WO2022117438A2 - Battery for a motor vehicle, and motor vehicle comprising a battery - Google Patents

Battery for a motor vehicle, and motor vehicle comprising a battery Download PDF

Info

Publication number
WO2022117438A2
WO2022117438A2 PCT/EP2021/083056 EP2021083056W WO2022117438A2 WO 2022117438 A2 WO2022117438 A2 WO 2022117438A2 EP 2021083056 W EP2021083056 W EP 2021083056W WO 2022117438 A2 WO2022117438 A2 WO 2022117438A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
busbar
circuit board
degassing opening
battery cell
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/083056
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2022117438A3 (en
Inventor
Zhiwei Fang
Original Assignee
Vitesco Technologies Germany Gmbh
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 Vitesco Technologies Germany Gmbh filed Critical Vitesco Technologies Germany Gmbh
Publication of WO2022117438A2 publication Critical patent/WO2022117438A2/en
Publication of WO2022117438A3 publication Critical patent/WO2022117438A3/en

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
    • H01M50/30—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
    • H01M50/20—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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/503—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • 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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/519—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising printed circuit boards [PCB]
    • 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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • H01M50/522—Inorganic material
    • 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, the battery having at least one battery cell.
  • the battery cell is surrounded by a battery cell housing.
  • At least one degassing opening is formed in the battery cell housing.
  • a printed circuit board of a battery management system is arranged at a distance from the battery cell housing.
  • a busbar made of an electrically conductive material is arranged between the degassing opening and the printed circuit board of the battery management system.
  • the busbar serves on the one hand to connect the battery cells in an electrically conductive manner and on the other hand to protect the printed circuit board of the battery management system from heating of the printed circuit board by electrolyte gases escaping from the degassing opening.
  • the invention also relates to a motor vehicle with the battery according to the invention.
  • Batteries for motor vehicles are known in principle.
  • the known batteries usually have a plurality of battery cells arranged one behind the other.
  • the battery cells are each arranged in a battery cell housing.
  • a degassing opening is provided in the battery cell housing.
  • a printed circuit board of a battery management system is usually arranged above the battery cells and at a distance from the degassing opening.
  • Electronic components are usually arranged on the printed circuit board.
  • the distance between the vent opening and the The circuit board of the battery management system is dimensioned accordingly. This means that the installation space of the electric battery can be increased.
  • One object of the invention is to specify a battery for an at least partially electrically driven motor vehicle that can have a reduced installation space. This object is solved by the subject matter of patent claim 1. Preferred developments of the invention are the subject matter of the dependent patent claims. Each feature can represent an aspect of the invention both individually and in combination, provided the description does not explicitly state otherwise.
  • a battery for an at least partially electrically powered motor vehicle, having at least one battery cell surrounded by a battery cell housing, the battery cell housing having at least one wall in which a reversibly closable or irreversibly closed degassing opening is formed, and through which at least one electrical contact of the battery cell is guided, a circuit board of a battery management system with at least one electrical and/or electronic component, which is arranged at a distance from the wall having the degassing opening, a busbar, which is electrically conductively connected directly or indirectly to the contact, the busbar is arranged between the wall and the printed circuit board at a distance from the degassing opening and completely projects beyond the degassing opening.
  • a battery is provided for an at least partially electrically powered motor vehicle.
  • the battery is preferably electrically conductively connected to an electric machine arranged in the drive train of the motor vehicle.
  • the battery can thus supply electrical energy to the electrical machine or store electrical energy generated by the electrical machine.
  • the battery has at least one battery cell.
  • the battery cell is surrounded by a battery cell housing.
  • the battery cell is arranged in the battery cell housing.
  • the battery cell housing has at least one wall.
  • a reversibly closable or irreversibly closed degassing opening is formed in the wall.
  • a reversibly closable degassing opening is to be understood as meaning that the degassing opening automatically closes again after it has been opened. This can preferably be done via a membrane designed to be displaceable against a spring force.
  • An irreversibly closed degassing opening is to be understood as meaning that the degassing opening is preferably closed via a membrane which is connected to the wall of the battery cell housing in a materially bonded manner, for example.
  • the membrane is damaged, for example due to excess pressure in the battery cell housing, the membrane is irreparably damaged.
  • a passage for an electrical contact of the battery cell is formed in the wall of the battery cell housing. The electrical contact is thus routed through the wall.
  • the battery cell housing has at least two passages which are different from one another and arranged at a distance from one another, since the battery cell usually has a positive contact and a negative contact.
  • the battery further includes a circuit board of a battery management system. At least one electrical and/or electronic component is generally arranged on the printed circuit board.
  • the printed circuit board usually has a plurality of electrical components.
  • the electrical components are generally set up and/or designed to detect and/or monitor the battery cell voltage.
  • electrical and/or electronic components can be provided, which take over safety-related functions of the battery, for example to control an emergency shutdown of the battery cells, or foaming around the battery cells or the battery cell housing.
  • a busbar is arranged between the printed circuit board and the degassing opening, the busbar being electrically conductively connected directly or indirectly to the contact of the battery cell.
  • An indirect contact can be that another current transmission element is arranged between the busbar and the contact.
  • a contact shoe can be arranged on the conductor rail.
  • a thermal compensation layer is formed between the busbar and the contact element.
  • the busbar is arranged directly, ie without an intermediate element, on the contact element in a materially bonded, form-fitting or force-fitting manner.
  • the busbar is arranged directly or indirectly on the printed circuit board.
  • the printed circuit board is arranged in a printed circuit board frame, and the busbar is preferably connected to the printed circuit board frame via a riveted connection.
  • the printed circuit board is connected directly to the busbar, for example via a rivet or screw connection.
  • an insulating layer is formed between the printed circuit board and the power supply, which can preferably be a component of the printed circuit board or which is preferably applied to the printed circuit board in a materially bonded manner.
  • the conductor rail completely covers or protrudes beyond the degassing opening.
  • the busbar is larger in terms of its areal dimensions than the degassing opening and also covers the degassing opening.
  • the conductor rail is made and/or formed from a metal and/or an alloy. Provision is particularly advantageously made for the conductor rail to be made from aluminum and/or to have an aluminum alloy.
  • a busbar made of aluminum is cheaper than busbars made of copper. Thus, the cost of the battery can be reduced.
  • the conductor rail has an electrically insulating coating in the area that is not electrically conductively contacted with a contact.
  • This coating can preferably be a plastic coating.
  • the conductor rail is designed without a coating and therefore has no electrically and/or thermally insulating coating. In this way, the installation space, the costs and the weight of the busbar and thus also the battery can be reduced.
  • the purely design of the electrically conductive busbar which is connected to at least one contact of the battery cell, completely covers the at least one degassing opening and thus protects the printed circuit board.
  • the busbar is made from a bimetal. In other words, the busbar has at least two different metals. The busbar made from a bi-metal can have increased strength compared to a busbar made from just one metal or one alloy.
  • the contacts can be made of a somewhat less noble material, for example.
  • contact corrosion can also be avoided through the choice of materials.
  • material costs of the contacts can also be reduced by the appropriate choice of materials.
  • the bi-metal has copper and aluminum, or includes a copper alloy and an aluminum alloy. Copper and aluminum are good conductors of electricity, so providing a bus bar that can have a high current carrying capacity.
  • copper and aluminum or a copper alloy and an aluminum alloy can be connected to one another very well, preferably by cold rolling. Cold rolling is usually followed by a heating process to create an increased metallurgical bond between the two metals.
  • the conductor rail has a width b in a cross section, for which 10 mm ⁇ b ⁇ 20 mm applies, and/or has a height for which 0.5 mm ⁇ h ⁇ 3 mm applies .
  • a busbar is provided, the cross section of which has increased rigidity and effectively protects the printed circuit board against direct heating by an electrolyte gas escaping through the degassing opening.
  • a preferred development of the invention is that for a distance a between the conductor rail and the degassing opening, the following applies: 1 mm ⁇ a ⁇ 5 mm.
  • a distance a is provided between the degassing opening and the busbar, which on the one hand allows the electrolyte gas to escape and escape and also specifies a minimum distance to the busbar or to the printed circuit board directly or indirectly arranged on the busbar. In this way, the installation space of the battery can be reduced.
  • the busbar overlaps as little as possible in relation to the degassing opening is greater than 5mm, including the limit.
  • the overlap distance is a smallest distance in a direction parallel to the busbar plane and/or in a direction parallel to the wall plane, between an outer edge of the degassing opening and an outer edge of the busbar.
  • the conductor rail has an L-shaped, T-shaped or arc-shaped cross section.
  • the busbar can have a structure that is bent in the direction of the wall.
  • the short web is preferably directed in the direction of the wall. Escaping gas can thus be explicitly deflected in one direction in order, for example, to protect the printed circuit board adjoining the busbar in a specific area from the escaping electrolyte gases.
  • the long web of the T-shaped busbar is preferably arranged centrally above the degassing opening, so that escaping gas can preferably escape uniformly to the side.
  • the battery has a plurality of battery cells arranged next to one another and/or one behind the other and the conductor rail is arranged in the longitudinal direction of the battery and completely protrudes beyond the degassing openings.
  • a busbar is provided in order to completely protrude over and/or completely cover all degassing openings.
  • effective protection for the circuit board can be provided with just one busbar in order to protect it from the escaping electrolyte gases.
  • the weight and costs of the battery can be reduced by the busbar that is already present to protect the printed circuit board from electrolytic gas.
  • the busbar is designed to be inclined in the longitudinal direction of the battery, relative to an upper side of the battery cells and/or battery cell housing.
  • the battery a longitudinal direction.
  • the battery cells or battery cell housings are arranged next to one another or one behind the other in the longitudinal direction of the battery.
  • the respective degassing openings arranged in the battery cell housing are thus aligned in alignment with one another.
  • the busbar is designed to be inclined.
  • the escaping electrolyte gas can be deflected and/or discharged in one direction, namely in the longitudinal direction of the battery, via the inclination of the busbar. In this way, the risk of heat accumulation as a result of escaping electrolyte gas inside the battery housing can be reduced.
  • the invention also relates to a motor vehicle with the battery according to the invention, the battery being electrically conductively connected to an electric machine arranged in a drive train of the motor vehicle.
  • FIG. 1 is an exploded view of a battery according to a preferred embodiment of the invention.
  • the battery 10 is preferably electrically conductively connected to an electric machine arranged in a drive train of the motor vehicle.
  • the battery 10 can thus make energy available to the electrical machine or store electrical energy that was generated by the electrical machine.
  • the battery 10 has a plurality of battery cells. Each battery cell is arranged in a battery cell housing 12 . In the present case, a plurality of battery cell housings 12 arranged next to one another are therefore provided. Each of the housings 12 has at least one wall 14 . An irreversibly closed degassing opening 16 is formed in the wall 14 .
  • the irreversibly closed degassing opening 16 is preferably a membrane which closes an edge-closed passage opening in the wall 14 of the battery cell housing 12 . If the membrane of the degassing opening 16 is damaged and/or torn, it can no longer be closed. In the wall 14, two spaced-apart openings are also formed, with an electrical contact 18 for electrical contacting of the battery cell being passed through each opening. The degassing opening 16 is formed between the two contacts 18 within the wall 14 .
  • a circuit board 20 of a battery management system is arranged at a distance from wall 14 , at least one electrical and/or electronic component being arranged on circuit board 20 .
  • the electronic component on the printed circuit board can be set up and/or designed to detect and/or monitor a cell voltage of the battery cells.
  • electrical and/or electronic components can be arranged on circuit board 20, which take over the safety function of battery 10, such as an emergency shutdown.
  • a busbar 22 is arranged between the wall 14 and the printed circuit board 20 and is electrically conductively connected directly or indirectly to the contact 18 of the battery cell.
  • the busbar 22 is formed at a distance from the degassing opening 16 and is preferably arranged directly or indirectly on an underside of the circuit board 20 facing the battery 10 .
  • the busbar 22 projects beyond the degassing openings 16 of the battery cell housing 12 completely.
  • an area of the busbar 22 is larger than an area of the degassing opening 16
  • the busbar 22 is arranged parallel and at a distance from the degassing opening, with the busbar 22 completely covering the degassing opening 16 in terms of area.
  • a smallest overhang of the busbar 22 compared to the degassing opening 16 is greater than 5 mm, including the limit.
  • the busbar 22 thus functions as a protective element for the printed circuit board 20 against electrolyte gases escaping through the degassing opening 16 .
  • the risk of escaping from the degassing opening 16 can be reduced
  • Electrolyte gases which generally have a very high temperature and escape through the degassing opening 16 under high pressure, damage the printed circuit board 20 in such a way that the electronic components arranged on the printed circuit board 20 fail.
  • the busbar 22 can be arranged directly or indirectly on the underside of the printed circuit board 20 . Since the already existing
  • Busbar 22 is aligned and/or designed as a baffle plate and/or protective plate for contacting the battery cells, the distance between the wall 14 and the printed circuit board 20 can be reduced, so that the dimensions or the installation space of the battery 10 can be reduced.

Abstract

The invention relates to a battery (10) for an at least partially electrically driven motor vehicle, said battery comprising: at least one battery cell which is surrounded by a battery cell housing (12), the battery cell housing (12) having at least one wall (14) in which a reversibly sealable or irreversibly sealed degassing opening (16) is formed and through which at least one electrical contact (18) of the battery cell is guided; a printed circuit board (20) of a battery management system having at least one electronic component, said printed circuit board being arranged at a distance from the wall (14) having the degassing opening (16); a busbar (22) which is electrically conductively connected directly or indirectly to the contact (18), the busbar (22) being located between the wall (14) and the printed circuit board (20) at a distance from the degassing opening (16) and projecting completely beyond the degassing opening (20).

Description

Beschreibung description
Batterie für ein Kraftfahrzeug, und Kraftfahrzeug mit einer Batterie Battery for an automobile, and automobile with a battery
Die Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug, wobei die Batterie wenigstens eine Batteriezelle aufweist. Die Batteriezelle ist von einem Batteriezellengehäuse umgeben. In dem Batteriezellengehäuse ist wenigstens eine Entgasungsöffnung ausgebildet. Beabstandet zum Batteriezellengehäuse ist eine Leiterplatte eines Batteriemanagementsystems angeordnet. Zwischen der Entgasungsöffnung und der Leiterplatte des Batteriemanagementsystems ist eine Stromschiene aus einem elektrisch leitenden Material angeordnet. Die Stromschiene dient einerseits dazu, die Batteriezellen elektrisch leitende zu verbinden und andererseits dazu, die Leiterplatte des Batteriemanagementsystems vor einer Erwärmung der Leiterplatte durch aus der Entgasungsöffnung austretenden Elektrolytgase zu schützen. Die Erfindung betrifft zudem ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Batterie. The invention relates to a battery for a motor vehicle, the battery having at least one battery cell. The battery cell is surrounded by a battery cell housing. At least one degassing opening is formed in the battery cell housing. A printed circuit board of a battery management system is arranged at a distance from the battery cell housing. A busbar made of an electrically conductive material is arranged between the degassing opening and the printed circuit board of the battery management system. The busbar serves on the one hand to connect the battery cells in an electrically conductive manner and on the other hand to protect the printed circuit board of the battery management system from heating of the printed circuit board by electrolyte gases escaping from the degassing opening. The invention also relates to a motor vehicle with the battery according to the invention.
Batterien für Kraftfahrzeuge sind grundsätzlich bekannt. Die bekannten Batterien weisen für gewöhnlich eine Mehrzahl von hintereinander angeordneten Batteriezellen auf. Die Batteriezellen sind jeweils in einem Batteriezellengehäuse angeordnet. Bekannt ist weiter, dass in dem Batteriezellengehäuse eine Entgasungsöffnung vorgesehen ist. Oberhalb der Batteriezellen und beabstandet zur Entgasungsöffnung ist für gewöhnlich eine Leiterplatte eines Batteriemanagementsystems angeordnet. Auf der Leiterplatte sind in der Regel elektronische Bausteine angeordnet. Um zu vermeiden, dass über die Entgasungsöffnung austretendes Elektrolytgas, welches unter hohem Druck und bei hohen Temperaturen aus der Entgasungsöffnung entweicht, die Leiterplatte des Batteriemanagementsystems geschädigt wird, dass beispielsweise sicherheitsrelevante elektrische und/oder elektronische Bauteile ausfallen, wird der Abstand zwischen der Entgasungsöffnung und der Leiterplatte des Batteriemanagementsystems entsprechend groß dimensioniert. Dies führt dazu, dass der Bauraum der elektrischen Batterie erhöht sein kann. Batteries for motor vehicles are known in principle. The known batteries usually have a plurality of battery cells arranged one behind the other. The battery cells are each arranged in a battery cell housing. It is also known that a degassing opening is provided in the battery cell housing. A printed circuit board of a battery management system is usually arranged above the battery cells and at a distance from the degassing opening. Electronic components are usually arranged on the printed circuit board. In order to prevent the electrolyte gas escaping through the vent opening, which escapes from the vent opening under high pressure and at high temperatures, from damaging the circuit board of the battery management system and, for example, from failing safety-relevant electrical and/or electronic components, the distance between the vent opening and the The circuit board of the battery management system is dimensioned accordingly. This means that the installation space of the electric battery can be increased.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Batterie für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug anzugeben, die einen reduzierten Bauraum aufweisen kann. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Dabei kann jedes Merkmal sowohl einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit etwas Gegenteiliges ergibt. One object of the invention is to specify a battery for an at least partially electrically driven motor vehicle that can have a reduced installation space. This object is solved by the subject matter of patent claim 1. Preferred developments of the invention are the subject matter of the dependent patent claims. Each feature can represent an aspect of the invention both individually and in combination, provided the description does not explicitly state otherwise.
Erfindungsgemäß ist eine Batterie für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug vorgesehen, aufweisend wenigstens eine Batteriezelle, die von einem Batteriezellgehäuse umgeben ist, wobei das Batteriezellgehäuse wenigstens eine Wandung aufweist, in der eine reversibel verschließbare oder irreversibel verschlossene Entgasungsöffnung ausgebildet ist, und durch die wenigstens ein elektrischer Kontakt der Batteriezelle geführt ist, eine Leiterplatte eines Batteriemanagementsystems mit wenigstens einem elektrischen und/oder elektronischen Bauteil, die beabstandet zu der die Entgasungsöffnung aufweisenden Wandung angeordnet ist, eine Stromschiene, die mittelbar oder unmittelbar mit dem Kontakt elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Stromschiene zwischen der Wandung und der Leiterplatte beabstandet zur Entgasungsöffnung angeordnet ist und die Entgasungsöffnung vollständig überragt. According to the invention, a battery is provided for an at least partially electrically powered motor vehicle, having at least one battery cell surrounded by a battery cell housing, the battery cell housing having at least one wall in which a reversibly closable or irreversibly closed degassing opening is formed, and through which at least one electrical contact of the battery cell is guided, a circuit board of a battery management system with at least one electrical and/or electronic component, which is arranged at a distance from the wall having the degassing opening, a busbar, which is electrically conductively connected directly or indirectly to the contact, the busbar is arranged between the wall and the printed circuit board at a distance from the degassing opening and completely projects beyond the degassing opening.
Mit anderen Worten ist es ein Aspekt der Erfindung, dass eine Batterie für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug bereitgestellt wird. Die Batterie ist vorzugsweise mit einer im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs angeordneten elektrischen Maschine elektrisch leitend verbunden. Die Batterie kann somit elektrische Energie der elektrischen Maschine zuführen, oder eine von der elektrischen Maschine erzeugte elektrische Energie speichern. In other words, it is an aspect of the invention that a battery is provided for an at least partially electrically powered motor vehicle. The battery is preferably electrically conductively connected to an electric machine arranged in the drive train of the motor vehicle. The battery can thus supply electrical energy to the electrical machine or store electrical energy generated by the electrical machine.
Die Batterie weist wenigstens eine Batteriezelle auf. Die Batteriezelle ist von einem Batteriezellengehäuse umgeben. Anders ausgedrückt, ist die Batteriezelle in dem Batteriezellengehäuse angeordnet. Das Batteriezellengehäuse weist wenigstens eine Wandung auf. In der Wandung ist eine reversibel verschließbare oder irreversibel verschlossene Entgasungsöffnung ausgebildet. Unter einer reversibel verschließbaren Entgasungsöffnung ist zu verstehen, dass die Entgasungsöffnung, nachdem diese geöffnet wurde, sich automatisch wieder verschließt. Dies kann vorzugsweise über eine gegen eine Federkraft verlagerbar ausgebildete Membran erfolgen. Unter einer irreversibel verschlossenen Entgasungsöffnung ist zu verstehen, dass die Entgasungsöffnung vorzugsweise über eine Membran verschlossen ist, die beispielsweise stoffschlüssig mit der Wandung des Batteriezellengehäuses verbunden ist. Wird die Membran beschädigt, beispielsweise durch einen Überdruck im Batteriezellgehäuse, so ist die Membran irreparabel beschädigt. In der Wandung des Batteriezellgehäuses ist zudem ein Durchgang für einen elektrischen Kontakt der Batteriezelle ausgebildet. Der elektrische Kontakt ist somit durch die Wandung geführt. In der Regel weist das Batteriezellgehäuse wenigstens zwei voneinander verschieden und zueinander beabstandet angeordnete Durchgänge auf, da die Batteriezelle für gewöhnlich einen positiven Kontakt und einen negativen Kontakt aufweist. The battery has at least one battery cell. The battery cell is surrounded by a battery cell housing. In other words, the battery cell is arranged in the battery cell housing. The battery cell housing has at least one wall. A reversibly closable or irreversibly closed degassing opening is formed in the wall. A reversibly closable degassing opening is to be understood as meaning that the degassing opening automatically closes again after it has been opened. This can preferably be done via a membrane designed to be displaceable against a spring force. An irreversibly closed degassing opening is to be understood as meaning that the degassing opening is preferably closed via a membrane which is connected to the wall of the battery cell housing in a materially bonded manner, for example. If the membrane is damaged, for example due to excess pressure in the battery cell housing, the membrane is irreparably damaged. In addition, a passage for an electrical contact of the battery cell is formed in the wall of the battery cell housing. The electrical contact is thus routed through the wall. As a rule, the battery cell housing has at least two passages which are different from one another and arranged at a distance from one another, since the battery cell usually has a positive contact and a negative contact.
Die Batterie umfasst weiter eine Leiterplatte eines Batteriemanagementsystems. Auf der Leiterplatte sind in der Regel wenigstens ein elektrisches und/oder elektronisches Bauteil angeordnet. Für gewöhnlich weist die Leiterplatte eine Mehrzahl von elektrischen Bauteilen auf. Die elektrischen Bauteile sind in der Regel dazu eingerichtet und/oder ausgebildet, die Batteriezellenspannung zu erfassen und/oder zu überwachen. Ferner können elektrische und/oder elektronische Bauteile vorgesehen sein, die sicherheitsrelevante Funktionen der Batterie übernehmen, um beispielsweise eine Notabschaltung der Batteriezellen, oder ein Umschäumen der Batteriezellen bzw. der Batteriezellgehäuse zu steuern. The battery further includes a circuit board of a battery management system. At least one electrical and/or electronic component is generally arranged on the printed circuit board. The printed circuit board usually has a plurality of electrical components. The electrical components are generally set up and/or designed to detect and/or monitor the battery cell voltage. Furthermore, electrical and/or electronic components can be provided, which take over safety-related functions of the battery, for example to control an emergency shutdown of the battery cells, or foaming around the battery cells or the battery cell housing.
Zwischen der Leiterplatte und der Entgasungsöffnung ist eine Stromschiene angeordnet, wobei die Stromschiene mittelbar oder unmittelbar mit dem Kontakt der Batteriezelle elektrisch leitend verbunden ist. Ein mittelbarer Kontakt kann sein, dass zwischen der Stromschiene und dem Kontakt noch weiteres Stromübertragungselement angeordnet ist. Beispielsweise kann auf der Stromschiene ein Kontaktschuh angeordnet sein. Ebenso ist denkbar, dass zwischen der Stromschiene und dem Kontaktelement eine thermische Ausgleichsschicht ausgebildet ist. Unmittelbar bedeutet, dass die Stromschiene direkt, also ohne Zwischenelement, auf dem Kontaktelement stoffschlüssig, formschlüssig oder kraftschlüssig angeordnet ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Stromschiene mittelbar oder unmittelbar auf der Leiterplatte angeordnet ist. Bei einer mittelbaren Verbindung ist vorgesehen, dass die Leiterplatte in einem Leiterplattenrahmen angeordnet ist, und die Stromschiene vorzugsweise über eine Nietverbindung mit dem Leiterplattenrahmen verbunden ist. Bei einer unmittelbaren Verbindung ist die Leiterplatte direkt mit der Stromschiene, beispielsweise über eine Niet- oder Schraubverbindung verbunden. Denkbar ist, dass zwischen den Leiterplatte und der Stromscheine eine Isolationsschicht ausgebildet ist, die vorzugsweise Bestandteil der Leiterplatte sein kann oder die auf die Leiterplatte vorzugsweise stoffschlüssig aufgebracht ist. Die Stromschiene überdeckt bzw. überragt die Entgasungsöffnung vollständig. Anders ausgedrückt, ist die Stromschiene in dessen flächiger Abmessung größer als die Entgasungsöffnung und überdeckt die Entgasungsöffnung zudem. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass durch die Entgasungsöffnung austretendes Elektrolytgas, welches mit hohem Druck und einer hohen Temperatur aus der Entgasungsöffnung entweicht, unmittelbar auf die Leiterplatte trifft und somit zu einer Beschädigung der auf der Leiterplatte angeordneten elektrischen und/oder elektronischen Bauteile führt. Vielmehr schirmt die ohnehin vorhandene Stromschiene zur Kontaktierung der Batteriezellen, die Leiterplatte vor dem austretenden Elektrolytgas ab. Somit kann der Abstand zwischen der Leiterplatte und der Entgasungsöffnung reduziert sein, was sich positiv auf den Bauraum der Batterie auswirken kann. Da die ohnehin vorhandene Stromschiene zur Kontaktierung wenigstens einer Batteriezelle zur Abschirmung der Leiterplatte genutzt wird, können weitere Bauteile zum thermischen Schutz der Leiterplatte entfallen, wodurch zusätzlich das Gewicht und auch die Kosten der Batterie reduziert werden können. A busbar is arranged between the printed circuit board and the degassing opening, the busbar being electrically conductively connected directly or indirectly to the contact of the battery cell. An indirect contact can be that another current transmission element is arranged between the busbar and the contact. For example, a contact shoe can be arranged on the conductor rail. It is also conceivable that a thermal compensation layer is formed between the busbar and the contact element. Directly means that the busbar is arranged directly, ie without an intermediate element, on the contact element in a materially bonded, form-fitting or force-fitting manner. Furthermore, it can be provided that the busbar is arranged directly or indirectly on the printed circuit board. In the case of an indirect connection, it is provided that the printed circuit board is arranged in a printed circuit board frame, and the busbar is preferably connected to the printed circuit board frame via a riveted connection. In the case of a direct connection, the printed circuit board is connected directly to the busbar, for example via a rivet or screw connection. It is conceivable that an insulating layer is formed between the printed circuit board and the power supply, which can preferably be a component of the printed circuit board or which is preferably applied to the printed circuit board in a materially bonded manner. The conductor rail completely covers or protrudes beyond the degassing opening. In other words, the busbar is larger in terms of its areal dimensions than the degassing opening and also covers the degassing opening. In this way it is possible to prevent electrolyte gas escaping through the degassing opening, which escapes from the degassing opening at high pressure and high temperature, from directly hitting the printed circuit board and thus damaging the electrical and/or electronic components arranged on the printed circuit board. Rather, the busbar that is present anyway for contacting the battery cells shields the printed circuit board from the escaping electrolyte gas. The distance between the printed circuit board and the degassing opening can thus be reduced, which can have a positive effect on the installation space of the battery. Since the current rail that is present anyway is used for contacting at least one battery cell to shield the printed circuit board, further components for thermal protection of the printed circuit board can be omitted, which means that the weight and the costs of the battery can also be reduced.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Stromschiene aus einem Metall und/oder einer Legierung hergestellt und/oder ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Stromschiene aus Aluminium hergestellt ist und/oder eine Aluminiumlegierung aufweist. Gegenüber Stromschienen aus Kupfer ist eine Stromschiene aus Aluminium preiswerter. Somit können die Kosten der Batterie reduziert werden. It is advantageously provided that the conductor rail is made and/or formed from a metal and/or an alloy. Provision is particularly advantageously made for the conductor rail to be made from aluminum and/or to have an aluminum alloy. A busbar made of aluminum is cheaper than busbars made of copper. Thus, the cost of the battery can be reduced.
Denkbar ist, dass die Stromschiene im dem Bereich, der nicht mit einem Kontakt elektrisch leitend kontaktiert ist, eine elektrisch isolierende Beschichtung aufweist. Diese Beschichtung kann vorzugsweise eine Kunststoffbeschichtung sein. It is conceivable that the conductor rail has an electrically insulating coating in the area that is not electrically conductively contacted with a contact. This coating can preferably be a plastic coating.
Vorteilhaft ist jedoch vorgesehen, dass die Stromschiene beschichtungsfrei ausgebildet ist und somit keine elektrische und/oder thermisch isolierende Beschichtung aufweist. Auf diese Weise können, der Bauraum, die Kosten und das Gewicht der Stromschiene und somit auch der Batterie reduziert werden. Mit anderen Worten wird durch die reine Ausgestaltung der elektrisch leitfähigen Stromschiene, die mit wenigstens einem Kontakt der Batteriezelle verbunden ist, die wenigstens eine Entgasungsöffnung vollständig überdeckt und somit die Leiterplatte geschützt. Denkbar ist weiterhin, dass die Stromschiene aus einem Bi-Metall ausgebildet ist. Mit anderen Worten weist die Stromschiene wenigstens zwei unterschiedliche Metalle auf. Die Stromschiene aus einem Bi-Metall kann gegenüber einer Stromschiene aus lediglich einem Metall oder einer Legierung eine erhöhte Festigkeit aufweisen. Weiterhin ist vorteilhaft, dass bei einer Stromschiene aus einem Bi-Metall die Kontakte beispielsweise aus einem etwas unedleren Material ausgebildet sein können. Somit kann durch die Wahl der Materialien beispielsweise auch eine Kontaktkorrosion vermieden werden. Zudem können durch die entsprechende Wahl der Materialien auch die Materialkosten der Kontakte reduziert werden. However, it is advantageously provided that the conductor rail is designed without a coating and therefore has no electrically and/or thermally insulating coating. In this way, the installation space, the costs and the weight of the busbar and thus also the battery can be reduced. In other words, the purely design of the electrically conductive busbar, which is connected to at least one contact of the battery cell, completely covers the at least one degassing opening and thus protects the printed circuit board. It is also conceivable that the busbar is made from a bimetal. In other words, the busbar has at least two different metals. The busbar made from a bi-metal can have increased strength compared to a busbar made from just one metal or one alloy. Furthermore, it is advantageous that in the case of a busbar made of a bi-metal, the contacts can be made of a somewhat less noble material, for example. Thus, for example, contact corrosion can also be avoided through the choice of materials. In addition, the material costs of the contacts can also be reduced by the appropriate choice of materials.
In diesem Zusammenhang liegt eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin, dass das Bi-Metall Kupfer und Aluminium aufweist, oder eine Kupferlegierung und eine Aluminiumlegierung umfasst. Kupfer und Aluminium sind gute Stromleiter, so dass eine Stromschiene bereitgestellt wird, die eine hohe Stromtragfähigkeit aufweisen kann. Zudem lassen sich Kupfer und Aluminium bzw. eine Kupferlegierung und eine Aluminiumlegierung vorzugsweise durch das Kaltwalzen in einfacher Weise sehr gut miteinander verbinden. Nach dem Kaltwalzen erfolgt in der Regel ein Erwärmungsprozess, um eine erhöhte metallurologische Verbindung zwischen den beiden Metallen herzustellen. In this context, an advantageous development of the invention is that the bi-metal has copper and aluminum, or includes a copper alloy and an aluminum alloy. Copper and aluminum are good conductors of electricity, so providing a bus bar that can have a high current carrying capacity. In addition, copper and aluminum or a copper alloy and an aluminum alloy can be connected to one another very well, preferably by cold rolling. Cold rolling is usually followed by a heating process to create an increased metallurgical bond between the two metals.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stromschiene in einem Querschnitt eine Breite b aufweist, für die gilt 10 mm < b < 20 mm, und/oder eine Höhe aufweist, für die gilt 0,5 mm < h < 3 mm. Auf diese Weise wird eine Stromschiene bereitgestellt, dessen Querschnitt eine erhöhte Steifigkeit aufweist und die Leiterplatte wirksam gegen eine unmittelbare Erwärmung durch ein durch die Entgasungsöffnung austretendes Elektrolytgas schützt. According to a preferred development of the invention, it is provided that the conductor rail has a width b in a cross section, for which 10 mm<b<20 mm applies, and/or has a height for which 0.5 mm<h<3 mm applies . In this way, a busbar is provided, the cross section of which has increased rigidity and effectively protects the printed circuit board against direct heating by an electrolyte gas escaping through the degassing opening.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass für einen Abstand a zwischen der Stromschiene und der Entgasungsöffnung gilt: 1 mm < a < 5mm. Auf diese Weise wird ein Abstand a zwischen der Entgasungsöffnung und der Stromschiene bereitgestellt, der einerseits ein Entweichen und Austreten des Elektrolytgases ermöglicht und zudem einen minimalen Abstand zur Stromschiene bzw. zu der auf der Stromschiene mittelbar oder unmittelbar angeordneten Leiterplatte angibt. Auf diese Weise kann der Bauraum der Batterie reduziert sein. A preferred development of the invention is that for a distance a between the conductor rail and the degassing opening, the following applies: 1 mm<a<5 mm. In this way, a distance a is provided between the degassing opening and the busbar, which on the one hand allows the electrolyte gas to escape and escape and also specifies a minimum distance to the busbar or to the printed circuit board directly or indirectly arranged on the busbar. In this way, the installation space of the battery can be reduced.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein kleinster Überdeckungsüberstand der Stromschiene gegenüber der Entgasungsöffnung größer ist als 5 mm, wobei die Grenze eingeschlossen ist. Der Überdeckungsabstand ist ein kleinster Abstand in einer Richtung parallel zur Ebene der Stromschiene und/oder einer Richtung parallel zur Ebene der Wandung, zwischen einer Außenkante der Entgasungsöffnung und einer Außenkante der Stromschiene. In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the busbar overlaps as little as possible in relation to the degassing opening is greater than 5mm, including the limit. The overlap distance is a smallest distance in a direction parallel to the busbar plane and/or in a direction parallel to the wall plane, between an outer edge of the degassing opening and an outer edge of the busbar.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Stromschiene im Querschnitt L-förmig, T-förmig oder bogenförmig ausgebildet ist. Mit anderen Worten kann die Stromschiene eine Struktur aufweisen, die in Richtung der Wandung gebogen ist. Bei der L-förmig ausgebildeten Stromschiene ist vorzugsweise der kurze Steg in Richtung Wandung gerichtet. Somit kann austretendes Gas explizit in eine Richtung ausgelenkt werden, um beispielsweise die an die Stromschiene angrenzende Leiterplatte in einen bestimmten Bereich vor den austretenden Elektrolytgasen zu schützen. Bei einer T-förmig ausgebildeten Stromschiene ist vorzugsweise der lange Steg der T-förmig ausgebildeten Stromschiene mittig über der Entgasungsöffnung angeordnet, so dass austretendes Gas vorzugsweise gleichmäßig seitlich entweichen kann. Bei einer bogenförmig ausgebildeten Stromschiene ist vorgesehen, dass ein aus der Entgasungsöffnung austretendes Gas durch den Bogen zurück in Richtung Gehäusewandung gelenkt wird. Durch die Wegvergrößerung des austretenden Gases kann vermieden werden, dass das heiße Gas unmittelbar auf die Leiterplatte auftrifft. Somit können die auf der Leiterplatte angeordneten elektronischen und/oder elektrischen Bauteile vor dem heißen Gas geschützt werden. A preferred further development of the invention provides that the conductor rail has an L-shaped, T-shaped or arc-shaped cross section. In other words, the busbar can have a structure that is bent in the direction of the wall. In the case of the L-shaped conductor rail, the short web is preferably directed in the direction of the wall. Escaping gas can thus be explicitly deflected in one direction in order, for example, to protect the printed circuit board adjoining the busbar in a specific area from the escaping electrolyte gases. In the case of a T-shaped busbar, the long web of the T-shaped busbar is preferably arranged centrally above the degassing opening, so that escaping gas can preferably escape uniformly to the side. In the case of a busbar designed in the form of an arc, it is provided that a gas emerging from the degassing opening is directed back through the arc in the direction of the housing wall. By increasing the path of the escaping gas, it can be avoided that the hot gas hits the printed circuit board directly. The electronic and/or electrical components arranged on the printed circuit board can thus be protected from the hot gas.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Batterie eine Mehrzahl von nebeneinander und/oder hintereinander angeordneten Batteriezellen aufweist und die Stromschiene in Längsrichtung der Batterie angeordnet ist und die Entgasungsöffnungen vollständig überragt. Mit anderen Worten wird eine Stromschiene bereitgestellt, um alle Entgasungsöffnungen vollständig zu überragen und/oder vollständig abzudecken. Auf diese Weise kann mit lediglich einer Stromschiene ein wirksamer Schutz für die Leiterplatte bereitgestellt werden, um diese vor den austretenden Elektrolytgasen zu schützen. Zudem können durch die ohnehin vorhandene Stromschiene zum Schutz der Leiterplatte vor Elektrolytgases das Gewicht und die Kosten der Batterie reduziert werden. A preferred development of the invention is that the battery has a plurality of battery cells arranged next to one another and/or one behind the other and the conductor rail is arranged in the longitudinal direction of the battery and completely protrudes beyond the degassing openings. In other words, a busbar is provided in order to completely protrude over and/or completely cover all degassing openings. In this way, effective protection for the circuit board can be provided with just one busbar in order to protect it from the escaping electrolyte gases. In addition, the weight and costs of the battery can be reduced by the busbar that is already present to protect the printed circuit board from electrolytic gas.
In diesem Zusammenhang ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Stromschiene in Längsrichtung der Batterie, bezogen auf eine Oberseite der Batteriezellen und/oder Batteriezellgehäuse, geneigt ausgebildet ist. Mit anderen Worten weist die Batterie eine Längsrichtung auf. In Längsrichtung der Batterie sind die Batteriezellen bzw. Batteriezellgehäuse nebeneinander bzw. hintereinander angeordnet. Die jeweilige in dem Batteriezellgehäuse angeordnete Entgasungsöffnung sind somit in einer Flucht zueinander ausgerichtet. Bezogen auf eine Oberseite der Batteriezellgehäuse, in der die Entgasungsöffnung angeordnet ist und die der Stromschiene zugewandt ist, ist die Stromschiene geneigt ausgebildet. Auf diese Weise kann über die Neigung der Stromschiene das austretende Elektrolytgas in eine Richtung, nämlich in Längsrichtung der Batterie, ausgelenkt und/oder abgeführt werden. Auf diese Weise kann die Gefahr eines Wärmestaus in Folge von austretendem Elektrolytgas innerhalb des Batteriegehäuses reduziert werden. In this context, it is advantageously provided that the busbar is designed to be inclined in the longitudinal direction of the battery, relative to an upper side of the battery cells and/or battery cell housing. In other words, the battery a longitudinal direction. The battery cells or battery cell housings are arranged next to one another or one behind the other in the longitudinal direction of the battery. The respective degassing openings arranged in the battery cell housing are thus aligned in alignment with one another. In relation to an upper side of the battery cell housing, in which the degassing opening is arranged and which faces the busbar, the busbar is designed to be inclined. In this way, the escaping electrolyte gas can be deflected and/or discharged in one direction, namely in the longitudinal direction of the battery, via the inclination of the busbar. In this way, the risk of heat accumulation as a result of escaping electrolyte gas inside the battery housing can be reduced.
Die Erfindung betrifft zudem ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Batterie, wobei die Batterie mit einer in einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs angeordneten elektrischen Maschine elektrisch leitend verbunden ist. The invention also relates to a motor vehicle with the battery according to the invention, the battery being electrically conductively connected to an electric machine arranged in a drive train of the motor vehicle.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel. Das Ausführungsbeispiel ist nicht einschränkend, sondern vielmehr als beispielhaft zu verstehen. Es soll den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung auszuführen. Die Anmelderin behält sich vor, einzelne und/oder mehrere der in dem Ausführungsbeispiel offenbarten Merkmale zum Gegenstand von Patentansprüchen zu machen oder solche Merkmale in bestehende Patentansprüche aufzunehmen. Das Ausführungsbeispiel wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Further features and advantages of the present invention result from the dependent claims and the following exemplary embodiment. The embodiment is not restrictive, but rather should be understood as an example. It is intended to enable those skilled in the art to carry out the invention. The applicant reserves the right to make individual and/or several of the features disclosed in the exemplary embodiment the subject of patent claims or to include such features in existing patent claims. The embodiment is explained in more detail with reference to a drawing.
In dieser zeigt: In this shows:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer Batterie gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 is an exploded view of a battery according to a preferred embodiment of the invention.
In Fig. 1 ist eine Explosionsansicht einer Batterie 10 für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug gezeigt. Die Batterie 10 ist vorzugsweise mit einer in einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs angeordneten elektrischen Maschine elektrisch leitend verbunden. Die Batterie 10 kann somit der elektrischen Maschine Energie zur Verfügung stellen oder elektrische Energie, die von der elektrischen Maschine erzeugt wurde, speichern. Die Batterie 10 weist eine Mehrzahl von Batteriezellen auf. Jede Batteriezelle ist in einem Batteriezellgehäuse 12 angeordnet. Vorliegend sind somit eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Batteriezellgehäuse 12 vorgesehen. Jedes der Gehäuse 12 weist wenigstens eine Wandung 14 auf. In der Wandung 14 ist eine irreversibel verschlossene Entgasungsöffnung 16 ausgebildet. Die irreversibel verschlossene Entgasungsöffnung 16 ist vorzugsweise eine Membran, die eine randgeschlossene Durchtrittsöffnung in der Wandung 14 des Batteriezellgehäuses 12 verschließt. Wenn die Membran der Entgasungsöffnung 16 beschädigt und/oder eingerissen ist, so kann diese nicht mehr verschlossen werden. In der Wandung 14 sind weiterhin zwei zueinander beabstandet angeordnete Durchbrüche ausgebildet, wobei durch jeden Durchbruch ein elektrischer Kontakt 18 zur elektrischen Kontaktierung der Batteriezelle geführt ist. Die Entgasungsöffnung 16 ist zwischen den beiden Kontakten 18 innerhalb der Wandung 14 ausgebildet. 1 shows an exploded view of a battery 10 for an at least partially electrically powered motor vehicle. The battery 10 is preferably electrically conductively connected to an electric machine arranged in a drive train of the motor vehicle. The battery 10 can thus make energy available to the electrical machine or store electrical energy that was generated by the electrical machine. The battery 10 has a plurality of battery cells. Each battery cell is arranged in a battery cell housing 12 . In the present case, a plurality of battery cell housings 12 arranged next to one another are therefore provided. Each of the housings 12 has at least one wall 14 . An irreversibly closed degassing opening 16 is formed in the wall 14 . The irreversibly closed degassing opening 16 is preferably a membrane which closes an edge-closed passage opening in the wall 14 of the battery cell housing 12 . If the membrane of the degassing opening 16 is damaged and/or torn, it can no longer be closed. In the wall 14, two spaced-apart openings are also formed, with an electrical contact 18 for electrical contacting of the battery cell being passed through each opening. The degassing opening 16 is formed between the two contacts 18 within the wall 14 .
Beabstandet zur Wandung 14 ist eine Leiterplatte 20 eines Batteriemanagementsystems angeordnet, wobei auf der Leiterplatte 20 wenigstens ein elektrisches und/oder elektronisches Bauteil angeordnet ist. Das elektronische Bauteil auf der Leiterplatte kann einerseits dazu eingerichtet und/oder ausgebildet sein, eine Zellspannung der Batteriezellen zu erfassen und/oder zu überwachen. Weiterhin können elektrische und/oder elektronische Bauteile auf der Leiterplatte 20 angeordnet sein, die Sicherheitsfunktion der Batterie 10, wie beispielsweise eine Notabschaltung, übernehmen. Zwischen der Wandung 14 und der Leiterplatte 20 ist eine Stromschiene 22 angeordnet, die mittelbar oder unmittelbar mit dem Kontakt 18 der Batteriezelle elektrisch leitend verbunden ist. Die Stromschiene 22 ist beabstandet zur Entgasungsöffnung 16 ausgebildet und vorzugsweise auf einer der Batterie 10 zugewandten Unterseite der Leiterplatte 20 mittelbar oder unmittelbar angeordnet. Die Stromschiene 22 überragt die Entgasungsöffnungen 16 der Batteriezellgehäuse 12 vollständig. Mit anderen Worten ist eine Fläche der Stromschiene 22 größer als eine Fläche der Entgasungsöffnung 16 zudem ist die Stromschiene 22 parallel und beabstandet zur Entgasungsöffnung angeordnet, wobei de Stromschiene 22 die Entgasungsöffnung 16 flächenmäßig vollständig überdeckt. Ein kleinster Überdeckungsüberstand der Stromschiene 22 gegenüber der Entgasungsöffnung 16 ist größer als 5 mm, wobei die Grenze eingeschlossen ist. A circuit board 20 of a battery management system is arranged at a distance from wall 14 , at least one electrical and/or electronic component being arranged on circuit board 20 . On the one hand, the electronic component on the printed circuit board can be set up and/or designed to detect and/or monitor a cell voltage of the battery cells. Furthermore, electrical and/or electronic components can be arranged on circuit board 20, which take over the safety function of battery 10, such as an emergency shutdown. A busbar 22 is arranged between the wall 14 and the printed circuit board 20 and is electrically conductively connected directly or indirectly to the contact 18 of the battery cell. The busbar 22 is formed at a distance from the degassing opening 16 and is preferably arranged directly or indirectly on an underside of the circuit board 20 facing the battery 10 . The busbar 22 projects beyond the degassing openings 16 of the battery cell housing 12 completely. In other words, an area of the busbar 22 is larger than an area of the degassing opening 16 , moreover, the busbar 22 is arranged parallel and at a distance from the degassing opening, with the busbar 22 completely covering the degassing opening 16 in terms of area. A smallest overhang of the busbar 22 compared to the degassing opening 16 is greater than 5 mm, including the limit.
Somit fungiert die Stromschiene 22 als Schutzelement für die Leiterplatte 20 vor durch die Entgasungsöffnung 16 austretenden Elektrolytgasen. Auf diese Weise kann die Gefahr reduziert werden, dass aus der Entgasungsöffnung 16 austretende Elektrolytgase, die in der Regel eine sehr hohe Temperatur aufweisen und unter hohem Druck durch die Entgasungsöffnung 16 entweichen, die Leiterplatte 20 derart beschädigen, dass die auf der Leiterplatte 20 angeordneten elektronischen Bauteile ausfallen. Die Stromschiene 22 kann mittelbar oder unmittelbar auf der Unterseite der Leiterplatte 20 angeordnet sein. Da die ohnehin vorhandeneThe busbar 22 thus functions as a protective element for the printed circuit board 20 against electrolyte gases escaping through the degassing opening 16 . In this way, the risk of escaping from the degassing opening 16 can be reduced Electrolyte gases, which generally have a very high temperature and escape through the degassing opening 16 under high pressure, damage the printed circuit board 20 in such a way that the electronic components arranged on the printed circuit board 20 fail. The busbar 22 can be arranged directly or indirectly on the underside of the printed circuit board 20 . Since the already existing
Stromschiene 22 zur Kontaktierung der Batteriezellen als Prallblech und/oder Schutzblech ausgerichtet und/oder ausgebildet ist, kann der Abstand zwischen der Wandung 14 und der Leiterplatte 20 reduziert werden, so dass die Abmessungen bzw. der Bauraum der Batterie 10 reduziert werden kann. Busbar 22 is aligned and/or designed as a baffle plate and/or protective plate for contacting the battery cells, the distance between the wall 14 and the printed circuit board 20 can be reduced, so that the dimensions or the installation space of the battery 10 can be reduced.

Claims

Patentansprüche patent claims
1 . Batterie (10) für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, aufweisend wenigstens eine Batteriezelle, die von einem Batteriezellgehäuse (12) umgeben ist, wobei das Batteriezellgehäuse (12) wenigstens eine Wandung (14) aufweist, in der eine reversibel verschließbare oder irreversibel verschlossene Entgasungsöffnung (16) ausgebildet ist, und durch die wenigstens ein elektrischer Kontakt (18) der Batteriezelle geführt ist, eine Leiterplatte (20) eines Batteriemanagementsystems mit wenigstens einem elektrischen und/oder elektronischen Bauteil, die beabstandet zu der die Entgasungsöffnung (16) aufweisenden Wandung (14) angeordnet ist, eine Stromschiene (22) die mittelbar oder unmittelbar mit dem Kontakt (18) elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Stromschiene (22) zwischen der Wandung (14) und der Leiterplatte (20) beabstandet zur Entgasungsöffnung (16) angeordnet ist, und die Entgasungsöffnung (20) vollständig überragt. 1 . Battery (10) for an at least partially electrically powered motor vehicle, having at least one battery cell surrounded by a battery cell housing (12), the battery cell housing (12) having at least one wall (14) in which a reversibly closable or irreversibly closed degassing opening (16) and through which at least one electrical contact (18) of the battery cell is guided, a printed circuit board (20) of a battery management system with at least one electrical and/or electronic component which is spaced apart from the wall ( 14), a busbar (22) which is electrically conductively connected directly or indirectly to the contact (18), the busbar (22) being arranged between the wall (14) and the printed circuit board (20) at a distance from the degassing opening (16). is, and the degassing opening (20) dominates completely.
2. Batterie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (22) aus einem Bi-Metall ausgebildet ist. 2. Battery according to claim 1, characterized in that the busbar (22) is formed from a bi-metal.
3. Batterie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bi-Metall Kupfer und Aluminium aufweist oder eine Kupferlegierung und eine Aluminiumlegierung umfasst. 3. Battery according to claim 2, characterized in that the bi-metal has copper and aluminum or comprises a copper alloy and an aluminum alloy.
4. Batterie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (22) in einem Querschnitt eine Breite b aufweist für die gilt 10 mm < a < 20 mm, und/oder eine Höhe h aufweist, für die gilt: 0,5 mm < h < 3 mm. 4. Battery according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor rail (22) has a width b in a cross section for which 10 mm<a<20 mm applies, and/or a height h for which applies: 0, 5mm<h<3mm.
5. Batterie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Abstand a zwischen der Stromschiene (22) und der Entgasungsöffnung (16) gilt: 1 mm < a < 5 mm. 5. Battery according to one of the preceding claims, characterized in that for a distance a between the busbar (22) and the degassing opening (16): 1 mm <a <5 mm.
6. Batterie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein kleinster Überdeckungsüberstand der Stromschiene gegenüber der Entgasungsöffnung größer ist als 5 mm, wobei die Grenze eingeschlossen ist. 6. Battery according to one of the preceding claims, characterized in that a smallest overlap of the busbar over the degassing opening is greater than 5 mm, the limit being included.
7. Batterie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (22) im Querschnitt L-förmig, T-förmig oder bogenförmig ausgebildet ist. 7. Battery according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor rail (22) is L-shaped, T-shaped or arc-shaped in cross section.
8. Batterie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (10) eine Mehrzahl von nebeneinander und/oder hintereinander angeordneter Batteriezellen aufweist und die Stromschiene (22) in Längsrichtung der Batterie (10) angeordnet ist und die Entgasungsöffnungen (16) vollständig überragt. 8. Battery according to one of the preceding claims, characterized in that the battery (10) has a plurality of battery cells arranged next to one another and/or one behind the other and the conductor rail (22) is arranged in the longitudinal direction of the battery (10) and the degassing openings (16) completely surmounted.
9. Batterie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (22) in Längsrichtung der Batterie (10), bezogen auf eine Oberseite der Batteriezellen und/oder Batteriezellgehäuse (12), geneigt ausgebildet ist. 9. Battery according to claim 8, characterized in that the busbar (22) in the longitudinal direction of the battery (10), relative to an upper side of the battery cells and / or battery cell housing (12), is formed inclined.
10. Kraftfahrzeug mit einer Batterie (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Batterie (10) mit einer in einem Antriebstrang des Kraftfahrzeugs angeordneten elektrischen Maschine elektrisch leitend verbunden ist. 10. Motor vehicle with a battery (10) according to any one of the preceding claims, wherein the battery (10) is electrically conductively connected to an electric machine arranged in a drive train of the motor vehicle.
PCT/EP2021/083056 2020-12-04 2021-11-25 Battery for a motor vehicle, and motor vehicle comprising a battery WO2022117438A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020215341.8 2020-12-04
DE102020215341.8A DE102020215341A1 (en) 2020-12-04 2020-12-04 Battery for an automobile, and automobile with a battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2022117438A2 true WO2022117438A2 (en) 2022-06-09
WO2022117438A3 WO2022117438A3 (en) 2022-07-28

Family

ID=78822124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2021/083056 WO2022117438A2 (en) 2020-12-04 2021-11-25 Battery for a motor vehicle, and motor vehicle comprising a battery

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102020215341A1 (en)
WO (1) WO2022117438A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4333227A1 (en) 2022-08-29 2024-03-06 Newfrey LLC Busbar assembly

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5340676B2 (en) 2008-08-29 2013-11-13 三洋電機株式会社 Battery system
JP6151254B2 (en) 2012-08-09 2017-06-21 三洋電機株式会社 Power supply device, electric vehicle including the same, and power storage device
US9627663B2 (en) 2013-04-25 2017-04-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery pack including pack cover
JP6198061B2 (en) * 2013-10-28 2017-09-20 株式会社オートネットワーク技術研究所 Wiring module
JP6361231B2 (en) 2014-03-31 2018-07-25 株式会社Ｇｓユアサ Power storage device
JP6535309B2 (en) 2016-09-26 2019-06-26 矢崎総業株式会社 Battery monitoring unit
DE102016121265A1 (en) 2016-11-07 2018-05-09 Elringklinger Ag Cell contacting system for an electrochemical device
EP3641015A4 (en) * 2017-06-16 2020-06-03 GS Yuasa International Ltd. Power storage device
DE102018210151A1 (en) 2018-06-21 2019-12-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vehicle with a high-voltage battery
PL3644408T3 (en) * 2018-10-26 2024-01-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4333227A1 (en) 2022-08-29 2024-03-06 Newfrey LLC Busbar assembly
WO2024047000A1 (en) 2022-08-29 2024-03-07 Newfrey Llc Busbar assembly

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020215341A1 (en) 2022-06-09
WO2022117438A3 (en) 2022-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112008000190B4 (en) Fuel cell module for vehicles
DE10225694B4 (en) Fuel cell assembly and use
EP2550697B1 (en) Battery having a plurality of single cells
EP2130416B1 (en) Conductor plate protection for a battery
DE102008034867A1 (en) Battery i.e. lithium ion battery, for vehicle e.g. vehicle with hybrid drive, has conductor rims that are thermally coupled at cooling plate by poles of individual cells which are formed as flat cells
WO2010031856A2 (en) Connecting board
EP2727172A1 (en) Electric storage device
DE102018212913A1 (en) Head module
DE102008059956A1 (en) Battery i.e. lithium-ion-battery, for e.g. hybrid vehicle, has free space formed between cell bottom of single cells and battery housing bottom, where free space is pressure-tightly and/or gas-tightly separated in direction of single cells
WO2013000882A1 (en) Electric battery
DE112007003229B4 (en) fuel cell
WO2021144098A1 (en) Housing cover for a battery housing with particle protection and heat protection, battery housing, traction battery and motor vehicle
WO2022117438A2 (en) Battery for a motor vehicle, and motor vehicle comprising a battery
DE102015214184B4 (en) Battery module for a motor vehicle and motor vehicle
WO2020078649A1 (en) Protective unit for a battery module of a high-voltage battery, battery module, and high-voltage battery
DE102018211005B3 (en) Heating device for a prismatic battery cell of a high-voltage battery of a motor vehicle, battery cell, battery module, high-voltage battery and motor vehicle
DE112016005977B4 (en) Connection module
EP1902944B1 (en) Ship propulsion
WO2008098555A1 (en) Fastening of energy storage cells in an enclosure
EP3465797B1 (en) Battery with battery sections and section contact element
WO2022194470A1 (en) Cooling device having a heat sink and intermediate cooling elements, electrical energy store and motor vehicle
EP3707773A1 (en) Battery cell with improved cooling
DE102012219778A1 (en) Box-shaped or cuboid battery module for use in vehicle i.e. electric car, has connection section connected to module terminal and cell terminal and fixed at battery module such that module terminal is decoupled by cell terminal
DE102021118397A1 (en) Battery with integrated busbar cooling and motor vehicle
DE102008059950A1 (en) Individual cell i.e. frame flat cell, for lithium-ion-battery of e.g. fuel cell vehicle, has shell-like housing part designed such that all sides of housing part are inwardly bent, where bent sides include angle of specific degrees

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21819839

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2