WO2023011872A1 - Absorberstruktur, energiespeicheranordnung, hochvoltspeicher sowie verfahren zum herstellen einer absorberstruktur - Google Patents

Absorberstruktur, energiespeicheranordnung, hochvoltspeicher sowie verfahren zum herstellen einer absorberstruktur Download PDF

Info

Publication number
WO2023011872A1
WO2023011872A1 PCT/EP2022/069460 EP2022069460W WO2023011872A1 WO 2023011872 A1 WO2023011872 A1 WO 2023011872A1 EP 2022069460 W EP2022069460 W EP 2022069460W WO 2023011872 A1 WO2023011872 A1 WO 2023011872A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
energy storage
base body
absorber structure
coating
arrangement
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/069460
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian Soldner
Savo Asanin
Julian PATSCHEIDER
Paul Winkler
Peter Rösch
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft filed Critical Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Priority to CN202280038682.8A priority Critical patent/CN117413418A/zh
Publication of WO2023011872A1 publication Critical patent/WO2023011872A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/36—After-treatment
    • C08J9/365—Coating
    • 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
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/229—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • 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
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/231—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/242—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2475/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2475/02—Polyureas

Definitions

  • Absorber structure energy storage arrangement, high-voltage storage and method for producing an absorber structure
  • the present invention relates to an absorber structure for high-voltage storage devices, an energy storage arrangement, an energy storage device housing and a method for producing an absorber structure for high-voltage storage devices.
  • DE 10 2019 132 026 A1 discloses a battery tray for a battery in a motor vehicle, comprising a trough-like receiving space for the battery, which is delimited by a side frame and a floor, with a floor outside of the floor in the intended installation position of the battery tray in the motor vehicle downwards and a bottom inner side of the bottom points upwards, and wherein at least one reinforcing plate, which has a plurality of material recesses, is arranged on the bottom inside and is connected to the bottom inside in a shear-resistant manner.
  • the use of such reinforcement plates is not unproblematic since the weight of the entire arrangement is increased. In addition, it must be ensured that, in the event of a defect in an energy storage cell, a targeted reduction in pressure or degassing is also possible across such a reinforcement plate.
  • an absorber structure for arranging energy storage cells comprises a base body made of a plastic, wherein the base body comprises an arrangement surface for arranging a multiplicity of energy storage cells, and the plastic has an additive and/or the base body has a coating, in particular fire-resistant, at least in regions, through which or through which the heat/temperature resistance of the base body is increased.
  • thermal events in energy storage devices such as high-voltage storage devices in motor vehicles
  • high temperatures and particle ejection including, for example, copper and soot particles
  • particle ejection can occur as part of "venting".
  • the absorber structure or the base body By increasing the heat/temperature resistance of the base body, it can be reliably ensured that the absorber structure or the base body as such is retained.
  • Adjacent cells can advantageously be protected from particles in the event of a cell failure.
  • the entire network is retained as such. The cells therefore remain clearly stored even in the event of a thermal event.
  • the use of a plastic which is also understood here to mean composite materials, which can optionally include metallic components, enables the construction of absorber structures which have very good crash behavior while being very light at the same time.
  • the plastic is a porous material or a foam.
  • the foam is an expanded polypropylene (EPP) or polyisocyanurate.
  • EPP expanded polypropylene
  • the use of foam or a base body which is designed as a foam body makes it possible to a particular extent to construct absorber structures which have very good crash behavior while being very light at the same time.
  • the base body or foam body has a thickness of, for example, 5-45 mm, particularly preferably a thickness of about 10-30 mm.
  • the base body has an upper side and an underside, with the arrangement surface expediently being formed on the upper side.
  • the base body and the arrangement surface extend in one plane, with the plane preferably extending parallel to a roadway plane when the absorber structure is installed as intended. However, this is not absolutely necessary, particularly when it is an absorber structure that is used in an energy storage housing that is used in a motorcycle.
  • the arrangement area is the area on which, directly or indirectly, the energy storage cells are arranged.
  • at least the arrangement surface has the coating.
  • the arrangement surface is formed, so to speak, by the coating.
  • the arrangement surface or the area of the base body which forms the arrangement surface is planar/even and closed.
  • the coating is applied by spraying.
  • the coating can also be referred to as spray coating. This is procedurally easy to implement.
  • other points or areas of the base body can also be provided with a coating, in particular, for example, an underside of the base body, which according to one embodiment also has a coating that increases the heat resistance of the base body.
  • a coating on the underside offers the advantage in particular that an adhesive connection expediently formed there also remains in place in the event of a thermal event.
  • the coating preferably comprises non-combustible and/or flame-retardant components or materials or is designed as such to be flame-retardant or non-flammable.
  • the coating comprises polyurea.
  • the use of polyurea as a coating material or as a material component in the coating material can increase the thermal stability of the base body to up to 1000° C. and more.
  • temperature resistance or “heat resistance” is to be understood in particular to mean that the base body is flame retardant or non-flammable.
  • self-extinguishing occurs with advantage under the action of temperature.
  • the material of the base body may well be adversely affected. For example, it can char or melt in places.
  • the essential structure as such advantageously remains present as a result of the coating and/or the addition of the additives.
  • the additive or additives are non-combustible and/or flame-retardant materials.
  • the additive comprises at least one of the following materials: ammonium polyphosphate, PPM triazine, melamine cyanurate or melamine polyphosphate.
  • the base body can also include several of the aforementioned materials as additives. The aforementioned materials are characterized in particular by a flame retardant effect. The addition of such Materials as an additive to the base body ensure that the shape of the base body remains intact even in the event of a thermal event.
  • the base body comprises ventilation openings which extend away from the arrangement surface.
  • the ventilation openings extend perpendicularly or substantially perpendicularly to the aforementioned plane.
  • at least one or more ventilation openings can also be formed at an angle or at an angle to the plane.
  • the ventilation openings enable a flow or air path which is directed away from the energy storage cells arranged on the base body.
  • the ventilation openings extend into the arrangement area. This means that the arrangement surface has corresponding holes or recesses etc.
  • a base body comprising the aforementioned ventilation openings, can also be referred to as honeycombed.
  • the arrangement surface is closed. Accordingly, the ventilation openings begin below the arrangement surface.
  • the honeycomb shape as such remains.
  • the arrangement surface or the arrangement area is formed by a layer of the base body, for example 2-5 mm thick, in the area of the upper side. In the event of a thermal event in an energy storage cell, such a thin layer of the base body will break down due to the rapid and high pressure increase.
  • this procedure already provides a throttling function, which advantageously leads to a reduction in pressure.
  • the base body is expediently designed in such a way that gas exchange is also made possible in the transverse direction. A pressure reduction can thus be effectively implemented.
  • connecting channels are provided in the area of the underside of the base body, which connect the ventilation openings in a fluid-conducting manner.
  • the connecting channels are oriented parallel to the aforementioned plane of the base body, and they can expediently assume different directions in the plane.
  • the ventilation openings, connecting channels or generally the recesses, openings etc. formed/formed in the base body also have the, in particular refractory, coating.
  • the invention also relates to an energy storage arrangement, comprising an absorber structure according to the invention, on the arrangement surface of which a multiplicity of energy storage cells are arranged.
  • the arrangement/attachment preferably takes place in a materially bonded manner, in particular by means of gluing.
  • the energy storage cells are prismatic cells or particularly preferably round cells. These are preferably energy storage cells whose degassing valves are oriented towards the absorber structure.
  • the round cells are expediently arranged in an upright position on the absorber structure or the base body, with the greatest possible packing density being advantageously achieved.
  • a conditioning device in particular a cooling device, is advantageously arranged between the energy storage cells, which are arranged in several rows according to one embodiment.
  • energy storage cells are, for example, lithium-ion cells.
  • the cell type is not limited to this embodiment.
  • energy storage cells can also mean supercapacitors.
  • the energy storage cells are round cells which stand and extend along a vertical direction, in particular next to one another, are arranged on the arrangement surface, and the ventilation openings are each formed as an extension of the energy storage cells.
  • a ventilation opening is therefore expediently arranged below each energy storage cell. This does not conflict with the fact that the arrangement surface or the arrangement region is designed to be closed according to one embodiment.
  • the base body is designed, in particular shaped, in such a way that the intermediate spaces are covered.
  • the material of the base body is provided as an extension of the intermediate spaces. This also has the effect, in particular, that the intermediate spaces are protected or covered. If the material of the base body were to burn or burn in the event of a thermal event in this area, particles could be thrown into the gaps. A short circuit could occur. Due to the increased heat or temperature ture resistance of the present base body, it can be ensured that the essential structure or shape of the base body is retained. This can therefore fulfill its intended functions.
  • the base body is designed in such a way that ventilation is provided in the transverse direction, based on the aforementioned vertical axis.
  • a large number of connecting channels are preferably provided, which are designed, for example, to connect the ventilation openings in the transverse direction.
  • the connecting channels run through the base body parallel to its plane.
  • the connecting channels are formed or arranged directly on an underside of the base body. Such connecting channels formed on the underside can be formed, for example, as material recesses. It does not therefore have to be closed channels within the base body.
  • the invention also relates to an energy storage housing, comprising an in particular metallic housing, with an absorber structure according to the invention being attached to the housing.
  • the housing has an upper part and a lower part, in other words an upper housing part and a lower housing part.
  • the absorber structure is fastened in or on the lower housing part, according to a preferred embodiment in particular fastened with a material bond, for example by means of gluing.
  • the adhesive connection can be formed over a large area, alternatively also in sections, such as in the form of strips and/or points.
  • the lower housing part is trough-shaped.
  • the housing or the energy storage housing is advantageously closed by the arrangement of the upper housing part.
  • the energy storage cells are expediently attached to the base body in a materially bonded manner. In particular, they are materially attached to the coating that is formed on the arrangement surface.
  • the energy storage cells are preferably attached to the arrangement surface by means of gluing, or in particular to the coating formed there, which expediently forms the arrangement surface.
  • the foam body is made of EPP, a coating or the spray coating is expediently (also) formed on the underside.
  • PU polyisocyanurate
  • the base body is expediently fastened directly to the lower housing part by means of adhesive.
  • a coating on the underside can be dispensed with, since the surface energy of polyisocyanurate is higher and thus brings with it better adhesive properties.
  • the coating expediently also has the advantage that the main body's suitability for adhesion can be increased.
  • polyisocyanurate as the material for the foam body is particularly advantageous in terms of recyclability, since both the material of the foam body and the material of the coating are then based on polyurethane.
  • the invention is also directed to a method for producing an absorber structure for energy storage cells, comprising the step:
  • an absorber structure comprising a base body made of plastic, by at least partially coating and/or introducing an additive into the material of the base body.
  • the method can advantageously create a structurally stable adhesive surface.
  • the creation of a non-combustible coating makes it possible to produce a base body which has self-extinguishing properties.
  • an absorber structure as proposed, can be produced with short cycle times. Neighboring cells can be effectively protected in the event of a thermal event, since the basic structure as such remains intact even at high and extremely high temperatures.
  • a base body preferably made of foam, which has a honeycomb structure, is characterized in particular by its low weight and its good crash properties. The temperature resistance can be reliably met by adding one or more additives or by the coating.
  • the at least one additive can advantageously already be introduced into the plastic during the production of the base body, for example already in the base material from which the base body is foamed. Further advantages and features emerge from the following description of embodiments of an absorber structure, an energy storage arrangement or an energy storage housing with reference to the attached figures.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of an energy storage arrangement
  • FIG. 2 the arrangement essentially known from FIG. 1, with an arrangement surface of the base body having a coating;
  • FIG. 3 an embodiment of an absorber structure seen from below, together with a detailed view
  • FIG. 4 a schematic partial view of an embodiment of an energy storage housing.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of an embodiment of an energy storage arrangement, comprising an absorber structure which has a base body 10, with a large number of energy storage cells 1, in particular in the form of round cells, being arranged on a top side O of the base body 10. Spaces 2 are formed between the energy storage cells 1 .
  • the energy storage cells or the round cells 1 each extend along a vertical axis H, which in turn extends perpendicular to a plane E along which the base body 10 is oriented.
  • the base body 10, as outlined here is designed as a foam body.
  • Reference number 14 designates several ventilation openings, which are designed as openings or recesses within the base body 10 .
  • the ventilation openings 14 are formed in particular as an extension of the energy storage cells 1 . Analogously, no ventilation openings 14 are formed in the extension of the intermediate spaces 2 between the energy storage cells 1 .
  • the material of the base body 10 rests here.
  • the absorber structure has a honeycomb design. An absorber structure, as shown here, is arranged or fastened, for example, with its underside U on a lower housing part of an energy storage housing, preferably in a materially bonded manner.
  • FIG. 2 shows the arrangement essentially known from FIG. 1, a coating 20 , for example designed as a spray application, being provided or arranged on an arrangement surface 12 .
  • the coating has, for example, polyurea or is formed from polyurea. It has been shown that the thermal stability of the base body 10 can be increased to up to 1000° C. and more by spray-applied polyurea.
  • the base body 10 may char, but not burn off. Alternatively or additionally, the material of the base body 10 has one or more additives in order to increase its heat and temperature resistance.
  • FIG. 3 shows an embodiment of a honeycomb base body 10 viewed from below.
  • a multiplicity of ventilation openings 14 can be seen, which extend through the base body 10, preferably in the direction of the energy storage cells.
  • the ventilation openings 14 are preferably connected via a large number of connecting channels 16 .
  • a section BB is sketched here for better orientation.
  • the section BB is shown in FIGS. 1 and 2, so to speak.
  • a section AA is sketched, which is highlighted in the right half of the picture. It can be seen how the ventilation openings 14 on the underside of the absorber structure or the base body 10 are connected via the connecting channels 16 .
  • FIG. 4 shows a schematic view of a section of an embodiment of an energy storage housing, a housing of the energy storage housing, in particular a lower housing part, being outlined with the reference number 40 .
  • the base body 10 of the absorber structure is expediently cohesively attached to this, preferably by means of an adhesive.
  • the absorber structure or the base body 10 has a coating 20 on its upper side, preferably comprising polyruea.
  • a coating 20 is also provided on the underside, ie towards the housing or housing lower part 40 .
  • the material of the base body is EPP.
  • it is polyisocyanurate. If polyisocyanurate is used, a coating 20 on the underside can expediently be dispensed with, among other things because the surface energy of polyisocyanurate is higher and therefore has better adhesive properties.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Absorberstruktur für Hochvoltspeicher, umfassend einen Grundkörper aus einem ersten Material, wobei der Grundköper eine Anordnungsfläche zur Anordnung einer Vielzahl von Energiespeicherzellen umfasst, und wobei das erste Material ein Additiv oder zumindest bereichsweise eine Beschichtung aufweist, durch welches oder durch welche die Hitzebeständigkeit des Grundkörpers erhöht ist.

Description

Absorberstruktur, Energiespeicheranordnung, Hochvoltspeicher sowie Verfahren zum Herstellen einer Absorberstruktur
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Absorberstruktur für Hochvoltspeicher, eine Energiespeicheranordnung, ein Energiespeichergehäuse sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Absorberstruktur für Hochvoltspeicher.
Teil- und vollelektrisch betriebene Kraftfahrzeuge weisen heute sehr große Energiespeichergehäuse auf, in welchen die Energiespeicherzellen/Batterien untergebracht sind. Bei Personenkraftwagen nehmen derartige Speichergehäuse oftmals einen großen Bereich des Unterbodens ein. Aus Sicherheitsgründen müssen die Energiespeicherzellen vor mechanischen Einwirkungen, insbesondere von unten, geschützt werden. Die DE 10 2019 132 026 A1 offenbart in diesem Zusammenhang einen Batterieträger für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen wannenartigen Aufnahmeraum für die Batterie, der durch einen seitlichen Rahmen und einen Boden begrenzt ist, wobei eine Bodenaußenseite des Bodens in bestimmungsgemäßer Einbaulage des Batterieträgers im Kraftfahrzeug nach unten und eine Bodeninnenseite des Bodens nach oben weist, und wobei an der Bodeninnenseite wenigstens eine Verstärkungsplatte, die mehrere Materialaussparungen aufweist, angeordnet und schubfest mit der Bodeninnenseite verbunden ist. Eine Verwendung derartiger Verstärkungsplatten ist nicht unproblematisch, da das Gewicht der gesamten Anordnung erhöht wird. Zudem muss sichergestellt sein, dass im Falle eines Defekts bei einer Energiespeicherzelle auch über eine derartige Verstärkungsplatte hinweg ein gezielter Druckabbau bzw. eine Entgasung möglich ist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Absorberstruktur, eine Energiespeicheranordnung, ein Energiespeichergehäuse sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Absorberstruktur anzugeben, welche die bekannten Ansätze optimieren, wobei insbesondere die vorgenannten Nachteile beseitigt werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Absorberstruktur gemäß Anspruch 1 , durch eine Energiespeicheranordnung gemäß Anspruch 9, durch ein Energiespeichergehäuse gemäß Anspruch 13 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 14 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren. Erfindungsgemäß umfasst eine Absorberstruktur zur Anordnung von Energiespeicherzellen einen Grundkörper aus einem Kunststoff, wobei der Grundkörper eine Anordnungsfläche zur Anordnung einer Vielzahl von Energiespeicherzellen umfasst, und wobei der Kunststoff ein Additiv und/oder der Grundkörper zumindest bereichsweise eine, insbesondere feuerfeste, Beschichtung aufweist, durch welches oder durch welche die Hitze-/Temperaturbeständigkeit des Grundkörpers erhöht ist. Im Rahmen von thermischen Ereignissen in Energiespeichern, wie beispielsweise Hochvoltspeichern von Kraftfahrzeugen, kann es im Rahmen des „Ventings“ zu hohen Temperaturen und Partikelauswurf (umfassend beispielsweise Kupfer- und Rußpartikel) kommen. Durch die Erhöhung der Hitze-/Temperaturbeständigkeit des Grundkörpers kann zuverlässig sichergestellt werden, dass die Absorberstruktur bzw. der Grundkörper als solches erhalten bleibt. Angrenzende Zellen können beim Versagen einer Zelle vorteilhafterweise vor Partikeln geschützt werden. Zudem bleibt der gesamte Verbund als solcher erhalten. Die Zellen bleiben also auch im Falle eines thermischen Events eindeutig gelagert. Die Verwendung eines Kunststoffs, worunter vorliegend auch Verbundwerkstoffe verstanden werden, welche ggf. metallische Bestandteile umfassen können, ermöglicht den Aufbau von Absorberstrukturen, welche ein sehr gutes Crashverhalten, bei gleichzeitig sehr geringen Gewichten, aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kunststoff ein poröses Material oder ein Schaumstoff. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schaumstoff ein expandiertes Polypropylen (EPP) oder Polyisocyanurat. Die Verwendung von Schaumstoff bzw. ein Grundkörper, welcher als Schaumstoffkörper ausgebildet ist, ermöglicht in besonderem Maße den Aufbau von Absorberstrukturen, welche ein sehr gutes Crashverhalten, bei gleichzeitig sehr geringen Gewichten, aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Grundkörper oder Schaumstoffkörper eine Dicke von beispielsweise 5 - 45 mm auf, besonders bevorzugt eine Dicke von etwa 10 - 30 mm. Der Grundkörper weist eine Oberseite und eine Unterseite auf, wobei an der Oberseite zweckmäßigerweise die Anordnungsfläche ausgebildet ist. Der Grundkörper sowie die Anordnungsfläche erstrecken sich in einer Ebene, wobei sich die Ebene in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Absorberstruktur bevorzugt parallel zu einer Fahrbahnebene erstreckt. Dies ist allerdings nicht zwingend notwendig, insbesondere wenn es sich beispielsweise um eine Absorberstruktur handelt, welche in einem Energiespeichergehäuse zum Einsatz kommt, die in einem Kraftrad verwendet wird.
Die Anordnungsfläche ist der Bereich, auf welchem, mittelbar oder unmittelbar, die Energiespeicherzellen angeordnet werden. Gemäß einer Ausführungsform weist zumindest die Anordnungsfläche die Beschichtung auf. Die Anordnungsfläche wird sozusagen von der Beschichtung gebildet. Gemäß einer Ausführungsform ist die Anordnungsfläche bzw. ist der Bereich des Grundkörpers, welcher die Anordnungsfläche ausbildet, planar/eben und geschlossen ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Beschichtung mittels Sprühen aufgebracht. Die Beschichtung kann auch als Sprühcoating bezeichnet werden. Dies ist verfahrenstechnisch gut umzusetzen. Überdies können bei Bedarf andere Stellen oder Bereiche des Grundkörpers ebenfalls mit einer Beschichtung versehen werden, insbesondere beispielsweise eine Unterseite des Grundkörpers, welche gemäß einer Ausführungsform ebenfalls eine Beschichtung aufweist, welche die Hitzebeständigkeit des Grundkörpers erhöht. Eine Beschichtung an der Unterseite bietet dabei insbesondere den Vorteil, dass eine dort zweckmäßigerweise ausgebildete Klebeverbindung auch im Falle eines thermischen Events bestehen bleibt.
Bevorzugt umfasst die Beschichtung nicht brennbare und/oder schwer entflammbare Bestandteile oder Materialien oder ist als solche schwer entflammbar oder nicht brennbar ausgebildet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Beschichtung Polyurea. Die Verwendung von Polyurea als Beschichtungswerkstoff bzw. als Materialbestandteil in dem Beschichtungswerkstoff kann die Temperaturfestigkeit des Grundkörpers auf bis zu 1000 °C und mehr erhöhen. An dieser Stelle sei angemerkt, dass der Ausdruck „Temperaturfestigkeit“ oder „Hitzebeständigkeit“ insbesondere auch dahingehend zu verstehen ist, dass der Grundkörper schwer oder nicht entflammbar ist. Insbesondere kommt es mit Vorteil bei Temperatureinwirkung zu einer Selbstverlöschung. Das Material des Grundkörpers wird dabei ggf. durchaus beeinträchtigt. Beispielsweise kann es verkohlen oder bereichsweise schmelzen. Die wesentliche Struktur als solches bleibt allerdings mit Vorteil durch die Beschichtung und/oder durch die Zugabe der Additive vorhanden.
Bevorzugt ist das Additiv oder sind die Additive nicht brennbare und/oder schwer entflammbare Materialien.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Additiv zumindest einen der folgenden Werkstoffe: Ammoniumpolyphosphat, PPM Triazin, Melamincyanurat oder Melaminpolyphosphat. Gemäß einer Ausführungsform kann der Grundkörper auch mehrere der vorgenannten Werkstoffe als Additive umfassen. Die vorgenannten Werkstoffe bzw. Materialien zeichnen sich insbesondere durch eine flammschutzhemmende Wirkung aus. Die Zugabe derartiger Werkstoffe als Additiv zum Grundkörper bewirkt, dass die Form des Grundkörpers auch im Falle eines thermischen Events bestehen bleibt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Grundkörper Ventilationsöffnungen, welche sich von der Anordnungsfläche weg erstrecken. Die Ventilationsöffnungen erstrecken sich gemäß einer Ausführungsform senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der vorgenannten Ebene. Alternativ oder zusätzlich können zumindest eine oder mehrere Ventilationsöffnungen auch schräg oder geneigt zu der Ebene ausgebildet sein. Insbesondere ermöglichen die Ventilationsöffnungen einen Strömungs- oder Luftpfad, welcher von den auf den Grundkörper angeordneten Energiespeicherzellen weg gerichtet ist. Die Ventilationsöffnungen erstrecken sich gemäß einer Ausführungsform bis hinein in die Anordnungsfläche. Dies bedeutet, dass die Anordnungsfläche entsprechende Löcher oder Ausnehmungen etc. aufweist.
Ein Grundkörper, umfassend die vorgenannten Ventilationsöffnungen, kann auch als wabenförmig bezeichnet werden.
Wie bereits erwähnt, ist die Anordnungsfläche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform geschlossen ausgebildet. Entsprechend beginnen die Ventilationsöffnungen erst unterhalb der Anordnungsfläche. Die Wabenform als solche bleibt dabei bestehen. Die Anordnungsfläche bzw. der Anordnungsbereich wird dabei gemäß einer Ausführungsform durch eine beispielsweise 2 - 5 mm dicke Schicht des Grundkörpers im Bereich der Oberseite gebildet. Im Falle eines thermischen Events einer Energiespeicherzelle wird eine derart dünne Schicht des Grundkörpers aufgrund des schnellen und hohen Druckanstiegs durchschlagen. Mit Vorteil wird durch dieses Vorgehen bereits eine Drosselfunktion bereitgestellt, welche mit Vorteil zu einem Druckabbau führt.
Der Grundkörper ist zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass auch in Querrichtung ein Gasaustausch ermöglicht ist. Somit kann effektiv ein Druckabbau realisiert werden. Hierzu sind gemäß einer Ausführungsform im Bereich der Unterseite des Grundkörpers Verbindungskanäle vorgesehen, welche die Ventilationsöffnungen fluidleitend verbinden. Gemäß einer Ausführungsform sind die Verbindungskanäle parallel zu der vorgenannten Ebene des Grundkörpers orientiert, wobei sie in der Ebene zweckmäßigerweise verschiedene Richtungen einnehmen können.
Gemäß einer Ausführungsform weisen auch die Ventilationsöffnungen, Verbindungskanäle bzw. allgemein die im Grundkörper ausgeformten/ausgebildeten Ausnehmungen, Öffnungen etc. die, insbesondere feuerfeste, Beschichtung auf. Die Erfindung richtet sich auch auf eine Energiespeicheranordnung, umfassend eine erfindungsgemäße Absorberstruktur, an deren Anordnungsfläche eine Vielzahl von Energiespeicherzellen angeordnet ist. Die Anordnung/Befestigung erfolgt bevorzugt stoffschlüssig, insbesondere mittels Kleben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Energiespeicherzellen prismatische Zellen bzw. insbesondere bevorzugt Rundzellen. Bevorzugt handelt es sich um Energiespeicherzellen, deren Entgasungsventile zur Absorberstruktur hin orientiert sind. Die Rundzellen werden zweckmäßigerweise stehend auf der Absorberstruktur bzw. dem Grundkörper angeordnet, wobei mit Vorteil eine möglichst hohe Packungsdichte erzielt wird. Zwischen den Energiespeicherzellen, welche gemäß einer Ausführungsform in mehreren Reihen angeordnet sind, ist mit Vorteil eine Konditioniereinrichtung, insbesondere eine Kühleinrichtung, angeordnet.
Bevorzugte Typen von Energiespeicherzellen sind beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen. Ausdrücklich erwähnt sei allerdings, dass der Zelltyp nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist. So können mit Energiespeicherzellen beispielsweise auch Superkondensatoren gemeint sein.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Energiespeicherzellen Rundzellen, welche stehen und sich entlang einer Hochrichtung erstrecken, insbesondere nebeneinander, auf der Anordnungsfläche angeordnet sind, und wobei die Ventilationsöffnungen jeweils in Verlängerung der Energiespeicherzellen ausgebildet sind.
Zweckmäßigerweise ist also jeweils unterhalb einer Energiespeicherzelle eine Ventilationsöffnung angeordnet. Dem steht nicht entgegen, dass die Anordnungsfläche bzw. der Anordnungsbereich gemäß einer Ausführungsform geschlossen ausgebildet ist.
Durch das nebeneinander Anordnen der Energiespeicherzellen sind Zwischenräume zwischen den Zellen gebildet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Grundkörper derart ausgelegt, insbesondere geformt, dass die Zwischenräume verdeckt sind. Mit anderen Worten ist in Verlängerung der Zwischenräume das Material des Grundkörpers vorgesehen. Damit wird insbesondere auch bewirkt, dass die Zwischenräume geschützt bzw. verdeckt sind. Würde das Material des Grundkörpers im Falle eines thermischen Events in diesem Bereich abbrennen oder verbrennen, könnten in die Zwischenräume Partikel geschleudert werden. Es könnte zu einem Kurzschluss kommen. Durch die erhöhte Hitze- bzw. Tempera- turbeständigkeit des vorliegenden Grundkörpers kann sichergestellt werden, dass die wesentliche Struktur bzw. die Form des Grundkörpers erhalten bleibt. Dieser kann also seine ihm zugedachten Funktionen erfüllen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Grundkörper derart ausgebildet, dass eine Ventilation in Querrichtung, bezogen auf die vorgenannte Hochachse, bereitgestellt ist. Hierzu sind, wie bereits angedeutet, bevorzugt eine Vielzahl von Verbindungskanälen vorgesehen, welche beispielsweise ausgelegt sind, die Ventilationsöffnungen in Querrichtung zu verbinden. Gemäß einer Ausführungsform durchziehen die Verbindungskanäle den Grundkörper parallel zu dessen Ebene. Zusätzlich oder alternativ sind die Verbindungskanäle unmittelbar an einer Unterseite des Grundkörpers ausgebildet oder angeordnet. Derartige an der Unterseite ausgebildete Verbindungskanäle können beispielsweise als Materialrücksprünge ausgebildet sein. Es muss sich also nicht um geschlossene Kanäle innerhalb des Grundkörpers handeln.
Die Erfindung betrifft auch ein Energiespeichergehäuse, umfassend ein, insbesondere metallisches, Gehäuse, wobei eine erfindungsgemäße Absorberstruktur an dem Gehäuse befestigt ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Gehäuse ein Oberteil und ein Unterteil auf, mit anderen Worten ein oberes Gehäuseteil und ein unteres Gehäuseteil. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Absorberstruktur im oder am unteren Gehäuseteil befestigt, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform insbesondere stoffschlüssig befestigt, beispielsweise mittels Kleben. Die Klebeverbindung kann flächig ausgebildet sein, alternativ auch abschnittsweise, wie streifen- und/oder punktförmig.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das untere Gehäuseteil wannenförmig ausgebildet. Über die Anordnung des oberen Gehäuseteils wird das Gehäuse bzw. das Energiespeichergehäuse mit Vorteil geschlossen.
Zweckmäßigerweise sind die Energiespeicherzellen stoffschlüssig am Grundkörper befestigt. Insbesondere sind sie stoffschlüssig an der Beschichtung befestigt, welche an der Anordnungsfläche ausgebildet ist. Bevorzug sind die Energiespeicherzellen mittels Kleben an der Anordnungsfläche befestigt, bzw. insbesondere an der dort ausgebildeten Beschichtung, welche zweckmäßigerweise die Anordnungsfläche formt.
Ist der Schaumstoffkörper aus EPP ausgebildet, ist an der Unterseite zweckmäßigerweise (auch) eine Beschichtung bzw. das Sprüh-Coating ausgebildet. Bei der Verwendung von Po- lyisocyanurat (PU) ist gemäß einer Ausführungsform keine Beschichtung an der Unterseite aufgetragen. Der Grundkörper ist zweckmäßigerweise unmittelbar mittels Klebstoff am Gehäuseunterteil befestigt. Bei Verwendung von Polyisocyanurat kann gemäß einer Ausführungsform auf eine Beschichtung an der Unterseite verzichtet werden, da die Oberflächenenergie von Polyisocyanurat höher ist und damit bessere Klebeeigenschaften mit sich bringt. Die Beschichtung weist zweckmäßigerweise auch den Vorteil auf, dass eine Klebeeignung des Grundkörpers erhöht werden kann.
Die Verwendung von Polyisocyanurat als Werkstoff für den Schaumstoffkörper ist besonders vorteilhaft hinsichtlich der Recyclingfähigkeit, da dann sowohl das Material des Schaumstoffkörpers wie auch das Material der Beschichtung auf Polyurethan basieren.
Weiter richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen einer Absorberstruktur für Energiespeicherzellen, umfassend den Schritt:
Erhöhen der Hitzebeständigkeit bzw. der Temperaturfestigkeit einer Absorberstruktur, umfassend einen Grundkörper aus Kunststoff, durch zumindest bereichsweises Beschichten und/oder Einbringen eines Additivs in das Material des Grundkörpers.
Die im Zusammenhang mit der Absorberstruktur, der Energiespeicheranordnung bzw. des Energiespeichergehäuses erwähnten Vorteile und Merkmale gelten analog und entsprechend für das Verfahren bzw. auch umgekehrt und untereinander.
Mit Vorteil kann durch das Verfahren eine strukturell tragfähige Klebefläche geschaffen werden. Die Schaffung einer nicht brennbaren Beschichtung ermöglicht die Herstellung eines Grundkörpers, welcher selbstverlöschende Eigenschaften aufweist. Dabei kann eine Absorberstruktur, wie vorgeschlagen, mit kurzen Taktzeiten hergestellt werden. Benachbarte Zellen können im Falle eines thermischen Events wirksam geschützt werden, da die Grundstruktur als solche auch bei hohen und höchsten Temperaturen bestehen bleibt. Ein Grundkörper aus bevorzugt Schaumstoff, welcher eine Wabenstruktur aufweist, zeichnet sich insbesondere durch sein geringes Gewicht und seine guten Crash-Eigenschaften aus. Durch die Zugabe eines oder mehrerer Additive bzw. durch die Beschichtung kann die Temperaturbeständigkeit zuverlässig erfüllt werden.
Mit Vorteil kann das zumindest eine Additiv bereits bei der Herstellung des Grundkörpers in den Kunststoff eingebracht werden, beispielsweise bereits in das Grundmaterial, aus welchem der Grundkörper geschäumt wird. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen einer Absorberstruktur, einer Energiespeicheranordnung bzw. eines Energiespeichergehäuses mit Bezug auf die beigefügten Figuren.
Es zeigen:
Figur 1 : eine schematische Schnittansicht einer Energiespeicheranordnung;
Figur 2: die im Wesentlichen aus der Figur 1 bekannte Anordnung, wobei eine Anordnungsfläche des Grundkörpers eine Beschichtung aufweist;
Figur 3: eine Ausführungsform einer Absorberstruktur von unten gesehen, nebst Detailansicht;
Figur 4: eine schematische Teilansicht einer Ausführungsform eines Energiespeichergehäuses.
Figur 1 zeigt schematisch im Schnitt eine Ausführungsform einer Energiespeicheranordnung, umfassend eine Absorberstruktur, welche einen Grundkörper 10 aufweist, wobei an einer Oberseite O des Grundkörpers 10 eine Vielzahl von vorliegend insbesondere als Rundzellen ausgebildeten Energiespeicherzellen 1 angeordnet ist. Zwischen den Energiespeicherzellen 1 sind Zwischenräume 2 gebildet. Die Energiespeicherzellen bzw. die Rundzellen 1 erstrecken sich jeweils entlang einer Hochachse H, welche sich wiederum senkrecht zu einer Ebene E erstreckt, entlang derer der Grundkörper 10 orientiert ist. Der Grundkörper 10, wie vorliegend skizziert, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform als Schaumstoffkörper ausgebildet. Bezugszeichen 14 bezeichnet mehrere Ventilationsöffnungen, welche als Öffnungen oder Ausnehmungen innerhalb des Grundkörpers 10 ausgebildet sind. Vorliegend sind die Ventilationsöffnungen 14 insbesondere in Verlängerung der Energiespeicherzellen 1 ausgebildet. Analog sind in Verlängerung der Zwischenräume 2 zwischen den Energiespeicherzellen 1 keine Ventilationsöffnungen 14 ausgebildet. Mit anderen Worten liegt hier das Material des Grundkörpers 10 an. Die Absorberstruktur ist vorliegend wabenförmig ausgebildet. Eine Absorberstruktur, wie hier dargestellt, ist beispielsweise mit seiner Unterseite U auf einem unteren Gehäuseteil eines Energiespeichergehäuses, bevorzugt stoffschlüssig, angeordnet bzw. befestigt.
Im Falle eines thermischen Events bei der zweiten Energiespeicherzelle 1 von links kommt es, schematisch durch den gezackten Pfeil skizziert, zu einem plötzlichen Temperatur- und Druckanstieg unterhalb der Zelle 1 . Das Entgasungsventil der Energiespeicherzellen 1 ist an deren Unterseite, also zur Absorberstruktur hin orientiert, ausgebildet. Bei einer derartigen Explosion werden Stoffe/Partikel aus der jeweiligen Zelle nach unten in Richtung des Gehäuseunterteils (hier nicht skizziert) geschleudert, wo sie beispielsweise abprallen und in Richtung der anderen Energiespeicherzellen 1 zurückgeschleudert werden. Auch dies ist über entsprechende Pfeile skizziert. Gelangen derartige Partikel in die Zwischenräume 2 kann es zu einem Kurzschluss zwischen den Zellen 1 mit entsprechend verheerenden Folgen kommen. Entsprechend wichtig ist es, dass der Grundkörper 10 auch im Falle eines thermischen Events als solcher erhalten bleibt.
Figur 2 zeigt die im Wesentlichen aus der Figur 1 bekannte Anordnung, wobei an einer Anordnungsfläche 12 vorliegend eine Beschichtung 20, beispielsweise ausgebildet als Sprühapplikation, vorgesehen bzw. angeordnet ist. Die Beschichtung weist beispielsweise Polyurea auf bzw. ist aus Polyurea gebildet. Es hat sich gezeigt, dass durch sprühappliziertes Polyurea die Temperaturfestigkeit des Grundkörpers 10 auf bis zu 1000 °C und mehr gesteigert werden kann. Es kommt ggf. zu einem Verkohlen des Grundkörpers 10, allerdings nicht zu einem Abbrennen. Alternativ oder zusätzlich weist das Material des Grundkörper 10 ein oder mehrere Additive auf, um die Hitze- und Temperaturbeständigkeit desselben zu erhöhen.
Figur 3 zeigt eine Ausführungsform eines wabenförmigen Grundkörpers 10 von unten gesehen. Zu erkennen ist eine Vielzahl von Ventilationsöffnungen 14, welche sich durch den Grundkörper 10, bevorzugt in Richtung der Energiespeicherzellen, erstrecken. Die Ventilationsöffnungen 14 sind bevorzugt über eine Vielzahl von Verbindungskanälen 16 verbunden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nicht alle Ventilationsöffnungen bzw. Verbindungskanäle mit einem Bezugszeichen versehen. Zur besseren Orientierung ist vorliegend ein Schnitt B-B skizziert. Der Schnitt B-B ist sozusagen in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Weiter ist ein Schnitt A-A skizziert, welcher in der rechten Bildhälfte herausgestellt ist. Zu erkennen ist, wie die Ventilationsöffnungen 14 an der Unterseite der Absorberstruktur bzw. des Grundkörpers 10 über die Verbindungskanäle 16 verbunden sind. Dargestellt ist auch, dass zumindest in der hier skizzierten Ausführungsform der Absorberstruktur bzw. des Grundkörpers 10 die Anordnungsfläche bzw. der Bereich des Grundkörpers 10, welcher die Anordnungsfläche 12 ausbildet, als geschlossene Fläche/Ebene ausgebildet ist. Im Falle eines thermischen Events wird die Anordnungsfläche 12 im jeweiligen Bereich durch den hohen Druckanstieg durchbrochen. Figur 4 zeigt in einer schematischen Ansicht einen Abschnitt einer Ausführungsform eines Energiespeichergehäuses, wobei mit dem Bezugszeichen 40 ein Gehäuse des Energiespeichergehäuses, insbesondere ein Gehäuseunterteil skizziert ist. Auf diesem ist zweckmäßigerweise stoffschlüssig der Grundkörper 10 der Absorberstruktur, bevorzugt mittels Kleb- Stoff, befestigt. Die Absorberstruktur bzw. der Grundkörper 10 weist an seiner Oberseite eine Beschichtung 20, bevorzugt umfassen Polyruea, auf. Gemäß einer Ausführungsform ist auch an der Unterseite, also zum Gehäuse bzw. Gehäuseunterteil 40 hin, eine Beschichtung 20 vorgesehen. Das Material des Grundkörpers ist gemäß einer Ausführungsform EPP. Alternativ handelt es sich um Polyisocyanurat. Bei Verwendung von Polyisocyanurat kann zweck- mäßigerweise auf eine Beschichtung 20 an der Unterseite verzichtet werden, unter anderem da die Oberflächenenergie von Polyisocyanurat höher ist und damit bessere Klebeeigenschaften mit sich bringt.
Bezugszeichenliste
1 Energiespeicherzelle, Rundzelle
2 Zwischenraum, Spalt 10 Grundkörper
12 Anordnungsfläche
14 Ventilationsöffnung
16 Verbindungskanal
20 Beschichtung 40 Gehäuse
O Oberseite
U Unterseite
H Hochrichtung
E Ebene

Claims

Ansprüche
1. Absorberstruktur für Hochvoltspeicher, umfassend einen Grundkörper (10) aus einem Kunststoff, wobei der Grundköper (10) eine Anordnungsfläche (12) zur Anordnung einer Vielzahl von Energiespeicherzellen (1) umfasst, und wobei der Kunststoff ein Additiv und/oder der Grundkörper (10) zumindest bereichsweise eine, insbesondere feuerfeste, Beschichtung (20) aufweist, durch welches oder durch welche die Hitzebeständigkeit des Grundkörpers (10) erhöht ist.
2. Absorberstruktur Anspruch 1 , wobei der Kunststoff ein Schaumstoff ist, und wobei der Schaumstoff EPP oder Polyisocyanurat ist.
3. Aborberstruktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest die Anordnungsfläche (12) die Beschichtung (20) aufweist.
4. Absorberstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung (20) mittels Sprühen aufgebracht ist.
5. Absorberstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung (20) Polyurea umfasst.
6. Absorberstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Additiv zumindest einen der folgenden Werkstoffe umfasst: Ammoniumpolyphosphat, PPM Triazin, Melamincyanurat oder Melaminpolyphosphat.
7. Absorberstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (10) Ventilationsöffnungen (14) umfasst, welche sich von der Anordnungsfläche (12) weg erstrecken.
8. Absorberstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anordnungsfläche (12) als geschlossene Fläche ausgebildet ist Energiespeicheranordnung, umfassend eine Absorberstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Anordnungsfläche (12) eine Vielzahl von Energiespeicherzellen (1) angeordnet ist. Energiespeicheranordnung nach Anspruch 9, wobei die Energiespeicherzellen (1) Rundzellen sind, welche stehend und sich entlang einer Hochrichtung (H) erstreckend auf der Anordnungsfläche (12) angeordnet sind, und wobei die Ventilationsöffnungen (14) jeweils in Verlängerung der Energiespeicherzellen (1) ausgebildet sind. Energiespeicheranordnung nach Anspruch 9 oder 10, wobei zwischen den Energiespeicherzellen (1) Zwischenräume (2) gebildet sind, und wobei der Grundkörper (10) die Zwischenräume (2) verdeckt. Energiespeicheranordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , wobei der Grundkörper (10) derart ausgebildet ist, dass eine Ventilation in Querrichtung bereitgestellt ist. Energiespeichergehäuse, umfassend ein Gehäuse (40), wobei eine Absorberstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8 an dem Gehäuse (40) befestigt ist. Verfahren zum Herstellen einer Absorberstruktur für Hochvoltspeicher, umfassend den Schritt:
- Erhöhen der Hitzebeständigkeit einer Absorberstruktur, umfassend einen Grundkörper (10) aus einem Kunststoff, durch zumindest bereichsweises Beschichten und/oder Einbringen eines Additivs in das Material des Grundkörpers (10).
PCT/EP2022/069460 2021-08-04 2022-07-12 Absorberstruktur, energiespeicheranordnung, hochvoltspeicher sowie verfahren zum herstellen einer absorberstruktur WO2023011872A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280038682.8A CN117413418A (zh) 2021-08-04 2022-07-12 吸收器结构、能量存储装置、高压蓄电池以及用于制造吸收器结构的方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021120233.7A DE102021120233A1 (de) 2021-08-04 2021-08-04 Absorberstruktur, Energiespeicheranordnung, Hochvoltspeicher sowie Verfahren zum Herstellen einer Absorberstruktur
DE102021120233.7 2021-08-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023011872A1 true WO2023011872A1 (de) 2023-02-09

Family

ID=82839055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/069460 WO2023011872A1 (de) 2021-08-04 2022-07-12 Absorberstruktur, energiespeicheranordnung, hochvoltspeicher sowie verfahren zum herstellen einer absorberstruktur

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN117413418A (de)
DE (1) DE102021120233A1 (de)
WO (1) WO2023011872A1 (de)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050170238A1 (en) * 2004-02-04 2005-08-04 Abu-Isa Ismat A. Fire shielding battery case
DE102006021264A1 (de) * 2005-05-02 2006-11-23 Platec Elsterwerda Gmbh Polyurethan-Hartschaumstoff-Komposite und Verfahren zu ihrer Herstellung
US20110256382A1 (en) * 2008-12-23 2011-10-20 Utis Co., Ltd. Non-flammable cushinoning and sealing sheet and method for preparing the same
DE102013200546A1 (de) * 2013-01-16 2014-07-17 Hilti Aktiengesellschaft Akkumulator für eine Handwerkzeugmaschine und Verfahren zum Herstellen eines Akkumulators für eine Handwerkzeugmaschine
US20150221914A1 (en) * 2014-02-03 2015-08-06 Pyrophobic Systems, Ltd. Intumescent Battery Housing
US20180016418A1 (en) * 2015-11-05 2018-01-18 Guangzhou Super-Dragon Engineering Plastics Co., L Td Efficient halogen-free flame retardant masterbatch for polypropylene and preparation method and use thereof
US20180222630A1 (en) * 2015-09-30 2018-08-09 Naofumi Takemoto Palette, box, gear and resin shaped body-manufacturing method
WO2018194528A1 (en) * 2017-04-18 2018-10-25 Safaş, Saf Plasti̇k San. Ti̇c. A.Ş. Composite material production by using physically recycled flexible polyurethane foam and spray polyurea coating
WO2021049952A1 (en) * 2019-09-09 2021-03-18 Charles Caulder Bree A method of reducing shrinkage in the production of structural panels for a building.
DE102019132026A1 (de) 2019-11-26 2021-05-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Batterieträger für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210391625A1 (en) 2018-11-28 2021-12-16 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery module
US11453284B2 (en) 2020-06-30 2022-09-27 GM Global Technology Operations LLC Lightweight, single-piece energy absorbing and intrusion resistant battery tray for a vehicle
CN212676394U (zh) 2020-08-11 2021-03-09 杭州海创电池科技有限公司 一种具有阻燃效果的锂电池组
CN112582730A (zh) 2020-12-24 2021-03-30 杭州博适特新材料科技有限公司 新能源汽车轻量化电池包及新能源汽车

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050170238A1 (en) * 2004-02-04 2005-08-04 Abu-Isa Ismat A. Fire shielding battery case
DE102006021264A1 (de) * 2005-05-02 2006-11-23 Platec Elsterwerda Gmbh Polyurethan-Hartschaumstoff-Komposite und Verfahren zu ihrer Herstellung
US20110256382A1 (en) * 2008-12-23 2011-10-20 Utis Co., Ltd. Non-flammable cushinoning and sealing sheet and method for preparing the same
DE102013200546A1 (de) * 2013-01-16 2014-07-17 Hilti Aktiengesellschaft Akkumulator für eine Handwerkzeugmaschine und Verfahren zum Herstellen eines Akkumulators für eine Handwerkzeugmaschine
US20150221914A1 (en) * 2014-02-03 2015-08-06 Pyrophobic Systems, Ltd. Intumescent Battery Housing
US20180222630A1 (en) * 2015-09-30 2018-08-09 Naofumi Takemoto Palette, box, gear and resin shaped body-manufacturing method
US20180016418A1 (en) * 2015-11-05 2018-01-18 Guangzhou Super-Dragon Engineering Plastics Co., L Td Efficient halogen-free flame retardant masterbatch for polypropylene and preparation method and use thereof
WO2018194528A1 (en) * 2017-04-18 2018-10-25 Safaş, Saf Plasti̇k San. Ti̇c. A.Ş. Composite material production by using physically recycled flexible polyurethane foam and spray polyurea coating
WO2021049952A1 (en) * 2019-09-09 2021-03-18 Charles Caulder Bree A method of reducing shrinkage in the production of structural panels for a building.
DE102019132026A1 (de) 2019-11-26 2021-05-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Batterieträger für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs

Also Published As

Publication number Publication date
CN117413418A (zh) 2024-01-16
DE102021120233A1 (de) 2023-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017118120B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs
DE102012000622A1 (de) Batterieanordnung für ein Fahrzeug mit Elektroantrieb
DE102008016066A1 (de) Verbundplatte
DE112019005663T5 (de) Elektrofahrzeug-batteriepackabdeckung mit verbundstruktur
DE10297242T5 (de) Träger für einen Stoßfänger eines Fahrzeugs mit einem Querträger und zwei Stoßaufnehmern
DE102019207347A1 (de) Energiespeicher, Kraftfahrzeug und Gehäusedeckelanordnung
WO2020125872A2 (de) Mehrteiliges multifunktionales batteriegehäuse
DE102019219792A1 (de) Batteriegehäuse für eine Hochvoltbatterie in einem elektrisch betriebenen Fahrzeug
EP4374449A1 (de) Antriebsbatterie für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeug mit derartiger antriebsbatterie
DE102011113238A1 (de) Karosseriestruktur für einen Kraftwagen, sowie Kraftwagen
AT515538B1 (de) Verfahren zur Anordnung einer Batterie innerhalb eines Fahrzeuges
DE102020201410A1 (de) Elektrisch betriebenes Fahrzeug
WO2023011865A1 (de) Absorber für hochvoltspeicher, energiespeicheranordnung, energiespeichergehäuse sowie verfahren zum herstellen einer absorberstruktur
DE102006063045B3 (de) Brandschott aus einer hochporösen Struktur mit intumeszierender Beschichtung und Verfahren zu dessen Herstellung, sowie Flug- oder Raumfahrzeug mit diesem Brandschott
DE102021005378A1 (de) Fahrzeug mit einem elektrischen Energiespeicher
WO2023011872A1 (de) Absorberstruktur, energiespeicheranordnung, hochvoltspeicher sowie verfahren zum herstellen einer absorberstruktur
DE102012008633B4 (de) Batteriemodul, Batteriesystem und Kraftwagen mit einem Batteriesystem sowie Verfahren zum Herstellen eines Batteriesystems
DE102019108742A1 (de) Energieabsorptionsvorrichtung
DE102019214089B4 (de) Batteriemodulgehäuse für eine Fahrzeugbatterie, Fahrzeugbatterie und Fahrzeug
DE102021127620A1 (de) Gasabführkammer und Batterieanordnung zum Abführen von Gasen aus einer Kraftfahrzeugbatterie
DE102021004470A1 (de) Batteriegehäuse und Verfahren zur Montage einer Batterie
DE102020112426A1 (de) Hochvoltbatterie für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug
DE102014016530A1 (de) Hauptbodenstruktur für eine Karosserie eines Kraftwagens
DE102020212684B4 (de) Hochvoltbatterie für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug
DE102022121957A1 (de) Speichergehäuse für einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftwagens

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22751301

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280038682.8

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE