WO2019206976A1 - Antriebsbatterie für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2019206976A1
WO2019206976A1 PCT/EP2019/060480 EP2019060480W WO2019206976A1 WO 2019206976 A1 WO2019206976 A1 WO 2019206976A1 EP 2019060480 W EP2019060480 W EP 2019060480W WO 2019206976 A1 WO2019206976 A1 WO 2019206976A1
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battery
strapping
drive
connection
battery modules
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PCT/EP2019/060480
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English (en)
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Markus Meiler
Dirk Scheid
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Webasto SE
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—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
    • 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
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
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    • 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 present invention relates to a drive battery for a motor vehicle, in particular a drive battery for a hybrid or electric motor vehicle.
  • Traction batteries for motor vehicles are known in principle from the prior art. Such drive batteries typically have a plurality of individual battery cells in order to provide the required capacity.
  • drive batteries are known in which a plurality of battery cells are connected to a respective battery module and at least two battery modules are combined to form a drive battery.
  • the battery modules are fixed to each other and / or on a base plate of the battery case.
  • the assembly of the drive battery is simplified in that the individual battery modules can be pre-assembled before the actual assembly.
  • the provision of the battery modules in a simple manner allows scalability of the drive batteries, since the battery capacity
  • a drive battery for a motor vehicle comprising at least two battery modules, wherein each battery module comprises at least one battery cell.
  • each battery module comprises at least one battery cell.
  • at least two battery modules are surrounded by a strapping
  • hooping means that an elongated strapping element circulates circumferentially about the battery modules to be connected, thus strapping them, so that a connection of the battery modules is provided in this way.
  • the strapping element is a band and / or a wire and / or a rope and / or a wire rope.
  • a particularly stable strapping can be provided, wherein the length of the strapping can be cut substantially continuously and in this way can be adapted flexibly to the respective configuration of the battery cells.
  • Strapping a plastic such as PE and / or PET and / or PP and / or PS and / or metal and / or steel and / or an aluminum alloy and / or a textile.
  • tapes, wires, ropes and / or wire ropes of the aforementioned materials are inexpensive to purchase, so that in addition to the ease of use also the cost of such a strapping element having drive battery are further reduced.
  • the strapping element and the battery modules held by the strapping element are designed such that the connected battery modules are fixed in a fixed position relative to one another by means of the strapping element.
  • complete positional stability of the battery modules with one another can be achieved in a simple manner.
  • a particularly simple structure of the drive battery can be provided if the fixation is provided by a frictional engagement between a contact surface of a battery module and a corresponding contact surface of another battery module, wherein the
  • Strapping element is stretched to train and thereby the frictional engagement between the
  • the tightening hardness of the strapping element in other words the height of the tension of the strapping element with which it straps or spans the battery modules, can be adjustable.
  • the height of the contact force between the individual battery modules can be precisely specified or adjusted and, on the other hand, damage to the battery modules due to excessive loading of the battery modules by the strapping element occur.
  • the fixing is provided by means of a positive connection between two battery modules, wherein preferably a first battery module, a first
  • Has fixing element which engages positively in a correspondingly shaped, preferably complementary shaped to the first fixing element, further fixing element of a second battery module.
  • the strap may be provided by the strap through the addition of a connection to a base plate, a
  • Battery module housing a housing of the drive battery and / or a frame of the
  • the strapping element then not only surrounds the battery modules with one another, but additionally fixes them to at least one of the abovementioned parts.
  • the strapping element comprises a connection region for connecting two ends of the strapping element. Through this connection area, the strapping can be closed easily.
  • the connection region is designed or dimensioned in such a way, so that the for holding or connecting the individual battery modules necessary forces in the strapping also by the connection region.
  • Connection area can be added or transmitted.
  • connection region may be provided by a deformation of the ends of the strapping element in the connection region, for example by a positive connection, and / or by a deformation according to a further preferred embodiment
  • Material connection for example, a welded joint, an adhesive bond and / or a solder joint, be provided.
  • the connecting region may be a rivet, an eyelet, a
  • Screw a wire tensioner, a turnbuckle, a threaded connection, preferably a worm thread connection, and / or a sleeve.
  • At least one battery module has a guide for guiding the strapping element, preferably in the form of a notch, a depression, a groove, a bead and / or at least one expression.
  • FIG. 1 schematically an exploded perspective view of a drive battery according to a first embodiment
  • FIG. 2 schematically shows a perspective side view of a drive battery according to a second embodiment
  • FIG. 3 shows schematically a side view of a drive battery according to a third
  • FIG. 4 schematically shows a top view of a drive battery according to a fourth embodiment.
  • Figure 5 schematically shows a side view of a drive battery according to a fifth
  • FIG. 1 schematically shows an exploded perspective view of a drive battery 1 according to a first embodiment.
  • the drive battery 1 has a plurality of battery modules 2.
  • the battery modules 2 each have a plurality of battery cells 3, which are accommodated in the battery modules 2, respectively.
  • the battery modules 2 of this embodiment each have a module housing 24, which is arranged around the battery cells 3 arranged in parallel.
  • each battery module 2 has a bus bar 6 on the rear side and a bus bar 6 on the front side, which connect the individual battery cells 3 of the battery module 2 to one another electrically.
  • the strapping 4 forms a kind of loop around the battery modules 2 around.
  • the strapping element 4 and the strapping provided thereby the battery modules 2 are held relative to each other.
  • Provision of the strapping element 4 does not require individual fastening of each individual battery module 2 to a base plate of the drive battery 1, not shown here, but for the battery modules 2 connected by one strapping element 4, only mechanical connections 11 at the outer ends of the battery modules 2 are required to achieve a secure connection to the base plate.
  • the drive battery 1 may further comprise 2 module connector 8 for electrical connection of the individual battery modules. Furthermore, the drive battery 1 may include a cover indicated by the reference numeral 10 and a microcontroller 9.
  • the strapping element 4 is formed in the form of a steel wire.
  • the strapping element 4 can also be provided as a band or rope, can also be made of steel, or a plastic such as PE, PET, PP, PS, another metal such as an aluminum alloy, or a textile, preferably a textile and / or have a textile braid.
  • FIG. 2 schematically shows a perspective side view of a drive battery 1 according to a second embodiment.
  • the drive battery 1 according to this embodiment comprises two battery modules 2, which are strapped by means of a strapping element 4 provided as a steel band. To ensure that the strapping 4 along the outer contour of the
  • Battery module 2 is properly positioned, the battery modules 2 each have a guide 26, which is provided in the form of a circumferential recess or groove.
  • the strapping element 4 is provided here as a circulating belt of PET.
  • the circulating band is connected at its ends in a connecting region 40 of the strapping element 4.
  • the connection is provided by a welded joint, in this case produced by ultrasonic welding.
  • a strapping device required for the production of the connection region 40 or the strapping is basically known from the prior art.
  • Figure 3 shows schematically a side view of a drive battery 1 according to a third
  • the drive battery 1 according to this embodiment corresponds in
  • the drive battery 1 of Figure 2 wherein in the embodiment of Figure 3, a fixation between the two battery modules 2 is provided by means of a positive connection.
  • the battery module 2 shown on the left in FIG. 3 has first fixing elements 20 in the form of projections, which in a complementary manner to the first fixing elements 20 further fixing elements 20 of the other battery modules 2 form so conclusive engage that a displacement along the contact surface 28 between the both
  • Battery modules 2 is prevented. A displacement of the battery modules 2 relative to each other perpendicular to the contact surface 28 is prevented by the strapping element 4.
  • an edge protection 48 in the form of angle plates.
  • the edge protection 48 may also be designed differently, for example as a film or adhesive tape.
  • FIG. 4 schematically shows a plan view of a drive battery 1 according to a fourth embodiment
  • the drive battery 1 has six battery modules 2, which are connected to one another by a plurality of strapping elements 4 arranged perpendicular to one another. This creates a coherent package of battery modules 2, which can be mounted in the final assembly of the drive battery 1 as a whole. This is the reason for the assembly the battery modules 2 required effort on connecting elements and joints greatly reduced.
  • two of the strapping elements 4 in their respective connecting regions 40 each have a sleeve 46, which connects the free ends of the strapping 4 positively and non-positively.
  • the strapping element 4 shown centrally in FIG. 4 has a wire tensioner 42 in its connection region 40. Further, in one of the horizontally extending strapping 4 a turnbuckle 44 is provided. Sleeves for strapping and wire tensioner and turnbuckles are known per se. At least the strapping element 4, which has the turnbuckle 44, can be tensioned by the turnbuckle 44 in such a way that a high contact pressure is provided between the battery modules 2, which are strapped by this strapping element 4, such that the battery modules 2 are displaced along the respective ones Contact surfaces 28 is prevented due to the resulting frictional engagement.
  • FIG. 5 schematically shows a side view of a drive battery 1 according to a fifth embodiment.
  • the connection battery 1 according to this embodiment corresponds in
  • connection to a base plate 5 of the drive battery 1 is additionally provided by the centrally arranged, vertically extending strapping 4.
  • a connection to a base plate 5 of the drive battery 1 is additionally provided by the centrally arranged, vertically extending strapping 4.
  • Alternatively or additionally could be by the same or another
  • Strapping 4 also a connection to a battery module housing, a housing of the drive battery 1 and / or a frame of the drive battery 1 may be provided.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsbatterie (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend mindestens zwei Batteriemodule (2), wobei jedes Batteriemodul (2) mindestens eine Batteriezelle (3) umfasst, wobei mindestens zwei Batteriemodule (3) durch ein diese umreifendes Umreifungselement (4) miteinander verbunden sind.

Description

Antriebsbatterie für ein Kraftfahrzeug
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsbatterie für ein Kraftfahrzeug, insbesondere eine Antriebsbatterie für ein Hybrid- oder Elektro-Kraftfahrzeug.
Stand der Technik
Antriebsbatterien für Kraftfahrzeuge sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Solche Antriebsbatterien weisen in der Regel eine Vielzahl an einzelnen Batteriezellen auf, um die erforderliche Kapazität bereitstellen zu können.
Es ist bekannt, Batteriezellen direkt in einem Batteriegehäuse einer Antriebsbatterie vorzusehen.
Alternativ sind Antriebsbatterien bekannt, bei welchen mehrere Batteriezellen zu jeweils einem Batteriemodul verbunden sind und mindestens zwei Batteriemodule zu einer Antriebsbatterie kombiniert werden. Die Batteriemodule werden dabei miteinander und/oder auf einer Grundplatte des Batteriegehäuses fixiert. Durch diese Batteriemodule ist der Zusammenbau der Antriebsbatterie insofern vereinfacht, als dass die einzelnen Batteriemodule vor dem eigentlichen Zusammenbau bereits vormontiert werden können. Zudem ist durch das Vorsehen der Batteriemodule auf einfache Weise eine Skalierbarkeit der Antriebsbatterien ermöglicht, da die Batteriekapazität durch
Hinzufügen oder Weglassen einzelner Batteriemodule in einfacher Weise und ohne großen Aufwand modifizierbar ist. Es müssen dann nicht alle einzelnen Batteriezellen miteinander verbunden werden, sondern lediglich die vormontierten Batteriemodule untereinander.
Aus der US 2007/184339 A ist eine skalierbare Fahrzeugbatterie mit auswechselbaren Modulen bekannt. Aus der US 2009/208836 A ist eine alternative Anbindungsmethode für Batteriezellen miteinander bekannt, bei welcher Aufnahmeschalen zur Aufnahme einzelner Batteriezellen verwendet werden. Ferner ist aus der US 2015/155533 A bekannt, Batteriemodule in dem Batteriegehäuse durch eine Pressverbindung zu befestigen, um ein schnelles Befestigen der Batteriemodule zu ermöglichen.
Fernerhin ist aus der US 2011/151298 A bekannt, Batteriemodule der Antriebsbatterie durch einen externen Stützrahmen zu halten. Um eine Platzreduzierung zu erreichen, sind dabei die zum Einspannen notwendigen, von einem Ende des Rahmens zum anderen Ende der laufenden Spannschrauben in ihrem Mittelabschnitt durch Zugdraht ersetzt.
Zur Montage der bekannten Antriebsbatterien ist für die Anbindung der einzelnen Batteriemodule eine Vielzahl von Verbindungselementen, wie Verschraubungen, notwendig. Durch diese Vielzahl von Verbindungselementen erhöht sich die Komplexität des Aufbaus und der Fertigung und damit steigen auch die Kosten zur Herstellung einer auf diese Weise aufgebauten Antriebsbatterie.
Darstellung der Erfindung
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Antriebsbatterie mit einem vereinfachten Aufbau bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch eine Antriebsbatterie für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie den Figuren.
Entsprechend wird eine Antriebsbatterie für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend mindestens zwei Batteriemodule, wobei jedes Batteriemodul mindestens eine Batteriezelle umfasst. Erfindungsgemäß sind mindestens zwei Batteriemodule durch ein diese umreifendes
Umreifungselement miteinander verbunden.
Dadurch, dass mindestens zwei Batteriemodule durch ein diese umreifendes Umreifungselement miteinander verbunden sind, kann auf eine Vielzahl von Verbindungselementen, welche ansonsten für die Verbindung beziehungsweise Fixierung der Batteriemodule notwendig wären, verzichtet werden. Da der Aufwand für die Verbindung der Batteriemodule gegenüber den Lösungen aus dem Stand der Technik reduziert ist, ist es ferner immer noch wirtschaftlich möglich, die Batteriemodule weniger groß auszubilden und somit eine noch bessere Skalierbarkeit bereitzustellen, ohne dass darunter die Komplexität der Antriebsbatterie ungebührlich ansteigt. Mit anderen Worten können die einzelnen Batteriemodule relativ klein ausgeführt sein, was zu einer hohen Flexibilität in der Skalierung der Antriebsbatterien resultiert.
Unter Umreifen wird hierin verstanden, dass ein länglich ausgebildetes Umreifungselennent um die zu verbindenden Batteriemodule umlaufend umläuft, diese mithin umreift, sodass auf diese Weise eine Verbindung der Batteriemodule bereitgestellt wird. Mit anderen Worten bildet das
Umreifungselement eine Art anliegende und umlaufende Schlinge beziehungsweise Schlaufe um die Batteriemodule aus.
Durch die Verbindung der Batteriemodule mittels des Umreifungselements ist es möglich, aufgrund einer einfachen Längenänderung des Umreifungselements, die Anzahl und/oder Größe und/oder Form der einzelnen Batteriemodule beliebig auszugestalten, ohne dass daraus jeweils ein vollkommen anderes Verbindungskonzept mit unterschiedlichen Verbindern resultieren würde. Vielmehr kann mit einem Umreifungselement eine Vielzahl an unterschiedlichen Konfigurationen von Batteriemodulen miteinander verbunden werden. Das Bereitstellen spezifischer Verbinder für bestimmte Konfigurationen ist daher nicht notwendig. Ferner können durch das Umreifen auf einfache Weise Fertigungstoleranzen der einzelnen
Batteriemodule ausgeglichen werden. Zudem sind signifikant weniger Verbindungsstellen mit einer hohen Toleranzgüte vorzusehen, beispielsweise Verstiftungen oder Schraubverbindungs- Anbindungsflächen. Dadurch ist der Aufbau der Antriebsbatterie neben der Reduzierung der Teileanzahl weiter vereinfacht. Gemäß einer Ausführungsform ist das Umreifungselement ein Band und/oder ein Draht und/oder ein Seil und/oder ein Drahtseil. Dadurch kann eine besonders stabile Umreifung bereitgestellt werden, wobei die Länge der Umreifung im Wesentlichen stufenlos abgelängt werden kann und auf diese Weise flexibel an die jeweilige Konfiguration der Batteriezellen angepasst werden kann.
Eine besonders stabile und zugleich haltbare Umreifung kann erzielt werden, wenn das
Umreifungselement einen Kunststoff, beispielsweise PE und/oder PET und/oder PP und/oder PS und/oder Metall und/oder Stahl und/oder eine Aluminiumlegierung und/oder ein Textil aufweist. Zudem sind Bänder, Drähte, Seile und/oder Drahtseile aus den vorgenannten Materialien kostengünstig zu erwerben, so dass neben der einfachen Handhabung zudem die Kosten für eine ein derartiges Umreifungselement aufweisende Antriebsbatterie weiter reduziert sind. Gemäß einer Ausführungsform sind das Umreifungselement und die durch das Umreifungselement gehaltenen Batteriemodule derart ausgebildet, dass die verbundenen Batteriemodule mittels des Umreifungselements relativ zueinander in einer festen Position fixiert sind. Dadurch kann auf einfache Weise eine vollständige Positionstreue der Batteriemodule untereinander erzielt werden. Ein besonders einfacher Aufbau der Antriebsbatterie kann bereitgestellt werden, wenn die Fixierung durch einen Reibschluss zwischen einer Kontaktfläche eines Batteriemoduls und einer entsprechenden Kontaktfläche eines anderen Batteriemoduls bereitgestellt ist, wobei das
Umreifungselement auf Zug gespannt ist und dadurch der Reibschluss zwischen den
Batteriemodulen bereitgestellt ist. Die Anzugshärte des Umreifungselements, mit anderen Worten die Höhe der Zugspannung des Umreifungselements, mit welcher es die Batteriemodule umreift beziehungsweise umspannt, kann einstellbar sein. Dadurch kann zum einen die Höhe der Anpresskraft zwischen den einzelnen Batteriemodule genau vorgegeben beziehungsweise eingestellt werden und zum anderen verhindert werden, dass Schäden an den Batteriemodulen aufgrund einer übermäßigen Belastung der Batteriemodule durch das Umreifungselement entstehen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Fixierung mittels eines Formschlusses zwischen zwei Batteriemodulen bereitgestellt, wobei bevorzugt ein erstes Batteriemodul ein erstes
Fixierungselement aufweist, welches in ein entsprechend geformtes, bevorzugt komplementär zum ersten Fixierungselement geformtes, weiteres Fixierungselement eines zweiten Batteriemoduls formschlüssig eingreift. Dadurch kann auf einfache Weise ein Verrutschen der Batteriemodule untereinander verhindert werden, ohne dass eine hohe Umreifungs-Spannung notwendig ist.
Um den Aufbau der Antriebsbatterie nochmals weiter zu vereinfachen, kann es vorgesehen sein, das durch das Umreifungselement zusätzlich eine Anbindung an eine Grundplatte, ein
Batteriemodulgehäuse, ein Gehäuse der Antriebsbatterie und/oder einen Rahmen der
Antriebsbatterie bereitgestellt ist. Mit anderen Worten umreift das Umreifungselement dann nicht nur die Batteriemodule untereinander, sondern fixiert diese zusätzlich an zumindest einem der vorgenannten Teile.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Umreifungselement einen Verbindungsbereich zum Verbinden zweier Enden des Umreifungselements. Durch diesen Verbindungsbereich kann die Umreifung auf einfache Weise geschlossen werden. Der Verbindungsbereich ist dabei derart ausgelegt beziehungsweise dimensioniert, sodass die für das Halten beziehungsweise Verbinden der einzelnen Batteriemodule notwendigen Kräfte im Umreifungselement auch durch den
Verbindungsbereich aufgenommen beziehungsweise übertragen werden können.
Um eine besonders feste und zugleich einfache Verbindung der Enden des Umreifungselements im Verbindungsbereich bereitstellen zu können, kann der Verbindungsbereich gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform durch eine Deformation der Enden des Umreifungselements in dem Verbindungsbereich, beispielsweise durch einen Formschluss, bereitgestellt sein, und/oder durch einen Stoffschluss, beispielsweise eine Schweißverbindung, eine Klebeverbindung und/oder eine Lötverbindung, bereitgestellt sein.
Alternativ oder zusätzlich kann der Verbindungsbereich eine Niete, eine Öse, eine
Schraubverbindung, einen Drahtspanner, ein Spannschloss, eine Gewindeverbindung, bevorzugt eine Schneckengewindeverbindung, und/oder eine Hülse aufweisen.
Fernerhin kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform mindestens ein Batteriemodul eine Führung zum Führen des Umreifungselements, bevorzugt in Form einer Einkerbung, einer Vertiefung, einer Nut, einer Sicke und/oder zumindest einer Ausprägung, aufweisen. Kurze Beschreibung der Figuren
Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende
Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 schematisch eine perspektivische Explosionsansicht einer Antriebsbatterie gemäß einer ersten Ausführungsform; Figur 2 schematisch eine perspektivische Seitenansicht einer Antriebsbatterie gemäß einer zweiten Ausführungsform;
Figur 3 schematisch eine Seitenansicht einer Antriebsbatterie gemäß einer dritten
Ausführungsform;
Figur 4 schematisch eine Draufsicht einer Antriebsbatterie gemäß einer vierten Ausführungsform; und
Figur 5 schematisch eine Seitenansicht einer Antriebsbatterie gemäß einer fünften
Ausführungsform. Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführunqsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
Figur 1 zeigt schematisch eine perspektivische Explosionsansicht einer Antriebsbatterie 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Antriebsbatterie 1 weist eine Vielzahl von Batteriemodulen 2 auf. Die Batteriemodule 2 weisen jeweils eine Vielzahl von Batteriezellen 3 auf, welche jeweils in den Batteriemodulen 2 aufgenommen sind. Die Batteriemodule 2 dieser Ausführungsform weisen jeweils ein Modulgehäuse 24 auf, welches um die parallel angeordneten Batteriezellen 3 angeordnet ist. Zur Verbindung der einzelnen Batteriezellen 3 weist jedes Batteriemodul 2 einen Busbar 6 auf der Rückseite und einen Busbar 6 auf der Vorderseite auf, welche die einzelnen Batteriezellen 3 des Batteriemoduls 2 elektrisch miteinander verbinden.
Vorliegend sind jeweils zwei Batteriemodule 2 mittels eines Umreifungselements 4 miteinander verbunden. Das Umreifungselement 4 umläuft dabei in Umfangsrichtung gesehen die zwei
Batteriemodule 2. Mit anderen Worten bildet das Umreifungselement 4 eine Art Schlinge um die Batteriemodule 2 herum. Durch dieses Umreifungselement 4 beziehungsweise die dadurch bereitgestellte Umreifung sind die Batteriemodule 2 relativ zueinander gehalten. Durch das
Vorsehen des Umreifungselements 4 muss nicht jedes einzelne Batteriemodule 2 an einer hier nicht gezeigten Grundplatte der Antriebsbatterie 1 separat befestigt werden, sondern für die durch jeweils ein Umreifungselement 4 verbundenen Batteriemodule 2 sind insgesamt lediglich mechanische Verbindungen 1 1 an den Außenenden der Batteriemodule 2 erforderlich, um eine sichere Anbindung an die Grundplatte zu erzielen.
Die Antriebsbatterie 1 kann ferner zur elektrischen Verbindung der einzelnen Batteriemodule 2 Modulverbinder 8 aufweisen. Ferner kann die Antriebsbatterie 1 eine mittels des Bezugszeichens 10 angedeutete Abdeckung sowie einen Mikrocontroller 9 umfassen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Umreifungselement 4 in Form eines Stahldrahtes ausgebildet. Alternativ kann das Umreifungselement 4 auch als Band oder Seil bereitgestellt sein, kann ebenfalls aus Stahl gefertigt sein, oder einen Kunststoff wie PE, PET, PP, PS, ein anderes Metall, wie eine Aluminiumlegierung, oder ein Textil, bevorzugt ein Textilgewirk und/oder ein Textilgeflecht aufweisen. Figur 2 zeigt schematisch eine perspektivische Seitenansicht einer Antriebsbatterie 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die Antriebsbatterie 1 gemäß dieser Ausführungsform umfasst zwei Batteriemodule 2, welche mittels eines als Stahlband bereitgestellten Umreifungselements 4 umreift sind. Um sicherzustellen, dass das Umreifungselement 4 entlang der Außenkontur der
Batteriemodule 2 richtig positioniert ist, weisen die Batteriemodule 2 jeweils eine Führung 26 auf, welche in Form einer umlaufenden Vertiefung oder Nut bereitgestellt ist. Das Umreifungselement 4 ist hier als umlaufendes Band aus PET bereitgestellt. Das umlaufende Band ist an dessen Enden in einem Verbindungsbereich 40 des Umreifungselements 4 verbunden. Die Verbindung ist durch eine Schweißverbindung, vorliegend durch Ultraschallschweißen erzeugt, bereitgestellt. Ein für die Herstellung des Verbindungsbereichs 40 beziehungsweise der Umreifung erforderliches Umreifungsgerät ist grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt.
Figur 3 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Antriebsbatterie 1 gemäß einer dritten
Ausführungsform. Die Antriebsbatterie 1 gemäß dieser Ausführungsform entspricht im
Wesentlichen der Antriebsbatterie 1 aus Figur 2, wobei in der Ausführungsform gemäß Figur 3 eine Fixierung zwischen den beiden Batteriemodulen 2 mittels eines Formschlusses bereitgestellt ist. Hierzu weist das in Figur 3 links gezeigte Batteriemodul 2 erste Fixierungselemente 20 in Form von Vorsprüngen auf, welche in zu den ersten Fixierungselementen 20 komplementär ausgebildete weitere Fixierungselemente zwar 20 des anderen Batteriemodule 2 Form derart schlüssig eingreifen, dass ein Verschieben entlang der Kontaktfläche 28 zwischen den beiden
Batteriemodulen 2 verhindert ist. Eine Verschiebung der Batteriemodule 2 relativ zueinander senkrecht zur Kontaktfläche 28 ist durch das Umreifungselement 4 verhindert.
Zum Schutz der Kanten der Batteriemodule 2 gegen eine Deformation oder anderweitige
Beschädigung des Materials der Batteriemodule 2 durch das Umreifungselement 4 ist zudem zwischen dem Umreifungselement 4 und den Batteriemodulen 2 ein Kantenschutz 48 in Form von Winkelblechen bereitgestellt. Alternativ kann der Kantenschutz 48 auch andersartig ausgebildet sein, beispielsweise als Folie oder Klebeband.
Figur 4 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Antriebsbatterie 1 gemäß einer vierten
Ausführungsform. Die Antriebsbatterie 1 weist vorliegend sechs Batteriemodule 2 auf, welche durch eine Mehrzahl von senkrecht zueinander angeordneten Umreifungselementen 4 miteinander verbunden sind. Dadurch entsteht ein zusammenhängendes Paket aus Batteriemodulen 2, welches bei der Endmontage der Antriebsbatterie 1 im Ganzen montierbar ist. Dadurch ist der zur Montage der Batteriemodule 2 erforderliche Aufwand an Verbindungselementen und Verbindungsstellen stark reduziert.
Vorliegend weisen zwei der Umreifungselemente 4 in ihren jeweiligen Verbindungsbereichen 40 jeweils eine Hülse 46 auf, welche die freien Enden der Umreifungselemente 4 form- und kraftschlüssig verbindet.
Das in Figur 4 mittig gezeigte Umreifungselement 4 weist in seinem Verbindungsbereich 40 einen Drahtspanner 42 auf. Ferner ist bei einem der horizontal verlaufenden Umreifungselemente 4 ein Spannschloss 44 vorgesehen. Hülsen für Umreifungen sowie Drahtspanner und Spannschlösser sind an sich bekannt. Zumindest das Umreifungselement 4, welches das Spannschloss 44 aufweist, kann derart durch das Spannschloss 44 gespannt sein, dass zwischen den Batteriemodulen 2, welche durch dieses Umreifungselement 4 umreift sind, eine derart hohe Anpressung bereitgestellt ist, dass ein Verschieben der Batteriemodule 2 entlang der jeweiligen Kontaktflächen 28 aufgrund des daraus resultierenden Reibschlusses unterbunden ist. Figur 5 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Antriebsbatterie 1 gemäß einer fünften Ausführungsform. Die Anschlussbatterie 1 gemäß dieser Ausführungsform entspricht im
Wesentlichen jener aus Figur 4, wobei hier durch das mittig angeordnete, vertikal verlaufende Umreifungselement 4 zusätzlich eine Anbindung an eine Grundplatte 5 der Antriebsbatterie 1 bereitgestellt ist. Alternativ oder zusätzlich könnte durch dasselbe oder ein anderes
Umreifungselement 4 auch eine Anbindung an ein Batteriemodulgehäuse, ein Gehäuse der Antriebsbatterie 1 und/oder einen Rahmen der Antriebsbatterie 1 bereitgestellt sein.
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Bezugszeichenliste
1 Antriebsbatterie
2 Batteriemodul
20 Erstes Fixierungselement 22 Weiteres Fixierungselement
24 Modulgehäuse
26 Führung
28 Kontaktfläche
3 Batteriezelle
4 Umreifungselement
40 Verbindungsbereich
42 Drahtspanner
44 Spannschloss
46 Hülse
48 Kantenschutz
5 Grundplatte
6 Busbar
7 Terminal
8 Modulverbinder
9 Mikrocontroller
10 Abdeckung
1 1 Mechanische Verbindung

Claims

Ansprüche
1. Antriebsbatterie (1 ) für ein Kraftfahrzeug, umfassend mindestens zwei Batteriemodule (2), wobei jedes Batteriemodul (2) mindestens eine Batteriezelle (3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Batteriemodule (3) durch ein diese umreifendes Umreifungselement
(4) miteinander verbunden sind.
2. Antriebsbatterie (1 ) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Umreifungselement (4) ein Band und/oder ein Draht und/oder ein Seil und/oder ein Drahtseil ist.
3. Antriebsbatterie (1 ) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das
Umreifungselement (4) einen Kunststoff, bevorzugt PE und/oder PET und/oder PP und/oder PS und/oder Metall und/oder Stahl und/oder eine Aluminiumlegierung und/oder ein Textil aufweist.
4. Antriebsbatterie (1 ) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Umreifungselement (4) und die durch das
Umreifungselement (4) gehaltenen Batteriemodule (2) derart ausgebildet sind, so dass die verbundenen Batteriemodule (2) mittels des Umreifungselements (4) relativ zueinander in einer festen Position fixiert sind.
5. Antriebsbatterie (1 ) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung durch einen Reibschluss zwischen einer Kontaktfläche (28) eines Batteriemoduls (2) und einer entsprechenden Kontaktfläche (28) eines anderen Batteriemoduls (2) bereitgestellt ist, wobei das Umreifungselement (4) auf Zug gespannt ist und dadurch der Reibschluss zwischen den Batteriemodulen (2) bereitgestellt ist.
6. Antriebsbatterie (1 ) gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Fixierung mittels eines Formschlusses zwischen zwei Batteriemodulen (2) bereitgestellt ist, wobei bevorzugt ein erstes Batteriemodul (2) ein erstes Fixierungselement (20) aufweist, welches in ein entsprechend geformtes, bevorzugt komplementär zum ersten Fixierungselement geformtes, weiteres Fixierungselement (22) eines zweiten Batteriemoduls (2) formschlüssig eingreift.
7. Antriebsbatterie (1 ) gemäß einen der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass durch das Umreifungselement (4) zusätzlich eine Anbindung an eine Grundplatte (5), ein Batteriemodulgehäuse, ein Gehäuse der Antriebsbatterie (1 ) und/oder einen Rahmen der Antriebsbatterie (1) bereitgestellt ist.
8. Antriebsbatterie (1 ) gemäß einen der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Umreifungselement (4) einen Verbindungsbereich (40) zum Verbinden zweier Enden des Umreifungselements (4) umfasst.
9. Antriebsbatterie (1 ) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der
Verbindungsbereich (40) durch eine Deformation der Enden des Umreifungselements (4) in dem Verbindungsbereich, bevorzugt durch einen Formschluss, und/oder durch einen Stoffschluss, bevorzugt eine Schweißverbindung, eine Klebeverbindung und/oder eine Lötverbindung, bereitgestellt ist, und/oder der Verbindungsbereich eine Niete, eine Öse, eine Schraubverbindung, einen Drahtspanner (42), ein Spannschloss (44), eine Gewindeverbindung, bevorzugt eine Schneckengewindeverbindung, und/oder eine Hülse (46) aufweist.
10. Antriebsbatterie (1 ) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen dem Umreifungselement (4) und einem
Batteriemodule (2) ein Kantenschutz (48) vorgesehen ist und/oder mindestens ein Batteriemodul (2) eine Führung (26) zum Führen des Umreifungselements (4) aufweist, bevorzugt in Form einer Einkerbung, einer Vertiefung, einer Nut, einer Sicke und/oder zumindest einer Ausprägung.
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