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1. WO2020200338 - BATTERIEZELLENMAKROMODULGEHÄUSE, KONTAKTIERVORRICHTUNG FÜR EIN BATTERIEZELLENMAKROMODULGEHÄUSE, GEHÄUSEDECKEL FÜR EINE KONTAKTIERVORRICHTUNG FÜR EIN BATTERIEZELLENMAKROMODULGEHÄUSE UND EIN BATTERIEZELLENMAKROMODUL

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

Ansprüche

1. Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) zum Aufnehmen einer Mehrzahl zylindrischer Batteriezellen (2) in einem Innenraum (3) des Batteriezellenmakromodulgehäuses

(1),

mit einer Gehäuseschale (4), welche zwei längsseitige Wände (5) nnd zwei stirnseitige Wände (6) umfasst, wobei die längsseitigen Wände (5) senkrecht zu den stirnseitgen Wänden (6) angeordnet sind und sich die längsseitigen Wände (5) und die stirnseitigen Wände (6) jeweils parallel voneinander beabstandet gegenüberliegen, sodass die Wände (5, 6) den Innenraum (3) ringförmig umschließen,

wobei die Innenseiten (7) der Wände (5, 6) jeweils eine Mehrzahl

Positioniereinbuchtungen (8) aufweisen, die jeweils zum Positionieren einer

Batteriezelle (2) senkrecht zu der von den Wänden (5, 6) umschlossenen

Durchtrittsebene (9) ansgebildet sind, wobei die Innenseiten (7) der Wände (5, 6) jeweils zwischen benachbarten Positioniereinbuchtungen (8) angeordnete

Trennelemente (10) aufweisen, welche in den Innenraum (3) hineinragen, wobei die längsseitigen Wände (5) länger sind als die stirnseitigen Wände (6) und die

Positioniereinbuchtungen (8) in den stirnseitigen Wänden (6) einen größeren Abstand zueinander aufweisen als die Positioniereinbuchtungen in den längsseitigen Wänden (5).

2. Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) nach Anspruch 1, wobei die beiden

längsseitigen Wände (5) jeweils dieselbe geradzahlige Anzahl an

Positioniereinbuchtungen (8) aufweisen und die beiden stirnseitigen Wände (6) jeweils eine um den Wert eins abweichende Anzahl an Positioniereinbuchtungen (8) aufweisen.

3. Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) nach Anspruch 2, wobei eine der stirnseitigen Wände (6) zumindest drei Positioniereinbuchtungen (8) aufweist und die andere stirnseitige Wand (6) zumindest vier, bevorzugt fünf beziehungsweise sechs

Positioniereinbuchtungen (8).

4. Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) naeh einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Abstand der Positioniereinbuchtungen (8) in den stirnseitigen Wänden (6) um den Faktor 2/V3 größer ist als der Abstand der Positioniereinbuchtungen (8) in den längsseitigen Wänden (5).

5. Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Positioniereinbuchtungen (8) Halbschalen (80) mit einem

Krümmungsradius (rK) aufweisen, der einem Krümmungsradius der zylindrischen Batteriezellen entspricht, wobei der Abstand zwischen den längsseitigen Halbschalen (80) größer als dar zweifache Krümmungsradius (rK) ist.

6. Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, das ferner an der Ober- und/oder der Unterseite der Gehäuseschale (4) mit einem Deckel (n) verschlossen ist, der jeweils zwei übereinanderliegende Platten (12, 13) aufweist, von denen eine Außenplatte (13) aus einem Material mit hoher

Wärmeleitfähigkeit und von denen eine Innenplatte (12) aus einem elektrisch nichtleitenden Material besteht.

7. Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) nach Anspruch 6, wobei zumindest eine der Platten (12, 13) jeweils eine Mehrzahl vorgeprägter Sollbruchflächen (36) aufweist, die jeweils im Wesentlichen fluchtend mit den Längsachsen mit den im Gehäuse aufnehmbaren Batteriezellen (2) angeordnet sind, so dass im Falle einer Ausgasung einer oder mehrerer der Batteriezellen (2) austretende Heißgase die Sollbruchflächen (36) aus den Platten (12, 13) herausschlagen können.

8. Batteriezellenmakromodulgehäuse nach Anspruch 7, wobei die Durchmesser der Sollbruchflächen (36) kleiner sind als die Außendurchmesser der Batteriezellen (2).

9. Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine der längsseitigen Wände (5) in Längsrichtung an der Gehäuseober- oder - unterseite (20, 21) eine Längsnut (14) zur Aufnahme einer Platine (34) aufweist, wobei sich ausgehend von der Längsnut (14) mehrere voneinander beabstandete Durchgangsöffnungen (15) parallel zu den Positioniereinbuchtungen (8) jeweils fluchtend mit einem der innenseitigen Trennelemente (10) durch die längsseitige Wand (5) erstrecken.

10. Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) nach Anspruch 9, wobei die Trennelemente (10), denen eine der Durchgangsöffnungen (15) fluchtend zugeordnet ist, jeweils gehäuseober- und -unterseitig senkrecht zur längsseitigen Wandebene verlaufende Nuten (18) aufweisen, wobei jeweils eine erste der Nuten (18) in die Längsnut (14) und jeweils eine zweite der Nuten (18) in die zugeordnete Durchgangsöffnung (15) mündet.

11. Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Längsnut (14) in eine der stirnseitigen Wände (6) mündet und im Mündungsbereich eine Ausnehmung (16) zur Aufnahme einer Platinenanschlussbuchse (39) aufweist.

12. Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, mit einer Platine (34), die in der Längsnut (14) angeordnet ist und eine Mehrzahl von jeweils durch die Durchgangsöffnungen (15) reichende, mit der Platine (34) elektrisch verbundene Arme (37) aufweist, wobei die Platine (34) ferner gehäuseoberseitig und gehäuseunterseitig abgekantete Zwischenabgriffe (38) aufweist, welche sich durch die senkrecht zur längsseitigen Wandebene verlaufenden Nuten (18) erstrecken und jeweils mit elektrischen Verbindungselementen (28) zwischen zwei an die Nuten (18) angrenzenden Batteriezellen (2) in Berührkontakt stehen.

13. Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) nach Anspruch 12, wobei die Zwischenabgriffe (38) auf den Verbindungselementen (28) angeschweißt sind.

14. Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) nach Anspruch 12 oder 13, wobei die

Zwischenabgriffe (38) jeweils zumindest einen Sensor zum Erfassen von

Temperaturwerten und Zellspannungen auf weisen.

15. Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) nach Anspruch 12 bis 14, wobei die Platine (34) eine daran befestigte Anschlussbuchse (39) aufweist die in der stirnseitigen

Ausnehmung (16) aufgenommen ist.

16. Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine der stirnseitigen Wände (6) außenseitig an der Gehäuseoberseite (20) und die andere der stirnseitigen Wände (6) außenseitig an der Gehäuseunterseite (21) jeweils einen eine Stufe (23) ausbildenden Rücksprung (22) aufweist.

17. Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) nach Anspruch 16, wobei sich der Rücksprung (22) mit einer von der Gehäuseober- oder -unterseite (21, 22) her gesehen ersten Tiefe (T1) über eine erste Breite (B1) der stirnseitigen Wand (6) erstreckt, wobei die erste Breite (B1 mit der Anzahl an Trennelementen (10) auf der Innenseite (7) der stirnseitigen Wand (6) korrespondiert, wobei der Rücksprung (22) in einem

Mittenbereich der Wand (6) einen Abschnitt mit vergrößerter Tiefe (T2 aufweist, dessen Breite (B2 im Wesentlichen der Abmessung der vergrößerten Tiefe (T2 entspricht.

18. Batteriezellenmakromodulgehäuse nach Anspruch 16 oder 17, wobei die an den

Rücksprung (22) angrenzenden Trennelemente (10) jeweils zur Gehäuseoberseite

(20) beziehungsweise zur Gehäuseunterseite (21) offene Aussparungen (24) aufweisen, welche jeweils senkrecht zu den stirnseitigen Wandebenen verlaufen.

19. Batteriezellenmakromodulgehäuse nach Anspruch 18, wobei die Aussparungen im Querschnitt durch die stirnseitigen Wände jeweils einen rechteckigen Verlauf aufweisen, so dass sich eine Zinnenstruktur (40) ergibt.

20. Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei an den Außenseiten (19) der stirnseitigen Wände (6) jeweils eine Mehrzahl an Rastdementen (25) angeordnet ist.

21. Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) nach Anspruch 20, wobei die Rastelemente (25) jeweils zwei parallel beabstandete Rasthaken (70) aufweisen, die sich jeweils von der stirnseitigen Wand (6) wegerstrecken und jeweils einen hinterschnittigen Rastabschnitt (71) aufweisen, wobei die Rastabschnitte (71) voneinander wegweisen.

22. Kontaktiervorrichtung (41) für ein Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche zur Spannungsversorgung der in dem Gehäuse aufnehmbaren Batteriezellen (2) ausgebildet ist, mit einem Leistungsverbinder (42), weicher eine elektrische Leitung zwischen Gehäuseinnenraum (3) und

Gehäuseaußenseite bereitstellt, und mit einer mit dem Leistungsverbinder (42) elektrisch und mechanisch verbundenen Steckhülse (43) sowie mit einem in die Steckhülse (43) lösbar einsteckbaren Leistungsstecker (44).

23. Kontaktiervorrichtung (41) nach Anspruch 22, wobei der Leistungsverbinder (42) eine parallel zu der stirnseitigen Wand (6) ausgerichtete Kontaktschiene (45) aufweist die eine Breite aufweist, welche mit der Anzahl an Trennelementen (10) auf der Innenseite (7) der zugeordneten stirnseitigen Wand (6) korrespondiert, wobei sich eine Kontaktlasche (46) an die Kontaktschiene (45) anschließt und wobei sich von der Kontaktschiene (45) rechtwinklig abgekantete Kontaktfinger (47) in Richtung Gehäuseinnenraum (3) wegerstrecken.

24. Kontaktiervorrichtung (41) nach Anspruch 23, wobei der Leistungsverbinder (42) im Rücksprung (22) eingesetzt ist, wobei die Kontaktschiene (45) im Bereich der ersten Breite (B1) eingesetzt ist, wobei die Kontaktlasche (46) in den Abschnitt mit vergrößerter Tiefe (T2) hineinragt, und wobei sich die Kontaktfinger (47) durch die Aussparungen (24) in den Gehäuseinnenraum (3) hineinerstrecken.

25. Kontaktiervorrichtung (41) nach Anspruch 23 oder 24, wobei der Leistungsverbinder (42) eine Schmelzsicherung (48) aufweist, welche zwischen der Kontaktlasche (46) und der Kontaktschiene (45) angeordnet ist und aus einer vordefinierten Anzahl an Stegen (49) mit einer jeweils vordefinierten Breite (Bs) gebildet ist.

26. Kontaktiervorrichtung (41) nach einem der Ansprüche 22 bis 25, wobei die Steckhülse (43) mehrere Stecköffnungen (50) aufweist, die ein jeweiliges Einstecken des Leistungssteckers (44) aus mehreren unterschiedlichen Richtungen parallel zur stirnseitigen Wandebene ermöglichen.

27. Kontaktiervorrichtung (41) nach Anspruch 26, wobei die Steckhülse (43) vier

Öffnungen (50) aufweist, welche jeweils rechtwinklig zueinander angeordnet sind.

28. Kontaktiervorrichtung (41) nach einem der Ansprache 22 bis 27, wobei die Steckhülse (43) einen von der stirnseitigen Gehäusewand (6) beabstandeten Hülsendurchbruch (51) aufweist, in den der Leistungsstecker (44) federnd einrasten kann.

29. Kontaktiervorrichtung (41) nach einem der Ansprüche 22 bis 28, wobei der lösbare Leistungsstecker (44) ein Steckerelement (52) mit zwei parallel zueinander verlaufenden Steckplatten (53) umfasst, die relativ zueinander federnd beweglich sind und über einen Halteabschnitt (54) miteinander verbunden sind, wobei eine der Steckplatten (53) einen Clipdurchbruch (55) aufweist, durch welchen ein

Clipabschnitt (56) eines zwischen den Steckplatten (53) aufgenommenen Clips (57) ragt, wobei der Clip (57) eine umlaufende Kante (58) aufweist, welche den

Clipdurchbrach (55) hintergreift, so dass ein Herausrutschen des Clips (57) durch den Clipdurchbruch (55) verhindert ist.

30. Kontaktiervorrichtung (41) nach Anspruch 29, wobei die Abmessungen von

Hülsendurchbruch (51) und Clipabschnitt (56) so aufeinander abgestimmt sind, dass bei in die Steckhülse (43) eingestecktem Leistungsstecker (44) der Clip (57) in den Hülsendurchbruch (51) einrastet.

31. Kontaktiervorrichtung (41) nach Anspruch 29 oder 30, wobei die durch den

Hülsendurchbruch (51) ragende Oberseite (59) des Clips (57) eine farbliche

Markierung (60) aufweist.

32. Kontaktiervorrichtung (41) nach einem der Ansprüche 23 bis 31, welche mit den Kontaktfingern (47) des Leistungsverbinders (42) mechanisch und elektrisch an im Gehäuse (1) aufgenommene Batteriezellen (2) koppelbar ist, wobei die Steckhülse (43) mechanisch und elektrisch an die Kontaktlasche (46) gekoppelt ist.

33. Gehäusedeckel (61) für eine Kontaktiervorrichtung (41) nach einem der Ansprüche 22 bis 32 zum stirnseitigen Befestigen am Gehäuse (1 , welcher zum Bedecken einer oder mehrerer der stirnseitigen Wände (6) an der Gehäuseschale (4) befestigbar ist wobei der Gehäusedeckel (61) eine mit der stimseitigen Wand (6) des Gehäuses in Anlage bringbare Deckelplatte (62) mit einer Durchgangsöffnung (63) mit einem mit den Steckhülsenabmessungen korrespondierenden Außendurchmesser aufweist, so dass die Steckhülse bei angebrachtem Gehäusedeckel (61) durch die Durchgangsöffnung (63) hindurchragt.

34. Gehäusedeckel (61) nach Anspruch 33, der ferner eine von der Deckelplatte (62) beabstandete Dachstruktur (64) umfasst, welche die Steckhülse (43) außenseitig abdeckt und mit den Öffnungen (50) in der Steckhülse (43) korrespondierende Dachöflhungen (65) auf weist, durch welche der Leistungsstecker (44) in die

Stockhülse (43) einsteckbar ist.

35. Gehäusedeckel (61) nach Anspruch 34, wobei die Dachstruktur (64) eine

Durchgangsbohrung (66) aufweist durch welche bei korrekt eingestecktem

Leistungsstecker (44) die farbliche Markierung (60) des Clips (47) sichtbar ist.

36. Gehäusedeckel (61) nach einem der Ansprüche 33 bis 35, wobei in der Deckelplatte (62) ein Sichtfenster (82) angeordnet ist, welches mit der von der Deckelplatte (62) abgedeckten Schmelzsicherung (48) fluchtet, so dass der Zustand der

Schmelzsicherung (48) von der Gehäuseaußenseite her überprüft werden kann.

37. Gehäusedeckel (61) nach einem der Ansprüche 33 bis 36, wobei die Deckelplatte

einen Durchbruch (67) aufweist der mit der in der stimseitigen Wand (6) angeordneten Ausnehmung (16) zur Aufnahme einer Platinenanschlussbuchse (39) fluchtet.

38. Gehäusedeckel (61) nach einem der Ansprüche 33 bis 37, wobei der Gehäusedeckel (61) Versteifungsrippen (68) aufweist welche jeweils auf der Deckelplatte (62) angeordnet sind, jedoch nicht in senkrecht zum Durchlauch (67) verlaufenden Bereichen der Deckelplatte (62) beziehungsweise im Bereich der Einschubachsen des Leistungssteckers (44) verlaufen.

39. Gehäusedeckel (61) nach einem der Ansprüche 33 bis 38, wobei die Deckelplatte (62) mit den Rastdementen (25) korrespondierende Rastdurchbrüche (69) aufweist, wobei bei an der Gehäuseschale (4) fixiertem Gehäusedeckel (61) die Rastelemente (25) durch die Rastdurchbrüche (69) ragen und den Gehäusedeckel (61) mittels der an der Außenseite des Gehäusedeckels (61) anliegenden Rastabschnitte (71) festhalten.

40. Batteriezellenmakromodul (26),

mit einer Mehrzahl an Batteriezellenmikromodulen (27), die in einem

Batteriezellenmakromodulgehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1- 39

ausgenommen sind, wobei jedes Batteriezellenmikromodul (27) aus einer Mehrzahl parallel zueinander ansgerichteter zylindrischer Batteriezellen (2) gebildet ist, welche durch jeweils ein an den Oberseiten und an den Unterseiten der Zeüen(2) angeschweißtes Verbindungsblech (28) auf einem vordefinierten Abstand (d) zueinander fixiert und elektrisch kontaktiert sind,

wobei jedes Batteriezellenmikromodul (27) eine Mehrzahl von Batteriezellenpaaren (35) mit jeweils zwei parallel nebeneinander angeordneten Batteriezellen (2) umfasst, wobei die Batteriezellenpaare (35) in einer sich parallel zu den stirnseitigen Wänden (6) erstreckenden Reihe zickzackförmig paarweise versetzt zueinander angeordnet sind, so dass alle unmittelbar benachbarten Batteriezellen (2) eines

Batteriezellenmikromoduls (27) im Wesentlichen denselben Abstand (d) zueinander aufweisen,

wobei die Batteriezellenmikromodule (27) parallel nebeneinander in der

Gehäuseschale (4) angeordnet sind und die außen hegendem Batteriezellen (2) jeweils an jeweils einer der Positioniereinbuchtungen (8) der stimseitigen oder der längsseitigen Wände (5, 6) anliegen,

wobei die Batteriezellenmikromodule (27) über zumindest ein Fixierungsmittel (31) in der Durchtrittsebene (9) relativ zueinander fixiert sind, so dass der Abstand zwischen allen unmittelbar benachbarten Batteriezellen (2) aneinander grenzender Batteriezellenmikromodule (27) im Wesentlichen dem Batteriezellenabstand (d) der Batteriezellenmikromodule (27) entspricht.

41. Batteriezellemnakromodul (26) nach Anspruch 40, wobei das Fixierungsmittel (31) elektrisch leitende Mikromodulverbinder (32a) umfasst die auf den Oberseiten beziehungsweise Unterseiten benachbarter Batteriezellenmikromodule (27) fixiert sind und diese verbindet, so dass diese kontaktiert und in Reihe geschaltet sind.

42. Batteriezellemnakromodul (26) nach Anspruch 41, wobei das Fixierungsmittel (31) ferner elektrisch nichtleitende Mioromodulverbinder (32b) umfasst welche an den

Verbindungsblechen (28) fixiert sind, die nicht im Zuge der Reihenschaltung miteinander verbunden sind.

43. Batteriezellenmakromodul (26) nach Anspruch 40 bis 42, wobei das Fixierungsmittel (31) einen Füllkleber (33) umfasst, welcher zwischen den Batteriezellen (2) in der Gehäuseschale (4) eingebracht ist.