenigstens einer der Batteriezellen über die jeweiligen Entgasungsöffnungen des Lochblechs ermöglicht wird.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Abdichtungsschicht eine Klebstoffschicht aufweist, über welche die Batteriezellen mit dem Lochblech verklebt sind, und/oder die Abdichtungsschicht wenigstens ein Kunststoffelement aufweist, das an das Lochblech angelegt ist. Mit anderen Worten kann auf dem Lochblech ein Klebstoff ausgestrichen werden, welcher zum einen dazu dient, die jeweiligen Entgasungsöffnungen des Lochblechs zu verschließen und zum anderen die Batteriezellen mit dem Lochblech zu verkleben. Der Klebstoff ermöglicht somit zum einen das Abdichten, insbesondere das wasserdichte Abdichten, des Gehäuseinnenraums und zum anderen ein sicheres Befestigen der Batteriezellen in dem Gehäuseinnenraum. Über den Klebstoff können die Batteriezellen sicher an dem Lochblech gehalten werden, wodurch eine Relativbewegung der Batteriezellen untereinander beziehungsweise der Batteriezellen zu dem Batteriegehäuse unterbunden werden kann, wodurch eine Beschädigungsgefahr für die Batteriezellen besonders gering gehalten wird. Bei dem Kunststoffelement kann es sich beispielsweise um jeweilige Kunststoffstopfen handeln, welche in die jeweiligen Entgasungsöffnungen des Lochblechs eingesteckt sind, um die Entgasungsöffnungen zu verschließen. Alternativ kann es sich bei dem Kunststoffelement um eine Kunststoffplatte handeln, welche auf das Lochblech an seiner dem Gehäuseinnenraum zugewandten oder an seiner dem Gehäuseinnenraum abgewandten Seite angelegt ist, wodurch mittels der Kunststoffplatte wenigstens eine, insbesondere mehrere, insbesondere sämtliche, Entgasungsöffnungen des Lochblechs überdeckt und somit abgedichtet sind. Ist lediglich ein Kunststoffelement vorgesehen, dann dichtet dieses sämtliche Entgasungsöffnungen des Lochblechs ab. Sind mehrere Kunststoffelemente für das Bereitstellen der Abdichtungsschicht vorgesehen, dann dichtet jedes dieser Kunststoffelemente wenigstens eine Entgasungsöffnung, insbesondere mehrere Entgasungsöffnungen, des Lochblechs ab. Die Klebstoffschicht beziehungsweise das Kunststoffelement schmilzt bei einem thermischen Durchgehen der zugeordneten Batteriezelle zumindest bereichsweise infolge eines Kontakts mit dem entstehenden heißen Gas, wodurch die zugeordnete Entgasungsöffnung des Lochblechs freigegeben wird. Über diese freigegebene Entgasungsöffnung kann das heiße Gas entweichen.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Wanne an einer den Batteriezellen gegenüberliegenden Seite des Lochblechs angeordnet ist, welche gemeinsam mit dem Lochblech ein Puffervolumen umschließt, in welchem ein Prallabsorptionsschaum angeordnet ist. Die Wanne kann insbesondere gemeinsam mit dem Prallabsorptionsschaum einen Unterbodenschutz für die Batterie beziehungsweise das Kraftfahrzeug bereitstellen. Der Prallabsorptionsschaum kann fahrzeugspezifisch ausgeführt sein und für unterschiedliche Hochvoltspeicher eingesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Prallabsorptionsschaum speicherspezifisch ausgeführt sein und für unterschiedliche Fahrzeuge eingesetzt werden. Der Prallabsorptionsschaum ist dazu eingerichtet, das Lochblech vor mechanischen Schäden wie Kratzern und infolgedessen vor Korrosion zu schützen. Die Wanne kann insbesondere aus einem Metall oder einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt sein. Beispielsweise weist die Wanne einen Sandwichaufbau aus zwei übereinander gestapelten Bauteilen aus jeweils einem faserverstärkten Kunststoff sowie einem Abstandshalter, insbesondere einem Füllschaum, zwischen den Bauteilen auf. Der Prallabsorptionsschaum ist dazu eingerichtet, bei einer Kollision verformt zu werden, wodurch kinetische Energie in Verformungsenergie umgewandelt wird. Hierdurch können die Batteriezellen der Batterie besonders gut vor Beschädigungen geschützt werden. Die Wanne wiederum ist dazu eingerichtet, den Prallabsorptionsschaum zu halten. Weiterhin ist die Wanne dazu eingerichtet, in Einbaulage der Batterie in dem Kraftfahrzeug Einschläge von unten abzuhalten. Die Wanne und der Prallabsorptionsschaum ermöglichen somit eine besonders große Langlebigkeit der Batteriezellen, indem diese besonders gut vor Beschädigungen geschützt sind. Weiterhin ist über die Entgasungsöffnungen des Lochblechs eine Entgasung des bei dem thermischen Durchgehen der Batteriezellen entstehenden heißen Gases in das Puffervolumen möglich. In diesem Puffervolumen kann das beim thermischen Durchgehen der wenigstens einen Batteriezelle entstehende Gas gesammelt und von den Batteriezellen weggeleitet werden. Für das Wegleiten der heißen Gase von den Batteriezellen können jeweilige Leitungskanäle in dem Prallabsorptionsschaum vorgesehen sein.
In diesem Zusammenhang kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Wanne dicht mit dem Lochblech verbunden ist. Das bedeutet, dass das Puffervolumen von dem Lochblech, insbesondere bei dem Vorhandensein der Abdichtungsschicht, und der Wanne dicht umschlossen ist. Ein ungewünschtes Ausströmen von heißen Gasen aus dem Puffervolumen kann somit vermieden werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Wanne reversibel an dem Batteriegehäuse gehalten ist. Insbesondere kann die Wanne zerstörungsfrei ausgetauscht werden. Insbesondere bei einer Beschädigung der Wanne kann somit die beschädigte Wanne besonders einfach von dem Batteriegehäuse entfernt und eine neue Wanne an dem Batteriegehäuse angeordnet und befestigt werden. Ein vollständiges Austauschen der gesamten Batterie bei einer Beschädigung lediglich der Wanne kann somit unterbleiben. Die Batterie ist somit besonders nachhaltig und kann besonders einfach repariert werden. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug, mit einer Batterie, wie sie bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batterie beschrieben worden ist.
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Batterie für ein Kraftfahrzeug;
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des Querschnitts; und
Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht eines Lochblechs der Batterie.
In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist ausschnittsweise eine Batterie 10 für ein Kraftfahrzeug geschnitten dargestellt. Die Batterie 10 weist eine Vielzahl an Batteriezellen 12 auf, welche dazu eingerichtet sind, elektrische Energie für einen elektrischen Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs bereitzustellen. Bei der Batterie 10 handelt es sich insbesondere um eine Traktionsbatterie für das Kraftfahrzeug. Zusätzlich zu der Vielzahl an Batteriezellen 12 weist die Batterie 10 ein Batteriegehäuse 14 auf. Dieses Batteriegehäuse 14 umschließt einen Gehäuseinnenraum 16, in welchem die Vielzahl an Batteriezellen 12 aufgenommen ist. Das Batteriegehäuse 14 weist vorliegend einen Deckel 18 sowie ein Lochblech 20 auf, welches einen Boden des Batteriegehäuses 14 bereitstellt. Der Deckel 18 begrenzt den Gehäuseinnenraum 16 in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Batterie 10 in dem Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung z nach oben und das Lochblech 20 begrenzt den Gehäuseinnenraum 16 in Fahrzeughochrichtung z nach unten. Wie in Fig. 1 erkannt werden kann, sind die Batteriezellen 12 in Fahrzeughochrichtung z oberhalb des Lochblechs 20 angeordnet. Insbesondere werden die Batteriezellen 12 von dem Lochblech 20 getragen. Hierfür können die Batteriezellen 12 unmittelbar oder mittelbar auf dem Lochblech 20 aufliegen. Der Boden des Batteriegehäuses 14 ist vorliegend von einer das Lochblech 20 aufweisenden Hochvoltspeicherwanne 22 gebildet. Diese Hochvoltspeicherwanne 22 ist vorliegend aus Stahl gebildet und dient als Schubfeld. Sowohl die Hochvoltspeicherwanne 22 als auch der Deckel 18 sind vorliegend über eine erste Schraubverbindung 24 an einen Schweller 26 des Kraftfahrzeugs angebunden in Einbaulage der Batterie 10 in dem Kraftfahrzeug. Die Hochvoltspeicherwanne 22 mit dem Lochblech 20 ist in Fig. 3 separat gezeigt. Wie in Fig. 3 besonders gut erkannt werden kann, weist das Lochblech 20 eine Vielzahl an Entgasungsöffnungen 28 auf. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in Fig. 3 lediglich einzelne der Entgasungsöffnungen 28 mit dem zugehörigen Bezugszeichen gekennzeichnet. Das Lochblech 20 weist für jede Batteriezelle 12 eine zugeordnete Entgasungsöffnung 28 auf.
In Fig. 2 ist ein Ausschnitt der Batterie 10 gezeigt, in welchem besonders gut erkannt werden kann, dass die jeweiligen Batteriezellen 12 in Fahrzeughochrichtung z oberhalb der jeweiligen zugeordneten Entgasungsöffnung 28 angeordnet ist. Hierbei überdeckt die Batteriezelle 12 die zugeordnete Entgasungsöffnung 28 in Fahrzeughochrichtung z vollständig. Die Entgasungsöffnung 28 ist insbesondere eine Gasabblasöffnung der Batteriezelle 12 in Fahrzeughochrichtung z nach unten überdeckend angeordnet. Hierbei ist die Gasabblasöffnung der Batteriezelle 12 an einer Unterseite der Batteriezelle 12 angeordnet. Über die Gasabblasöffnung aus der zugehörigen Batteriezelle 12 ausströmendes Gas, insbesondere heißes Gas, insbesondere infolge eines thermischen Durchgehens dieser Batteriezelle 12, kann somit über die zugeordnete Entgasungsöffnung 28 von der betreffenden Batteriezelle 12 weggeführt werden. Über die Entgasungsöffnung 28 kann somit das bei dem thermischen Durchgehen in der Batteriezelle 12 entstehende heiße Gas aus dem Gehäuseinnenraum 16 weggeführt werden.
Um zu gewährleisten, dass der Gehäuseinnenraum 16 bei einem Normalbetrieb der Batterie 10 wasserdicht abgeschlossen ist und somit in einem Fall, in welchem kein thermisches Durchgehen einer der Batteriezellen 12 vorliegt, ist vorliegend eine Abdichtungsschicht 30 vorgesehen. Diese Abdichtungsschicht 30 ist vorliegend zwischen den Batteriezellen 12 und dem Lochblech 20 angeordnet und dazu eingerichtet, sämtliche Entgasungsöffnungen 28 wasserdicht abzudichten. Die Abdichtungsschicht 30 kann durch einen Klebstoff oder durch ein Kunststoffbauteil oder durch einen Schaum bereitgestellt sein. Die Abdichtungsschicht 30 ist dazu eingerichtet, bei einem thermischen Durchgehen der Batteriezelle 12 die dieser Batteriezelle 12 zugeordnete Entgasungsöffnung 28 freizugeben. Dies kann erfolgen, indem die Abdichtungsschicht 30 lokal aufschmilzt und somit einen Durchgang von der Batteriezelle 12 zu der Entgasungsöffnung 28 freigibt. Folglich kann im Normalbetrieb der Batterie 10 eine Wasserdichtheit des Gehäuseinnenraums 16 gewährleistet werden und zusätzlich beim thermischen Durchgehen einer der Batteriezellen 12 sichergestellt werden, dass entstehende heiße Gase über die zugeordnete Entgasungsöffnung 28 aus dem Gehäuseinnenraum 16 weggeleitet werden können.
Wie in den Fig. 1 und 2 erkannt werden kann, kann in Fahrzeughochrichtung z unterhalb des Batteriegehäuses 14 eine Wanne 32 angeordnet sein, welche als Pollerschutz dient. Bei dieser Wanne 32 kann es sich um eine wechselbare Bodenplatte für die Batterie 10 handeln. Vorliegend weist die wechselbare Bodenplatte einen Sandwichaufbau aus einem ersten glasfaserverstärkten Kunststoffbauteil 34, einem Schaum 36 und einem zweiten glasfaserverstärkten Kunststoffbauteil 38 auf. Die Wanne 32 ist vorliegend über wenigstens eine zweite Schraubverbindung 42 an der Hochvoltspeicherwanne 22 sowie über wenigstens eine dritte Schraubverbindung 44 an dem Schweller 26 befestigt. Die wenigstens eine zweite Schraubverbindung 42 und die wenigstens eine dritte Schraubverbindung 44 ermöglichen eine zerstörungsfreie, reversible Austauschbarkeit der Wanne 32 an dem Batteriegehäuse 14 der Batterie 10 sowie an dem Schweller 26 des Kraftfahrzeugs. Wie in Fig. 1 und Fig. 2 besonders gut erkannt werden kann, begrenzt die Wanne 32 gemeinsam mit dem Lochblech 20 ein Puffervolumen 46. In diesem Puffervolumen 46 kann ein Prallabsorptionsschaum 48 angeordnet sein. Dieser Prallabsorptionsschaum 48 kann an einer den Batteriezellen 12 abgewandten Unterseite des Lochblechs 20 mit dem Lochblech 20 verklebt sein. Hierdurch ist der Prallabsorptionsschaum 48 in dem Puffervolumen 46 besonders sicher fixiert. Dieser Prallabsorptionsschaum 48 ist eine Stützstruktur für die Batterie 10 und dient als Opferbauteil im Falle eines Einschlags von unten.
Die beschriebene Batterie 10 ermöglicht eine Verbesserung einer Gesamtsteifigkeit des Kraftfahrzeugs bei gleichzeitiger Verbesserung der Reparaturfähigkeit im Falle eines Bagatellschadens. Darüber hinaus ermöglicht die Batterie 10 eine Gewichtsreduktion im Vergleich zu herkömmlichen Batterien für jeweilige Kraftfahrzeuge.
Bei der beschriebenen Batterie 10 sind in Fahrzeughochrichtung z unterhalb der Batteriezellen 12 das Lochblech 20 und unterhalb des Lochblechs 20 der in einem demontierbaren Schutzbauteil, vorliegend der Wanne 32, integrierte Schaum, vorliegend der Prallabsorptionsschaum 48, vorgesehen. Um die thermische Propagation der Batteriezellen 12 zu unterbinden, indem entstehende Gase in den Prallabsorptionsschaum 48 abgeleitet werden, ist es vorgesehen, dass der Gehäuseboden das Lochblech 20 aufweist. Somit erfolgt eine Entgasung der Batteriezellen 12 in das von der demontierbaren Wanne 32 umschlossene Puffervolumen 46.
Die Batteriezellen 12 können mit dem Lochblech 20 von oben verklebt werden. Die Entgasungsöffnungen 28 werden in diesem Fall mit einem Klebstoff wasserdicht verschlossen. Alternativ oder zusätzlich werden die Entgasungsöffnungen 28 mit einem Kunststoffbauteil abgedichtet. Das Lochblech 20 kann in Aluminium oder in Stahl ausgeführt werden und besitzt unter jeder Batteriezelle 12 eine Entgasungsöffnung 28. Die Entgasungsöffnungen 28 sind derart verschlossen, dass eine Entgasung der zugeordneten Batteriezellen 12 möglich ist. Das bedeutet, dass heißes Gas der Batteriezelle 12 den Verschluss durchbrechen kann. Unterhalb des Lochblechs 20 ist der Prallabsorptionsschaum 48 angeordnet, in welchen die Entgasung der Batteriezellen 12 möglich ist. Der Prallabsorptionsschaum 48 dient dazu, eine Beaufschlagung der Batterie 10 von unten abzufedern. Dieser Prallabsorptionsschaum 48 ist in der vom Kraftfahrzeug demontierbaren Wanne 32 vormontiert und wird von unten an das Lochblech 20 verklebt. Die Wanne 32 kann aus Kunststoff, insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff, und/oder aus Leichtmetall ausgeführt werden.
Ist die Abdichtungsschicht 30 nicht vorgesehen, dann kann der Gehäuseinnenraum 16 nach unten mittels der Wanne 32 abgedichtet werden, um ein Eindringen von Wasser in den Gehäuseinnenraum 16 zu vermeiden.
Der Sandwichaufbau der Batterie 10 aus einem Gehäuseoberteil bzw. dem Deckel 18, den Batteriezellen 12 und dem Lochblech 20 ermöglicht eine besonders hohe Gesamtsteifigkeit der Batterie 10. Damit ergibt sich eine Funktionstrennung zwischen dem Batteriegehäuse 14 und der einen Unterfahrschutz in Kombination mit dem Prallabsorptionsschaum 48 bereitstellenden Wanne 32. Die Wanne 32 übernimmt mit dem Prallabsorptionsschaum 48 die Funktionen Propagationsschutz und Unterfahrschutz. Insgesamt zeigt die Erfindung, wie ein Sandwichhochvoltspeicherboden mit Entgasungsdurchlässen, vorliegend den Entgasungsöffnungen 28, für den Zellpropagationsfall bereitgestellt werden kann.
Bezugszeichenliste
10 Batterie
12 Batteriezelle
14 Batteriegehäuse
16 Gehäuseinnenraum
18 Deckel
20 Lochblech
22 Gehäuseboden
24 erste Schraubverbindung
26 Schweller
28 Entgasungsöffnung
30 Abdichtungsschicht
32 Wanne
34 erstes glasfaserverstärktes Kunststoffbauteil
36 Schaum
38 zweites glasfaserverstärktes Kunststoffbauteil
42 zweite Schraubverbindung
44 dritte Schraubverbindung
46 Puffervolumen
48 Prallabsorptionsschaum z Fahrzeughochrichtung x Fahrzeuglängsrichtung y Fahrzeugquerrichtung

Claims

Neue Patentansprüche Batterie (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Vielzahl an Batteriezellen (12) und einem Batteriegehäuse (14), welches einen Gehäuseinnenraum (16) umschließt, in welchem die Batteriezellen (12) aufgenommen sind, und welches ein Lochblech (20) aufweist, auf welchem die Batteriezellen (12) abgelegt sind, wobei das Lochblech (20) für jede Batteriezelle (12) eine zugeordnete Entgasungsöffnung (28) aufweist, auf welcher die zugeordnete Batteriezelle (12) abgelegt ist und über welche aus der jeweiligen zugeordneten Batteriezelle (12) austretendes Gas aus dem Gehäuseinnenraum (16) herausgeleitet werden kann, wobei ein Spalt zwischen den Batteriezellen (12) und dem Lochblech (28) vorgesehen ist, die Batteriezellen (12) in dem Gehäuseinnenraum (16) umschäumt sind und dieser Schaum den Spalt und die Entgasungsöffnungen (28) verschließt, und/oder ein Prallabsorptionsschaum (48) an eine den Batteriezellen (12) gegenüberliegende Seite des Lochblechs (20) geklebt ist. Batterie (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen unmittelbar auf dem Lochblech (20) aufliegen. Batterie (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entgasungsöffnungen (28) mittels einer Abdichtungsschicht (30) abgedichtet sind, welche dazu eingerichtet ist, von aus den Batteriezellen (12) bei einem thermischen Durchgehen ausströmendem heißen Gas durchbrochen zu werden. Batterie (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtungsschicht (30) eine Klebstoffschicht aufweist, über welche die Batteriezellen (12) mit dem Lochblech (20) verklebt sind, und/oder die Abdichtungsschicht (30) wenigstens ein Kunststoffelement aufweist, das an das Lochblech (28) angelegt ist. Batterie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wanne (32) an einer den Batteriezellen (12) gegenüberliegenden Seite des Lochblechs (20) angeordnet ist, welche gemeinsam mit dem Lochblech (20) ein Puffervolumen (46) umschließt, in welchem ein Prallabsorptionsschaum (48) angeordnet ist. Batterie (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanne (32) dicht mit dem Lochblech (20) verbunden ist. Batterie (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanne (32) reversibel an dem Batteriegehäuse (14) gehalten ist. Kraftfahrzeug mit einer Batterie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
EP23748070.2A 2022-08-29 2023-07-26 Batterie für ein kraftfahrzeug sowie kraftfahrzeug Pending EP4581699A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022121801.5A DE102022121801A1 (de) 2022-08-29 2022-08-29 Batterie für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug
PCT/EP2023/070749 WO2024046665A2 (de) 2022-08-29 2023-07-26 Batterie für ein kraftfahrzeug sowie kraftfahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4581699A2 true EP4581699A2 (de) 2025-07-09

Family

ID=87514374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23748070.2A Pending EP4581699A2 (de) 2022-08-29 2023-07-26 Batterie für ein kraftfahrzeug sowie kraftfahrzeug

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20260074341A1 (de)
EP (1) EP4581699A2 (de)
JP (1) JP2025528336A (de)
KR (1) KR20250026326A (de)
CN (1) CN119452512A (de)
DE (1) DE102022121801A1 (de)
WO (1) WO2024046665A2 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102024204509A1 (de) * 2024-05-15 2025-11-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Batterieanordnung

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011103993A1 (de) * 2011-06-10 2012-12-13 Daimler Ag Batterie mit einer Mehrzahl von Batterieeinzelzellen
DE102017103654B4 (de) * 2017-02-22 2022-04-21 Thyssenkrupp Ag Batteriegehäuse für eine Fahrzeugbatterie, Fahrzeugbatterie und Elektrofahrzeug
CN107394070B (zh) * 2017-06-12 2019-10-11 西安交通大学 一种采用多孔材料的电动汽车电池热管理系统
US11024901B2 (en) * 2018-01-19 2021-06-01 Hanon Systems Battery cooling plate with integrated air vents
DE102019206646A1 (de) 2019-05-08 2020-11-12 Audi Ag Energiespeichergehäuseanordnung für ein Kraftfahrzeug
TWI890834B (zh) * 2020-08-04 2025-07-21 南韓商Ｌｇ新能源股份有限公司 電池模組、包括其之電池組以及車輛
KR102732262B1 (ko) * 2022-01-20 2024-11-20 에스케이온 주식회사 배터리 모듈 및 이를 구비하는 배터리 팩

Also Published As

Publication number Publication date
KR20250026326A (ko) 2025-02-25
CN119452512A (zh) 2025-02-14
WO2024046665A3 (de) 2024-04-25
US20260074341A1 (en) 2026-03-12
JP2025528336A (ja) 2025-08-28
DE102022121801A1 (de) 2024-02-29
WO2024046665A2 (de) 2024-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3588609B1 (de) Batteriegehäuse sowie kraftfahrzeug mit einem solchen batteriegehäuse
DE102012001596A1 (de) Fahrzeug mit einer Batterie
DE102008059956B4 (de) Batterie, insbesondere Fahrzeugbatterie
DE102017218752B4 (de) Abdeckeinrichtung für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, Batteriegehäuse, Traktionsbatterie sowie Kraftfahrzeug
DE102020003193B4 (de) Kraftfahrzeugsrohbau, insbesondere für einen Personenkraftwagen
WO2012149948A1 (de) Fahrzeug mit einer batterie
DE102021132480A1 (de) Batterieanordnung und Verfahren zum Ableiten eines Gases aus einer Batterieanordnung
DE102019203606B4 (de) Batteriemodul und Kraftfahrzeug
DE102020102221A1 (de) Batteriezelle mit Abschirmschicht, Batterie sowie Kraftfahrzeug mit einer Batterie
DE102018132292A1 (de) Batteriegehäuse für ein Kraftfahrzeug
WO2019158235A1 (de) Kraftfahrzeug mit mehreren batteriemodulen
WO2021144098A1 (de) Gehäusedeckel für ein batteriegehäuse mit partikelschutz und hitzeschutz, batteriegehäuse, traktionsbatterie sowie kraftfahrzeug
DE102019210852A1 (de) Batterie mit einer Druckabbauvorrichtung und Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie
DE102019211088A1 (de) Batteriegehäuse, Batterie und Kraftfahrzeug
EP4581699A2 (de) Batterie für ein kraftfahrzeug sowie kraftfahrzeug
WO2021151576A1 (de) Batteriemodul für eine traktionsbatterie, traktionsbatterie sowie kraftfahrzeug
DE102017211368A1 (de) Batterie für einen elektrischen Antrieb eines Kraftwagens
DE102017211363A1 (de) Batterie für einen elektrischen Antrieb eines Kraftwagens
DE102023111639A1 (de) Batteriearraywärmebarriere, die einen entlüftungsweg und ein zugehöriges entlüftungsverfahren bereitstellt
DE102021121942B4 (de) Batterieelektrisches Fahrzeug
DE102018209195A1 (de) Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen Energiespeichers
DE102022127324B4 (de) Batterieeinrichtung für ein wenigstens teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug
DE102011100626A1 (de) Batterie mit einer Vielzahl von Batterieeinzelzellen
DE102018210575B4 (de) Vorrichtung zur Reduzierung einer Krafteinwirkung auf eine Batterie, sowie Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung
DE102020112656A1 (de) Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20250311

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)