WO2010112144A1 - Batteriegehäuse mit dichtplatte - Google Patents

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WO2010112144A1
WO2010112144A1 PCT/EP2010/001722 EP2010001722W WO2010112144A1 WO 2010112144 A1 WO2010112144 A1 WO 2010112144A1 EP 2010001722 W EP2010001722 W EP 2010001722W WO 2010112144 A1 WO2010112144 A1 WO 2010112144A1
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holding frame
sealing
battery
sealing plate
battery housing
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PCT/EP2010/001722
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Claus-Rupert Hohenthanner
Joerg Kaiser
Andreas Gutsch
Claudia Brasse
Tim Schaefer
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Li-Tec Battery Gmbh
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    • Y10T29/4911—Electric battery cell making including sealing

Definitions

  • the invention relates to a battery housing for receiving one or more battery cells, and a holding frame for a battery cell.
  • a battery housing for receiving one or more battery cells, comprising a cover surface, a bottom surface and a sealing surface arranged between the cover surface and the bottom surface.
  • the sealing plate which is arranged between the lid surface and the bottom surface, preferably separates a first space of the battery case from a second space of the battery case.
  • a first of the separated spaces may preferably be provided for the electrical contacting of the battery cells and preferably represent a contacting space. For this purpose, in a mounted state, the current conductors of a battery cell can extend into this first space.
  • a second space of the battery housing may be provided for cooling the battery cells and preferably represent a cooling space. Therefore Preferably, the largest portion of a battery cell, in particular planteleitabroughe of battery cells in an assembled state extends into this second space.
  • the sealing plate has at least one opening through which a battery cell can extend, so as to protrude at least in sections both into the first space and into the second space. It can be provided that the sealing plate per battery cell has a breakthrough. As a result, each battery cell can extend through its own breakthrough through the sealing plate.
  • the contacting of the battery cell can be spatially separated from the cooling of the battery cells. So it is particularly possible to make the contacting take place under different environmental conditions than the cooling.
  • the contacting can take place in a closed gaseous environment, while the cooling is carried out in particular by means of a liquid or ambient air.
  • the cooling medium may preferably come in direct contact with the battery cell.
  • ambient air when using ambient air is thus ensured that no condensation can reach the range of electrical contact.
  • the cooling space can be switched such that an exchange of the cooling medium with the environment is possible.
  • the housing may have openings in the region of the cooling space, which allow a passage of ambient air in particular through the battery housing.
  • the sealing plate may be integrally formed.
  • the openings are preferably configured by openings in the sealing plate.
  • the sealing plate can be designed in several parts and in particular be formed by a plurality of sealing plate elements.
  • a plurality of sealing plate elements are arranged in a plane.
  • the openings can be formed by real openings on individual sealing plate element; vorzugswei-
  • the openings can be formed by intermediate spaces, which are provided between two adjacently arranged sealing plate elements. The formation of real openings on a sealing plate element is therefore not necessary.
  • Recesses or bulges may be provided at edges of individual sealing plate elements, so that space is created for a passage of a part of a battery cell. The assembly or production of sealing plate elements is facilitated.
  • a sealing plate member may extend in a U-shape around a breakthrough.
  • the sealing plate elements can touch each other. However, the sealing plate elements may also be formed at a distance from each other. The gaps resulting from the spacing of the sealing plate members may be the apertures through which battery elements may extend.
  • sealing means are provided at the openings.
  • the sealants seal an annulus between the aperture and a battery cell extending through the aperture.
  • the sealing means preferably a hermetic sealing of the two spaces is achieved to each other.
  • the hermetic sealing of the two rooms to each other can also be done by other means.
  • Holding frame for a battery cell comprising a bottom part, a cover part and a arranged between the bottom part and the cover part sealing part.
  • the bottom part preferably forms a lower boundary of the holding frame.
  • the lid part preferably forms an upper boundary of the holding frame.
  • the sealing part is arranged between the bottom part and the cover part and preferably serves for separating a first space from a second space in a battery housing.
  • the sealing part can cooperate with another element, such as a partition wall of the battery case.
  • the sealing part can - A - alternatively cooperate with the sealing part of an adjacently arranged holding frame.
  • connecting means are provided between the cover part and the sealing part and / or between the sealing part and the bottom part.
  • the connecting means may be lateral struts, which preferably give the holding frame a rectangular shape.
  • the holding frame may be formed as a circumferential frame. Notwithstanding this, in particular the sealing part or another part of the holding frame can be arranged inside or outside of the frame.
  • the holding frame may be formed from two frame halves.
  • the frame halves can be designed identically.
  • a battery cell which is held by the holding frame, at least partially added between the two frame halves.
  • the holding frame may also be partially disposed within an enclosure of the battery cell.
  • the holding frame can be enclosed together with the electrical cell of a common enclosure.
  • the holding frame can also be arranged completely outside a casing of the battery cell. Parts of the holding frame can be arranged inside the casing of the battery cell and parts of the holding frame outside the casing of the battery cell.
  • the holding frame may comprise a reinforcing plate.
  • the reinforcing plate may be partially formed with other components of the holding frame, in particular with the bottom part and / or the cover part and / or the sealing part in one piece.
  • the sealing part has an opening, which is preferably provided with sealing means.
  • the breakthrough can be designed open on one side.
  • the opening can be formed by a notch or a recess on an edge of the sealing part.
  • the sealing part can cooperate with a sealing part of a holding frame to be arranged adjacently, that the sealing parts of the holding frame form a breakthrough. Through the breakthrough, the battery cell can stretch through. It can be arranged at the openings sealing elements.
  • the holding frame has a groove for receiving a fastening flange of a battery cell.
  • the groove may preferably be designed circumferentially.
  • the support frame may comprise two frame halves. A groove can divide the holding frame into the two frame halves.
  • a sheath of the battery cell can be flanged onto sections of the holding frame.
  • the support frame itself can be a part of the battery seal.
  • a battery housing of the aforementioned type comprises a plurality of holding frame of the aforementioned type.
  • the holding frame may preferably form parts of the battery case.
  • the cover surface of the battery case is formed by a plurality of cover parts of the holding frame.
  • the bottom surface of the battery case is formed by a plurality of bottom parts of the holding frame.
  • the sealing plate of the battery case may be formed by a plurality of sealing plates of the holding frame.
  • a battery housing can be modularly set by several holding frames together, which allows easy mounting of the battery case.
  • battery cells are connected to a holding frame.
  • a first holding frame is applied to a second holding frame. This can be repeated several times until a desired number of support frame and thus battery cells abut each other.
  • End plates can be attached to the respective axial ends to close off the axial ends.
  • the holding frame can be firmly connected to each other.
  • the holding frame can be clamped against each other by means of Verspannstoff. It is not necessarily necessary that in one process the battery cells be connected to the support frame.
  • the holding frames can be connected to battery cells before assembly. to have been. In this case, the method can be started with the holding frames being applied to a respective further holding frame.
  • Fig. 1 shows a battery assembly with an inventive
  • Battery housing a) in sectional view, b) in plan view;
  • FIG. 2 shows a sealing plate element of a battery housing according to FIG. 1, a) in a first embodiment, b) in a second embodiment;
  • FIG 3 shows an inventive holding frame in a first embodiment, a) in sectional view, b) in plan view.
  • FIG. 4 shows an inventive holding frame in a second embodiment, a) in a sectional view, b) in plan view;
  • FIG. 5 shows an inventive holding frame in a third embodiment, a) in sectional view, b) in plan view.
  • FIG. 6 is a modular constructed of a plurality of holding frame battery housing in a sectional view.
  • FIG. 1 shows a battery arrangement 24.
  • the battery assembly 24 has a battery housing 1, in which a plurality of battery cells 2 are arranged.
  • the battery cells 2 have arresters 25, which can be connected via not shown contacting elements in particular with arresters 25 other battery cells.
  • the battery case 1 has a lid surface 3 and a bottom surface 4.
  • the term bottom surface and top surface is not to be understood as a restriction with regard to the vertical orientation.
  • a floor surface does not have to face down vertically; a lid surface does not have to face vertically upwards.
  • the surfaces can be in any orientation.
  • the sealing plate 5 separates the interior of the battery housing in two spaces, namely in a contacting space 22 and in a cooling space 23.
  • the battery cells 2 extend through the sealing plate 5 therethrough.
  • sealing means 7 are arranged in an annular space which is formed between the battery cells 2 and the openings 6.
  • the sealing means 7 may be formed as sealing lips or as O-rings.
  • the sealing means 7 can be accommodated in a groove of the sealing plate 5.
  • the groove can be arranged circumferentially on the opening 6.
  • the sealing plate 5 may be formed in one piece or in several pieces.
  • the sealing plate 5 is formed in several pieces by a plurality of sealing plate elements 8.
  • the sealing plate elements 8 each have the opening 6 through which one of the battery cells 2 extends.
  • the sealing plate elements 8 ⁇ which have no openings can form outer ends of the multi-piece sealing plate 5.
  • the sealing plate 5 which as shown can be formed integrally or in several pieces by a plurality of sealing plate elements 8, the interior of the battery housing is hermetically divided into the two rooms.
  • a medium which is provided in the cooling space 23 for cooling the battery cells can not reach the contacting space 22.
  • the contacts of the arrester 25 are thereby simplified in the contacting space 22, since now must not be paid to a specific sealing of the individual arrester 25 relative to the environment in the contacting space 22.
  • the sealing plate 5 is preferably provided in the amount of a Ableiter challengedelung 26.
  • the arrester seal 26 is the area of the battery cell 2 at which the arrester 15 extends through the enclosure 16 of the battery cell 2.
  • the battery cell in the region of the arrester seal 26 is narrower than other regions of the battery cell 2, so that in principle a smaller, in particular narrower opening 6 to be sealed is to be provided.
  • FIG. 2 a shows a sealing plate element 8 in a first embodiment.
  • the opening 6 is arranged centrally in the sealing plate element 8 and completely enclosed by the sealing plate element 8.
  • the sealing plate member 8 encloses the opening 6 O-shaped.
  • FIG. 2b) shows a second embodiment of a sealing plate element 8 '.
  • the aperture 6 ' is designed here as a half-open breakthrough, and has the shape of a notch.
  • the sealing plate member 8 ' is U-shaped around the opening 6' formed around.
  • FIG. 3 shows a battery cell 2 with a casing 16, which is held in a holding frame 10 according to the invention.
  • the holding frame 10 has a bottom part 11, a cover part 12 and a sealing part 13.
  • the bottom part 11, the cover part 12 and the sealing part 13 are essentially formed by horizontally arranged struts.
  • connecting means 14 are provided.
  • First connecting means are designed as vertical struts 14 'and connect the lid part 12 to the sealing part 13.
  • second connecting means in the form of vertical struts 14 ", which connect the bottom part 11 with the sealing part 13.
  • the result is a rectangular circumferential holding frame 10th In particular, it can be seen in FIG.
  • a groove 18 is provided on the bottom part, into which a fastening flange 19 of the battery cell 2 extends.
  • the groove 18 is also found on the sealing part 13 again.
  • the groove 18 is also provided on the struts 14 ", which connect the sealing part 13 with the bottom part 11.
  • the groove 18 is designed as a circumferential groove, which passes once around a rectangular frame which passes through the sealing part 13 , Bottom part 11 and the connecting means 14 "is formed.
  • the edge of the battery cell 2 which is designed as a mounting flange 19, added.
  • the groove 18 is made continuous, i. it separates in each case the holding frame 10 into two frame halves 10 'and 10 ".
  • the insertion of the battery cell 2 into the holding frame is thereby simplified, since the battery cell 2 is first placed on one of the frame halves 10', 10", and subsequently the other frame half 10
  • the two frame halves 10 ', 10 " can be braced against each other, so that the battery cell is held firmly within the holding frame 10.
  • FIG. 4 shows a holding frame 10 1 in a second embodiment.
  • this holding frame corresponds to the holding frame according to the first embodiment according to FIG. 3.
  • the holding frame 1O 1 has a reinforcing plate 17, which extends perpendicularly from the bottom part 11 to the sealing part 13.
  • the reinforcing plate 17 is arranged parallel to an orientation of the battery cell 2.
  • the reinforcing plate 17 is disposed within the enclosure 16 of the battery cell 2.
  • the reinforcing plate 17 is disposed between cell stacks 27 of the battery cell 2.
  • the reinforcing plate 17 may serve as a heat conducting plate and promote heat away from the cell stacks 27 to an outer portion of the battery cell 2.
  • FIG. 5 shows a holding frame 10 2 in a third embodiment.
  • this holding frame corresponds to the holding frame according to the first embodiment of Figure 3.
  • the holding frame 10 2 has a frame, which is partially arranged inside the envelope 16.
  • the envelope 16 is flanged onto the portions of the bottom part 11 2 and the sealing part 12 2 .
  • the envelope 16 is flanged onto the concealed struts of the holding frame 1O 2 shown in dashed lines.
  • the holding frame 1O 2 itself represents a part of the sealing of the envelope 16.
  • FIG. 6 shows a battery arrangement 24, which is modularly constructed from a plurality of holding frames 10 and battery cells 2 arranged in the holding frame 10.
  • Parts of the battery case 1 are formed by different parts of the support frame 10.
  • the lid surface of the battery case 1 is formed by a plurality of lid parts 12 of the holding frame 10.
  • the bottom surface 4 of the battery case 1 is formed by a plurality of bottom parts 11 of the holding frame 10.
  • the sealing plate 5 of the battery case 1 is formed by a plurality of sealing parts 13 of the holding frame 10.
  • the bottom parts 11, cover parts 12 each seat sealingly against each other, so that the parts 11, 12, 13 each dense surfaces or plates result.
  • the individual holding frame 10 can be firmly connected to each other via connecting means, not shown.
  • clamping means may be provided which clamp the holding frame 10 against each other.
  • each end plates 28 are provided, which complete the battery case 1.
  • Lateral struts 14 of the support frame 10 are as well as the other parts of the support frame to each other and limit the battery case side.

Abstract

Batteriegehäuse (1) für die Aufnahme von einer oder mehreren Batteriezellen (2), umfassend eine Deckelfläche (3), eine Bodenfläche (4) und eine zwischen Deckelfläche und Bodenfläche angeordnete Dichtplatte (5). Halterahmen (10) für eine Batteriezelle (2) umfassend ein Bodenteil (11), ein Deckelteil (12) und ein zwischen Boden- und Deckelteil angeordnetes Dichtteil (12).

Description

Batteriegehäuse mit Dichtplatte
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse für die Aufnahme von einer oder mehreren Batteriezellen, sowie einen Halterahmen für eine Batteriezelle.
Herkömmliche Batteriegehäuse weisen einen Aufnahmeraum auf, indem Batte- riezellen aufgenommen werden können. Sowohl die elektrische Kontaktierung der Batteriezellen als auch die Kühlung findet in diesem gemeinsamen Aufnahmeraum statt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Batteriegehäuse zur Aufnahme von Batteriezellen zu verbessern.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch ein Batteriegehäuse für die Aufnahme von einer oder mehreren Batteriezellen, umfassend eine Deckelfläche, eine Bodenfläche und eine zwischen Deckelfläche und Bodenfläche angeordnete Dichtplatte.
Die Dichtplatte, welche zwischen der Deckelfläche und der Bodenfläche ange- ordnet ist, trennt vorzugsweise einen ersten Raum des Batteriegehäuses von einem zweiten Raum des Batteriegehäuses ab. Ein erster der abgetrennten Räume kann vorzugsweise für die elektrische Kontaktierung der Batteriezellen vorgesehen sein und vorzugsweise einen Kontaktierungsraum darstellen. Dafür können sich in einem montiertem Zustand die Stromableiter einer Batteriezelle in diesen ersten Raum hinein erstrecken.
Ein zweiter Raum des Batteriegehäuses kann für eine Kühlung der Batteriezellen vorgesehen sein und vorzugsweise einen Kühlungsraum darstellen. Dafür erstreckt sich vorzugsweise der größte Anteil einer Batteriezelle, insbesondere Wärmeleitabschnitte von Batteriezellen in einem montierten Zustand in diesen zweiten Raum hinein. Dabei ist vorgesehen, dass die Dichtplatte zumindest einen Durchbruch aufweist, durch den sich eine Batteriezelle hindurch erstrecken kann, um somit zumindest abschnittsweise sowohl in den ersten Raum als auch in den zweiten Raum hinein zu ragen. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Dichtplatte pro Batteriezelle jeweils einen Durchbruch aufweist. Dadurch kann sich jede Batteriezelle durch einen eigenen Durchbruch durch die Dichtplatte hindurch erstrecken.
Durch die Ausbildung von unterschiedlichen Räumen kann die Kontaktierung der Batteriezelle von der Kühlung der Batteriezellen räumlich getrennt werden. So ist es insbesondere möglich, die Kontaktierung unter anderen Umgebungsbedingungen stattfinden zu lassen als die Kühlung. Insbesondere kann die Kontaktierung in einer abgeschlossenen gasförmigen Umgebung stattfinden, während die Kühlung insbesondere mittels einer Flüssigkeit oder Umgebungsluft vorgenommen wird. Das kühlende Medium kann vorzugsweise in unmittelbaren Kontakt zur Batteriezelle geraten. Insbesondere bei der Benutzung von Umgebungsluft ist damit sichergestellt, dass kein Kondenswasser in den Bereich der elektrischen Kontaktierung gelangen kann. Insbesondere wenn Umgebungsluft zur Kühlung der Batteriezeilen verwendet wird, kann der Kühlungsraum derart geschaltet sein, dass ein Austausch vom Kühlmedium mit der Umgebung möglich ist. Insbesondere kann das Gehäuse im Bereich des Kühlungsraumes Durchbrüche aufweisen, die ein Hindurchtreten insbesondere von Umgebungsluft durch das Batteriegehäuse ermöglichen.
Die Dichtplatte kann einteilig ausgebildet sein. Die Durchbrüche sind vorzugsweise durch Öffnungen in der Dichtplatte ausgestaltet. Alternativ können die Dichtplatte mehrteilig ausgebildet sein und insbesondere durch mehrere Dichtplattenelemente gebildet sein. Vorzugsweise sind mehrere Dichtplattenelemente in einer Ebene angeordnet. Zwar können in diesem Fall die Durchbrüche durch reale Öffnungen an einzelnen Dichtplattenelement ausgebildet sein; vorzugswei- se können aber die Durchbrüche durch Zwischenräume gebildet werden, welche zwischen zwei benachbart angeordneten Dichtplattenelementen vorgesehen sind. Die Ausbildung von realen Öffnungen an einem Dichtplattenelement ist somit nicht notwendig.
An Kanten einzelner Dichtplattenelementen können Ausnehmungen oder Ausbuchtungen vorgesehen sein, so dass hier Raum für ein Hindurchstrecken eines Teils einer Batteriezelle geschaffen wird. Die Montage oder Herstellung von Dichtplattenelementen wird dadurch erleichtert. Ein Dichtplattenelement kann sich U-förmig um einen Durchbruch herum erstrecken.
Die Dichtplattenelemente können sich berühren. Jedoch können die Dichtplattenelemente auch mit Abstand zueinander ausgebildet sein. Die Zwischenräume, die sich durch den Abstand der Dichtplattenelemente ergeben, können die Durchbrüche sein, durch die sich Batterieelemente hindurch erstrecken können.
Vorzugsweise sind Dichtmittel an den Durchbrüchen vorgesehen. Die Dichtmittel dichten einen Ringraum zwischen dem Durchbruch und einer sich durch den Durchbruch hindurchstreckenden Batteriezelle ab. Durch die Dichtmittel wird vorzugsweise eine hermetische Abdichtung der beiden Räume zueinander erreicht. Die hermetische Abdichtung der beiden Räume zueinander kann auch durch andere Mittel erfolgen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch einen
Halterahmen für eine Batteriezelle, umfassend ein Bodenteil, ein Deckelteil und ein zwischen Bodenteil und Deckelteil angeordnetes Dichtteil. Das Bodenteil bildet vorzugsweise eine untere Begrenzung des Halterahmens. Das Deckelteil bildet vorzugsweise eine obere Begrenzung des Halterahmens. Das Dichtteil ist zwischen dem Bodenteil und dem Deckelteil angeordnet und dient vorzugsweise zur Abtrennung eines ersten Raumes von einem zweiten Raum in einem Batteriegehäuse. Das Dichtteil kann dabei mit einem weiteren Element, beispielsweise einer Trennwand des Batteriegehäuses zusammenwirken. Das Dichtteil kann - A - alternativ mit dem Dichtteil eines benachbart angeordneten Halterahmens zusammenwirken.
Vorzugsweise sind Verbindungsmittel zwischen dem Deckelteil und dem Dichtteil und/oder zwischen dem Dichtteil und dem Bodenteil vorgesehen. Die Ver- bindungsmittel können seitliche Streben sein, die dem Halterahmen vorzugsweise eine rechteckige Gestalt verleihen. Der Halterahmen kann als ein umlaufendes Rahmengestell ausgebildet sein. Unbeschadet dessen kann insbesondere das Dichtteil oder auch ein anderes Teil des Halterahmens innerhalb oder außerhalb des Rahmengestells angeordnet sein.
Vorzugsweise kann der Halterahmen aus zwei Rahmenhälften gebildet sein. Die Rahmenhälften können dabei identisch ausgestaltet sein. Dabei kann eine Batteriezelle, welche durch den Halterahmen gehalten wird, zumindest abschnittsweise zwischen den zwei Rahmenhälften aufgenommen sein.
Der Halterahmen kann auch teilweise innerhalb einer Umhüllung der Batteriezel- Ie angeordnet sein. Dabei kann der Halterahmen mitsamt der elektrischen Zelle von einer gemeinsamen Umhüllung umschlossen sein. Alternativ kann der Halterahmen auch vollständig außerhalb einer Umhüllung der Batteriezelle angeordnet sein. Es können Teile des Halterahmens innerhalb der Umhüllung der Batteriezelle und Teile des Halterahmens außerhalb der Umhüllung der Batte- riezelle angeordnet sein.
Der Halterahmen kann dabei eine Verstärkungsplatte umfassen. Die Verstärkungsplatte kann dabei teilweise mit anderen Komponenten des Halterahmens, insbesondere mit dem Bodenteil und/oder dem Deckelteil und/oder dem Dichtteil einstückig ausgebildet sein.
Das Dichtteil weist einen Durchbruch auf, welcher vorzugsweise mit Dichtmitteln versehen ist. Der Durchbruch kann dabei einseitig offen gestaltet sein. Insbesondere kann der Durchbruch durch eine Einkerbung oder eine Ausnehmung an einer Kante des Dichtteils ausgebildet sein. Das Dichtteil kann mit einem Dichtteil eines benachbart anzuordnenden Halterahmens derart zusammen wirken, dass die Dichtteile der Halterahmen einen Durchbruch bilden. Durch den Durchbruch kann sich die Batteriezelle hindurch strecken. Es können Dichtelemente an den Durchbrüchen angeordnet sein.
Vorzugsweise weist der Halterahmen eine Nut zur Aufnahme eines Befesti- gungsflansches einer Batteriezelle auf. Die Nut kann vorzugsweise umlaufend gestaltet sein. Der Halterahmen kann zwei Rahmenhälften umfassen. Eine Nut kann den Halterahmen in die zwei Rahmenhälften aufteilen. Vorzugsweise kann eine Umhüllung der Batteriezelle auf Abschnitte des Halterahmens angeflanscht sein. Dabei kann der Halterahmen selbst einen Bestandteil der Batteriesiegelung darstellen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst ein Batteriegehäuse der vorgenannten Art eine Mehrzahl von Halterahmen der vorgenannten Art. Die Halterahmen können dabei vorzugsweise Teile des Batteriegehäuses bilden. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die Deckelfläche des Batteriegehäuses durch mehrere Deckelteile der Halterahmen gebildet ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Bodenfläche des Batteriegehäuses durch mehrere Bodenteile der Halterahmen gebildet ist. Ferner kann die Dichtplatte des Batteriegehäuses durch mehrere Dichtplatten der Halterahmen gebildet sein.
Ein Batteriegehäuse kann modular durch mehrere Halterahmen zusammen ge- setzt werden, was eine einfache Montage des Batteriegehäuses ermöglicht. Dabei werden zunächst Batteriezellen mit einem Halterahmen verbunden. Anschließend wird ein erster Halterahmen an einem zweiten Halterahmen angelegt. Dies kann mehrfach wiederholt werden, bis eine gewünschte Anzahl von Halterahmen und damit Batteriezellen aneinander anliegen. An den jeweiligen axialen Enden können Abschlussplatten angesetzt werden, um die axialen Enden zu verschließen. Die Halterahmen können fest miteinander verbunden werden. Vorzugsweise können die Halterahmen gegeneinander mittels Verspannmittel verspannt werden. Es ist nicht zwangsläufig notwendig, dass in einem Verfahren die Batteriezellen mit dem Halterahmen verbunden werden. Beispielswei- se können die Halterahmen bereits vor der Montage mit Batteriezellen verbun- den worden sein. In diesem Fall kann das Verfahren damit begonnen werden, dass die Halterahmen an jeweils einen weiteren Halterahmen angelegt werden.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Hierin zeigt:
Fig. 1 eine Batterieanordnung mit einem erfindungsgemäßen
Batteriegehäuse, a) in Schnittdarstellung, b) in Draufsicht;
Fig. 2 ein Dichtplattenelement eines Batteriegehäuses nach Fig. 1 , a) in einer ersten Ausführungsform, b) in einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 3 ein erfindungsgemäßer Halterahmen in einer ersten Ausführungsform, a) in Schnittdarstellung, b) in Draufsicht;
Fig. 4 ein erfindungsgemäßer Halterahmen in einer zweiten Aus- führungsform, a) in Schnittdarstellung, b) in Draufsicht;
Fig. 5 ein erfindungsgemäßer Halterahmen in einer dritten Ausführungsform, a) in Schnittdarstellung, b) in Draufsicht;
Fig. 6 ein modular aus mehreren Halterahmen aufgebautes Batteriegehäuse in Schnittdarstellung. In Figur 1 ist eine Batterieanordnung 24 zu erkennen. Die Batterieanordnung 24 weist ein Batteriegehäuse 1 auf, in dem mehrere Batteriezellen 2 angeordnet sind. Die Batteriezellen 2 weisen Ableiter 25 auf, welche über nicht dargestellte Kontaktierungselemente insbesondere mit Ableitern 25 anderer Batteriezellen verbunden sein können. Das Batteriegehäuse 1 weist eine Deckelfläche 3 und eine Bodenfläche 4 auf. Die Bezeichnung Bodenfläche und Deckelfläche ist dabei nicht als Einschränkung hinsichtlich der vertikalen Ausrichtung zu verstehen. Eine Bodenfläche muss nicht vertikal nach unten weisen; eine Deckelfläche muss nicht vertikal nach oben weisen. Die Flächen können in beliebiger Ausrichtung liegen. Zwischen der Deckelfläche 3 und der Bodenfläche 4 ist eine Dichtplatte 5 angeordnet. Die Dichtplatte 5 trennt den Innenraum des Batteriegehäuses in zwei Räume auf, nämlich in einen Kontaktierungsraum 22 und in einen Kühlungsraum 23. Durch Durchbrüche 6 erstrecken sich die Batteriezellen 2 durch die Dichtplatte 5 hindurch. In einem Ringraum, der zwischen den Batteriezellen 2 und den Durchbrüchen 6 gebildet ist, sind Dichtmittel 7 angeordnet. Die Dichtmittel 7 können als Dichtlippen oder als O-Ringe ausgebildet sein. Dafür können die Dichtmittel 7 in einer Nut der Dichtplatte 5 aufgenommen sein. Die Nut kann umlaufend an dem Durchbruch 6 angeordnet sein. Die Dichtplatte 5 kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein.
In Figur 1 b) ist zu erkennen, dass die Dichtplatte 5 mehrstückig durch mehrere Dichtplattenelemente 8 ausgebildet ist. Die Dichtplattenelemente 8 weisen jeweils den Durchbruch 6 auf, durch den sich eine der Batteriezellen 2 erstreckt. Es sind ferner auch Dichtplattenelemente 8^ vorgesehen, die keine Durchbrüche aufweisen. Diese sind am Rand des Batteriegehäuses 1 vorgesehen, wo keine Batteriezelle angeordnet ist. Die Dichtplattenelemente 8^ die keine Durchbrüche aufweisen, können äußere Enden der mehrstückig ausgebildeten Dichtplatte 5 bilden.
Durch die Dichtplatte 5, welche wie gezeigt einstückig oder mehrstückig durch mehrere Dichtplattenelemente 8 gebildet sein kann, wird das Innere des Batte- riegehäuses hermetisch in die zwei Räume aufgeteilt. Ein Medium, welches im Kühlungsraum 23 zur Kühlung der Batteriezellen vorgesehen ist, kann dabei nicht in den Kontaktierungsraum 22 gelangen. Die Kontaktierungen der Ableiter 25 werden dabei im Kontaktierungsraum 22 vereinfacht, da nunmehr nicht auf eine konkrete Abdichtung der einzelnen Ableiter 25 gegenüber der Umgebung im Kontaktierungsraum 22 geachtet werden muss.
Die Dichtplatte 5 ist vorzugsweise in Höhe einer Ableitersiegelung 26 vorgesehen. Die Ableitersiegelung 26 ist der Bereich der Batteriezelle 2, an dem sich der Ableiter 15 durch die Umhüllung 16 der Batteriezelle 2 erstreckt. Üblicherweise ist die Batteriezelle im Bereich der Ableitersiegelung 26 schmaler als andere Bereiche der Batteriezelle 2, so dass grundsätzlich ein kleinerer, insbesondere schmalerer abzudichtender Durchbruch 6 vorzusehen ist.
Figur 2a) zeigt ein Dichtplattenelement 8 in einer ersten Ausführungsform. Der Durchbruch 6 ist zentral in dem Dichtplattenelement 8 angeordnet und vollstän- dig von dem Dichtplattenelement 8 umschlossen. Das Dichtplattenelement 8 umschließt den Durchbruch 6 O-förmig. Alternativ zeigt Figur 2b) eine zweite Ausführungsform eines Dichtplattenelements 8'. Der Durchbruch 6' ist hierbei als halboffener Durchbruch gestaltet, und weist die Form einer Einkerbung auf. Das Dichtplattenelement 8' ist dabei U-förmig um den Durchbruch 6' herum ausgebildet.
Figur 3 zeigt eine Batteriezelle 2 mit einer Umhüllung 16, die in einem erfindungsgemäßen Halterahmen 10 gehalten ist. Der Halterahmen 10 weist ein Bodenteil 11 , ein Deckelteil 12 sowie ein Dichtteil 13 auf. Das Bodenteil 11 , das Deckelteil 12 sowie das Dichtteil 13 sind im Wesentlichen durch horizontal an- geordnete Streben gebildet. Es sind Verbindungsmittel 14 vorgesehen. Erste Verbindungsmittel sind als vertikale Streben 14' ausgebildet und verbinden das Deckelteil 12 mit dem Dichtteil 13. Es sind jeweils zweite Verbindungsmittel, in Form vertikaler Streben 14" vorgesehen, die das Bodenteii 11 mit dem Dichtteil 13 verbinden. Es ergibt sich ein rechteckig umlaufender Halterahmen 10. In Figur 3a) ist insbesondere zu erkennen, dass am Bodenteil eine Nut 18 vorgesehen ist, in die sich ein Befestigungsflansch 19 der Batteriezelle 2 hinein erstreckt. Die Nut 18 findet sich auch an dem Dichtteil 13 wieder. Nicht dargestellt ist, dass die Nut 18 ebenfalls an den Streben 14" vorgesehen ist, welche das Dichtteil 13 mit dem Bodenteil 11 verbinden. Insofern ist die Nut 18 als umlaufende Nut gestaltet, die einmal um einen rechteckigen Rahmen herum läuft, der durch Dichtteil 13, Bodenteil 11 und die Verbindungsmittel 14" gebildet ist. In der Nut ist der Rand der Batteriezelle 2, der als Befestigungsflansch 19 ausgebildet ist, aufgenommen.
Im vorliegenden Fall ist die Nut 18 durchgängig ausgestaltet, d.h. sie trennt jeweils den Halterahmen 10 in zwei Rahmenhälften 10' und 10". Das Einsetzen der Batteriezelle 2 in den Halterahmen wird dadurch vereinfacht, da die Batteriezelle 2 zunächst auf eine der Rahmenhälften 10', 10" aufgesetzt wird, und anschließend die andere Rahmenhälfte 10", 10' auf die eingesetzte Batteriezelle 2 aufgesetzt wird. Gegebenenfalls können die beiden Rahmenhälften 10', 10" gegeneinander verspannt werden, so dass die Batteriezelle fest innerhalb des Halterahmens 10 gehalten ist.
Figur 4 zeigt einen Halterahmen 1O1 in einer zweiten Ausführungsform. Grundsätzlich entspricht dieser Halterahmen dem Halterahmen gemäß der ersten Aus- führungsform nach Figur 3. Im folgenden wird nur auf die Unterschiede eingegangen. Der Halterahmen 1O1 weist eine Verstärkungsplatte 17 auf, die sich senkrecht vom Bodenteil 11 bis zum Dichtteil 13 erstreckt. Die Verstärkungsplatte 17 ist dabei parallel zu einer Ausrichtung der Batteriezelle 2 angeordnet. Die Verstärkungsplatte 17 ist innerhalb der Umhüllung 16 der Batteriezelle 2 ange- ordnet. Die Verstärkungsplatte 17 ist zwischen Zellstapeln 27 der Batteriezelle 2 angeordnet. Die Verstärkungsplatte 17 kann als Wärmeleitplatte dienen und Wärme von den Zellstapeln 27 weg zu einem äußeren Bereich der Batteriezelle 2 fördern. Der Halterahmen 1O1 weist im Gegensatz zum Halterahmen 10 nach Figur 3 keine Streben 14' zwischen dem Dichtteil 13 und dem Bodenteil 11 auf. Figur 5 zeigt einen Halterahmen 1O2 in einer dritten Ausführungsform. Grundsätzlich entspricht dieser Halterahmen dem Halterahmen gemäß der ersten Ausführungsform nach Figur 3. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede eingegangen. Zusätzlich zum Bodenteil 11 und zum Dichtteil 13 weist der Halterah- men 1O2 einen Rahmen auf, der teilweise innerhalb der Umhüllung 16 angeordnet ist. So ist die Umhüllung 16 auf das Abschnitte des Bodenteils 112 und des Dichtteils 122 angeflanscht. Ferner ist die Umhüllung 16 auf die verdeckten gestrichtelt dargestellten Streben des Halterahmens 1O2 angeflanscht. Der Halterahmen 1O2 stellt dabei selbst einen Bestandteil der Siegelung der Umhüllung 16 dar.
Figur 6 zeigt eine Batterieanordnung 24, die modular aus mehreren Halterahmen 10 und in dem Halterahmen 10 angeordneten Batteriezellen 2 aufgebaut ist. Teile des Batteriegehäuses 1 werden dabei durch unterschiedliche Teile der Halterahmen 10 gebildet. So ist die Deckelfläche des Batteriegehäuses 1 durch mehrere Deckelteile 12 der Halterahmen 10 gebildet. Ferner ist die Bodenfläche 4 des Batteriegehäuses 1 durch mehrere Bodenteile 11 der Halterahmen 10 gebildet. Femer ist die Dichtplatte 5 des Batteriegehäuses 1 durch mehrere Dichtteile 13 der Halterahmen 10 gebildet. Die Bodenteile 11 , Deckelteile 12 sitzen jeweils dichtend aneinander an, so dass die Teile 11 , 12, 13 jeweils dichte Flä- chen bzw. Platten ergeben. Die einzelnen Halterahmen 10 können über nicht dargestellte Verbindungsmittel fest miteinander verbunden werden. Dabei können insbesondere Spannmittel vorgesehen sein, die die Halterahmen 10 gegeneinander verspannen. An den axialen Enden des Batteriegehäuses 1 sind jeweils Abschlussplatten 28 vorgesehen, die das Batteriegehäuse 1 abschließen. Seitliche Streben 14 der Halterahmen 10 liegen ebenso wie die anderen Teile der Halterahmen aneinander an und begrenzen das Batteriegehäuse seitlich. Bezugszeichenliste
1 Batteriegehäuse
2 Batteriezelle
3 Deckelfläche
4 Bodenfläche
5 Dichtplatte
6 Durchbruch
7 Dichtmittel
8 Dichtplattenelement
9 Zwischenraum
10 Halterahmen
11 Bodenteil
12 Deckelteil
13 Dichtteil
14 Verbindungsmittel
15 Rahmenhälfte
16 Umhüllung
17 Verstärkungsplatte
18 Nut
19 Befestigungsflansch
20 Abschlussplatte
21 axiales Ende
22 Kontaktierungsraum
23 Kühlungsraum
24 Batterieanordnung
25 Ableiter
26 Ableitersiegelung
27 Zellstapel
28 Anschlussplatte

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Batteriegehäuse (1 ) für die Aufnahme von einer oder mehreren Batteriezellen (2), umfassend eine Deckelfläche (3), eine Bodenfläche (4) und eine zwischen Deckelfläche und Bodenfläche angeordnete Dichtplatte (5).
2. Batteriegehäuse (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte (5) einteilig ausgebildet ist.
3. Batteriegehäuse (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte (5) mehrteilig ausgebildet ist.
4. Batteriegehäuse (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte (5) zumindest einen, insbesondere mehrere Durchbrüche (6) aufweist.
5. Batteriegehäuse (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtplatte (5) aus mehreren Dichtplattenelementen (8) gebildet ist, wobei mehrere Dichtplattenelemente (8) in einer Ebene angeordnet sind.
6. Batteriegehäuse (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch (6) durch einen zwischen zwei nebeneinander angeordneten Dichtplattenelementen (8) gebildeten Zwischenraum gebildet ist.
7. Batteriegehäuse (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch (6) mit Dichtmitteln (7) versehen ist.
8. Halterahmen (10) für eine Batteriezelle (2), umfassend ein Bodenteil (11), ein Deckelteil (12) und ein zwischen Bodenteil und Deckelteil angeordnetes Dichtteil (13).
9. Halterahmen (10) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungsmittel (14) zwischen dem Deckelteil (12) und dem Dichtteil
(13) und/oder zwischen dem Dichtteil (13) und dem Bodenteil (11) vorgesehen sind.
10. Halterahmen (10) gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterahmen (10) als ein umlaufendes Rahmengestell bildet.
11. Halterahmen (10) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterahmen (10) aus zwei Rahmenhälften (15) gebildet ist.
12 Halterahmen (10) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Halterahmen (10) zumindest teilweise innerhalb einer Umhüllung (16) der Batteriezelle (2) angeordnet ist.
13. Halterahmen (10) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterahmen (10) außerhalb einer Umhüllung (16) der Batteriezelle (2) angeordnet ist.
14. Halterahmen (10) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterahmen (10) eine Verstärkungsplatte (17) umfasst.
15. Halterahmen (10) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtteil (13) einen Durchbruch (6) aufweist, welcher vorzugsweise mit Dichtmitteln (7) versehen ist.
16. Halterahmen (10) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterahmen (10) eine umlaufende Nut (18) zur Aufnahme eines Befestigungsflansches (19) einer Batteriezelle (2) aufweist.
17. Halterahmen (10) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umhüllung (16) der Batteriezelle (2) auf Abschnitte des Halterahmens angeflanscht ist.
18. Batteriegehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, der eine Mehrzahl Halterahmen (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 17 umfasst.
19. Batteriegehäuse (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelfläche (3) durch mehrere Deckelteile (12) gebildet ist, die Boden- fläche (4) durch mehrere Bodenteile (11) gebildet ist, und die Dichtplatte
(5) durch mehrere Dichtteile (13) gebildet ist.
20. Verfahren zum Herstellen eines Batteriegehäuses (1) nach einem der Ansprüche 18 oder 19, umfassend folgende Verfahrensschritte:
- Anlegen eines ersten Halterahmens (10) an einem zweiten Halterahmen
(10),
- Ansetzten von Abschlussplatten (28) an den axialen Enden (21) des Batteriegehäuses (1).
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