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DE102008010808A1 - Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie und Verfahren zur Herstellung einer Baterie - Google Patents

Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie und Verfahren zur Herstellung einer Baterie Download PDF

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DE102008010808A1
DE102008010808A1 DE200810010808 DE102008010808A DE102008010808A1 DE 102008010808 A1 DE102008010808 A1 DE 102008010808A1 DE 200810010808 DE200810010808 DE 200810010808 DE 102008010808 A DE102008010808 A DE 102008010808A DE 102008010808 A1 DE102008010808 A1 DE 102008010808A1
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Germany
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battery
heat conducting
conducting plate
housing
encapsulated electronic
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Withdrawn
Application number
DE200810010808
Other languages
English (en)
Inventor
Jens Dr. Ing. Meintschel
Dirk Dr. Dipl.-Ing. Schröter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
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Priority to PCT/EP2009/001052 priority patent/WO2009103466A1/de
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterie (B) mit einer in einem Batteriegehäuse (12) angeordneten Wärmeleitplatte (2) zum Temperieren der Batterie (B), wobei mehrere elektrisch parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen (1) Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte (2) verbunden sowie an dieser befestigt sind. Dabei ist zumindest ein elektronisches Bauelement als eine gekapselte elektronische Baueinheit (3, 4) ausgebildet, die im Gehäuseinneren an der Wärmeleitplatte (2) befestigt ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Batterie (B).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer Batterie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
  • Üblicherweise werden Batterien, insbesondere Hochleistungsbatterien für Mild-Hybrid-Antriebe, gekühlt, um eine entstehende Verlustwärme abzuführen. Die Kühlung wird häufig, insbesondere aus Bauraumgründen, durch die Fahrzeugklimaanlage realisiert. Dabei wird ein Kältemittel der Fahrzeugklimaanlage durch eine mit Kühlkanälen versehene Kühlplatte (auch Wärmeleitplatte oder Verdampferplatte genannt) geleitet und gibt eine gespeicherte Kälte an diese ab. Eine Anbindung der Kühlplatte an Einzelzellen der Batterie erfolgt z. B. über Wärmeleitfolie oder Vergussmasse.
  • Aus der P810645/DE/1 (Amtl. Az. 10 2007 063 178.4 ) ist eine Batterie mit einem Batteriegehäuse und einer Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie bekannt, wobei die Batterie mehrere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen aufweist, die Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte verbunden sind, wobei die Wärmeleitplatte im Bereich der Pole der Einzelzellen Bohrungen und/oder Einschnitte aufweist, in oder durch welche die Pole hinein- bzw. hindurchragen. Die Einzelzellen sind über die zugehörigen Pole mittels einer vorgespannten Verbindung von in oder auf den Polen form- und kraftschlüssig angeordneten Befestigungsmitteln jeweils an der Wärmeleitplatte befestigt.
  • Da sich ein Batteriegehäuse konstruktionsbedingt häufig nicht vollständig dicht ausführen lässt, kann es durch Außenluftdruckschwankungen und eine Ausdehnung der Luft im Gehäuseinneren bei Temperaturschwankungen zu einem Luftaustausch mit der Umgebung kommen. Besonders an kalten Bauteilen der Batteriekühlung kann sich dabei Kondenswasser bilden. Dieses kann zu Kurzschlüssen und zu elektrochemischer Korrosion führen.
  • Deshalb ist aus der P810645/DE/1 (Amtl. Az. 10 2007 063 178.4 ) weiterhin bekannt, innerhalb des Gehäuses in dem Zwischenraum zwischen der Wärmeleitplatte und den Einzelzellen sowie zwischen den Einzelzellen eine elektrisch isolierende und wärmeleitfähige Vergussmasse und/oder einen elektrisch isolierenden sowie wärmeleitfähigen Schaum anzuordnen. Nachteilig ist jedoch, dass eine Wärmeausdehnung der Vergussmasse oder des Schaumes zu mechanischen Beschädigungen der empfindlichen Einbauteile der Batterie führen kann.
  • Weiterhin ist eine Abschirmung sämtlicher korrosionsgefährdeter Einbauteile der Batterie mittels Vergussmasse oder elektrisch isolierendem sowie wärmeleitfähigem Schaum nur mit einem relativ großen Aufwand umsetzbar. Außerdem entstehen durch eine große erforderliche Menge der einzusetzenden Vergussmasse oder des Schaumes hohe Kosten. Ventingkanäle, welche einer Abführung eines entstehenden Gases bei platzenden Einzelzellen dienen, sind nur schwer darzustellen. Derartige Teilvergüsse des Moduls eines Batteriemanagement-Systems und des Zellblocks vor der Montage der Batterie haben zudem den Nachteil, dass die elektrischen Verbindungen zwischen den Teilen weiterhin ungeschützt sind.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie und ein Verfahren zur Herstellung einer Batterie anzugeben, welche insbesondere die im Stand der Technik aufgeführten Nachteile überwinden.
  • Hinsichtlich der Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung einer Batterie wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 13 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei der erfindungsgemäßen Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie sind mehrere elektrisch parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte verbunden sowie an dieser befestigt. Die Batterie zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass zumindest ein elektronisches Bauelement als eine gekapselte elektronische Baueinheit ausgebildet ist, die im Gehäuseinneren an der Wärmeleitplatte befestigt ist. Durch die Befestigung der des elektronischen Bauelementes in dem Batteriegehäuse wird in vorteilhafter Weise eine Handhabbarkeit der Batterie und ein Einbau dieser, beispielsweise in einem Fahrzeug, ist vereinfacht.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist die gekapselte elektronische Baueinheit ober- und/oder unterseitig an der Wärmeleitplatte angeordnet, wobei bei einer oberseitig der Wärmeleitplatte angeordneten gekapselten elektronischen Baueinheit und unterseitig der Wärmeleitplatte angeordneten Einzelzellen die gekapselte elektronische Baueinheit hinsichtlich der Längen- und/oder Breitenausdehnung zumindest gleich groß oder kleiner als die Wärmeleitplatte ist. Bei einer unterseitigen Anordnung der gekapselten elektronischen Baueinheit und unterseitig der Wärmleitplatte angeordneten Einzelzellen ist die gekapselte elektronische Baueinheit hinsichtlich der Höhen- und/oder Breitenausdehnung zumindest gleich groß oder kleiner als ein Zellverbund der Einzelzellen ausgebildet. Aus der wahlweisen Anordnung der gekapselten elektronischen Baueinheit resultiert eine einfache Anpassung einer Außenform der Batterie an ihren Einbauort.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Batterie sind die im Gehäuseinneren der Batterie angeordneten Komponenten, welche zumindest die Einzelzellen, die Wärmeleitplatte und zumindest eine gekapselte elektronische Baueinheit umfassen, mit einer gemeinsamen Schutzschicht zumindest teilweise oder weitgehend vollständig versehen, welche in dem Verfahren zur Herstellung der Batterie vor der Endmontage der Batterie insbesondere mittels eines Tauchvorganges und/oder Spritzvorganges aufgebracht wird. Die Schutzschicht ist dabei vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden und/oder wärmeleitfähigen Material, insbesondere aus einem Lack und/oder aus Silikon gebildet.
  • Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Schutzschicht in sehr dünnen Schichten aufbringbar ist, woraus ein geringer Material- und Kostenaufwand resultiert. Weiterhin werden dadurch mögliche mit einer Wärmeausdehnung der Schutzschicht verbundene Gefahren einer Beschädigung der im Gehäuseinneren angeordneten Komponenten und somit technische Ausfälle der Batterie vermieden. Das Aufbringen der Schutzschicht als Lack- und/oder Silikonschicht vor der Endmontage der Batterie führt zusätzlich dazu, dass alle in dem Batteriegehäuse angeordneten Bauteile sicher gegen Feuchtigkeitseintritt geschützt und in einfacher Art und Weise elektrisch voneinander isoliert sind.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Schutzschicht wärmeleitfähig ausgebildet, so dass eine von denen in dem Batteriegehäuse angeordneten Komponenten erzeugte Verlustwärme effektiv abführbar ist.
  • Ferner ist das Batteriegehäuse aus einem Gehäuseunterteil und einem auf diesem befestigten Gehäuseoberteil gebildet, wobei die Wärmeleitplatte und/oder die gekapselten elektronischen Baueinheiten bei der Endmontage der Batterie lösbar im Gehäuseinneren befestigt sind. Daraus ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfache Montage der Batterie und zusätzlich ist bei einem Defekt der Batterie ein Austausch einzelner Bauteile möglich, wodurch ein kostenintensiver Ersatz der gesamten Batterie entfällt.
  • Weiterhin ist das Batteriegehäuse mit Aussparungen versehen, durch welche Anschlusselemente der Wärmeleitplatte und/oder der gekapselten elektronischen Baueinheit, insbesondere ein Hochvolt-Stecker und/oder Kühlkanalanschlüsse nach außen ragen. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Batterie in einfacher Art und Weise elektrisch und mit einem Kühlmedium-Kreislauf zu verbinden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 schematisch eine Explosionsdarstellung von Komponenten einer Batterie zur Anordnung im Gehäuseinneren,
  • 2 schematisch die Komponenten der Batterie gemäß
  • 1 in montiertem Zustand aus einer ersten Perspektive,
  • 3 schematisch Komponenten der Batterie gemäß 1 in montiertem Zustand aus einer zweiten Perspektive,
  • 4 schematisch eine Explosionsdarstellung einer Batterie mit im Gehäuseinneren angeordneten Komponenten in einer ersten Ansicht,
  • 5 schematisch eine Explosionsdarstellung der Batterie gemäß 4 in einer zweiten Ansicht,
  • 6 schematisch eine Schnittdarstellung von einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmleitplatte und daran befestigter Komponenten der Batterie,
  • 7 schematisch eine Draufsicht der in dem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte gemäß 6,
  • 8 schematisch eine Batterie aus einer ersten Perspektive, und
  • 9 schematisch die Batterie gemäß 8 aus einer zweiten Perspektive.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt eine Explosionsdarstellung von Komponenten einer Batterie B zur Anordnung im Gehäuseinneren. Bei den Komponenten handelt es sich insbesondere um Einzelzellen 1, eine Wärmeleitplatte 2 und zumindest eine gekapselte elektronische Baueinheit 3, 4.
  • Dabei sind mehrere Einzelzellen 1 an der kopfseitig zur Kühlung vorgesehenen Wärmeleitplatte 2 angeordnet und bilden einen Zellverbund. In einer nicht näher dargestellten Weiterbildung der Erfindung ist die Wärmeleitplatte 2 alternativ bodenseitig an den Einzelzellen 1 oder eine weitere Wärmeleitplatte 2 zusätzlich bodenseitig an den Einzelzellen 1 angeordnet.
  • Die Einzelzellen 1 können dabei als Rundzellen, Flachzellen oder in weiteren Zellformen, z. B. vieleckig oder oval, ausgeführt sein. Durch die dargestellte wabenförmige Ausbildung der Einzellen 1 ist eine Grundfläche der Batterie B bauraumoptimiert genutzt.
  • Zu einer Wärme leitenden Verbindung sind die in 6 näher dargestellten Pole P einer jeden Einzelzelle 1 in Bohrungen 2.1, die in der Wärmeleitplatte 2 als Durchgangslöcher angeordnet sind, eingeführt und ragen in die Wärmeleitplatte 2 hinein bzw. durch diese hindurch. Anhand von Zellverbindern 6 sind die Einzelzellen 1 je nach einer gewünschten Batteriespannung und -leistung parallel und/oder seriell elektrisch verschaltet.
  • Die Zellverbinder 6 sind dabei mit Befestigungsmitteln 7 mit den Polen P der Einzelzellen 1 verbunden, wobei die Befestigungsmittel 7 beispielsweise als Schrauben, Nieten oder Klemmverbindungen ausgebildet sind. Die Pole P der Einzelzellen 1 weisen vorzugsweise jeweils eine zu den Befestigungsmitteln 7 korrespondierende Öffnung O auf, so dass die Einzelzellen 1 mittels der Befestigungsmittel 7 und den Zellverbindern 6 an der Wärmeleitplatte 2 fixiert sind. Als ein Beispiel sei die Verwendung von Schrauben als Befestigungsmittel 7 genannt, bei welcher die Öffnungen O als zu den Schrauben korrespondierendes Innengewinde ausgeführt sind.
  • Bei der Batterie B kann es sich beispielsweise um eine Lithium-Ionen-Hochvolt-Batterie handeln. Diese Batterien B benötigen eine spezielle Elektronik, welche eine Zellspannung der Einzelzellen 1 überwacht und korrigiert und ein Batteriemanagementsystem, welches insbesondere eine Leistungsaufnahme und -abgabe der Batterie B steuert (= Batteriesteuerung). Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind elektronische Bauelemente zur Zellspannungsüberwachung und/oder zur Batteriesteuerung als gekapselte elektronische Baueinheiten 3 bzw. 4 ausgebildet.
  • Diese gekapselten elektronischen Baueinheiten 3, 4 können ober- und/oder unterseitig an der Wärmeleitplatte 2 angeordnet sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind zu einer Befestigung der einen gekapselten elektronischen Baueinheit 3 an einer Oberseite OS der Wärmeleitplatte 2 Distanzelemente 8 mit darin angeordneten Bohrungen 8.1 vorgesehen. An der gekapselten elektronischen Baueinheit 3 sind fahnenartige Ausbuchtungen 3.1 ebenfalls mit Bohrungen 3.2 ausgebildet, durch die Befestigungsmittel 9, z. B. Schrauben, Nieten oder Klemmverbindungen, in die Bohrungen 8.1 der Distanzelemente 8 geführt sind.
  • Die in den Distanzelementen 8 angeordneten Bohrungen 8.1 korrespondieren in Form und Größe mit den Befestigungsmitteln 9, so dass beispielsweise eine Schraube als Befestigungsmittel 9 in eine als Innengewinde ausgeführte Bohrung 8.1 greift. Die Höhenausdehnung der Distanzelemente 8 ist dabei größer als die Höhe der über die Oberfläche OS der Wärmleitplatte 2 ragenden Pole P, der Zellverbinder 6 und der Befestigungsmittel 7 ausgebildet, so dass die gekapselte elektronische Baueinheit 3 mit ausreichendem Abstand zu den Polen P der Einzelzellen 1 bzw. zu den Zellverbindern 6 an der Oberseite OS der Wärmeleitplatte 2 fixiert ist.
  • Bei der gezeigten oberseitigen Anordnung der gekapselten elektronischen Baueinheit 3 an der Wärmeleitplatte 2 und unterhalb der Wärmeleitplatte 2 angeordneter Einzelzellen 1 ist die gekapselte elektronische Baueinheit 3 hinsichtlich der Längen- und/oder Breitenausdehnung zumindest gleich groß oder kleiner als die Wärmeleitplatte 2, so dass eine kompakte Bauweise der Batterie B erreicht wird.
  • Zu einer Befestigung der anderen gekapselten elektronischen Baueinheit 4 seitlich unterhalb an der Wärmeleitplatte 2 ist die Wärmeleitplatte 2 in ihrer Längenausdehnung größer als der an ihr befestigte Zellverbund ausgebildet, so dass an einem Überstand der Wärmeleitplatte 2 weitere Bohrungen 2.3 zur Befestigung der gekapselten elektronischen Baueinheit 4 angeordnet sind. In gleichem Abstand wie die Bohrungen 2.3 sind in der gekapselten elektronischen Baueinheit 4 ebenfalls Bohrungen 4.1 angeordnet, die wiederum in ihrer Form und Größe mit den verwendeten Befestigungsmitteln 10 korrespondieren, so dass eine sichere Befestigung der gekapselten elektronischen Baueinheit 4 an der Wärmeleitplatte 2 möglich ist.
  • Die gekapselte elektronische Baueinheit 4 entspricht vorzugsweise bezüglich ihrer Längen- und Breitenausdehnung den Abmessungen des Zellverbundes oder ist kleiner als dieser, um wiederum eine kompakte Bauform der Batterie B zu erreichen.
  • Weiterhin ist die Wärmeleitplatte 2 im Bereich des Überstandes an zwei Ecken derart ausgespart, dass ein erster Pol P1 und ein letzter Pol P2 des Zellverbundes mittels abgewinkelter Zellverbinder 11 elektrisch mit der gekapselten elektronischen Baueinheit 4 verbindbar sind.
  • In nicht näher dargestellten Ausführungen der Erfindung sind die gekapselten elektronischen Baueinheiten 3, 4 auch in anderen Anordnungen an der Wärmeleitplatte 2 befestigbar. Dabei können die gekapselten elektronischen Baueinheiten 3, 4 insbesondere sich gegenüberliegend an den Stirnseiten, den Längsseiten und/oder an der Ober- und Unterseite des Zellverbundes an der Wärmeleitplatte 2 und/oder an den Einzelzellen 1 des Zellverbundes befestigt sein.
  • In Weiterbildungen der Erfindung sind an den gekapselten elektronischen Baueinheiten 3, 4 ein oder mehrere Anschlusselemente angeordnet, die zu einer Versorgung des Zellverbundes mit elektrischer Energie, einer Entnahme dieser aus dem Zellverbund und/oder einer Steuerung einer Versorgung und/oder Entnahme der Energie dienen.
  • In der vorliegenden Ausführung der Erfindung ist an der gekapselten elektronischen Baueinheit 4 als ein mögliches Anschlusselement ein Hochvolt-Stecker 5 angeordnet. Dieser ist derart elektrisch mit der gekapselten elektronischen Baueinheit 4 verschaltet, dass dem Zellverbund bzw. der Batterie B gesteuert elektrische Energie zuführbar oder entnehmbar ist.
  • Zusätzlich sind an einer dem Hochvolt-Stecker 5 gegenüberliegenden Seite an der Wärmeleitplatte 2 als weitere Anschlusselemente Kühlkanalanschlüsse 2.5 zur Durchströmung der Wärmeleitplatte 2 mit einem nicht näher dargestellten Kühlmedium angeordnet, wobei in der Wärmeleitplatte 2 nicht näher dargestellte Kühlkanäle zur Führung des Kühlmediums vorgesehen sind. Bei dem Kühlmedium kann es sich insbesondere um ein Kältemittel einer Fahrzeugklimaanlage handeln, wobei die Wärmeleitplatte 2 mittels der Kühlkanalanschlüsse 2.5 mit einem Kältemittelkreislauf der Fahrzeugklimaanlage verbindbar ist und somit eine abgegebene Wärme der Einzelzellen 1 und der gekapselten elektronischen Baueinheiten 3, 4 aufnehmen kann. Weiterhin kann die Wärmeleitplatte 2 alternativ oder zusätzlich an einen nicht näher dargestellten separaten Kühlkreislauf angeschlossen sein.
  • 2 und 3 stellen die Komponenten der Batterie B gemäß 1 in montiertem Zustand aus zwei verschiedenen Perspektiven dar.
  • 4 und 5 zeigen Explosionsdarstellungen der Batterie B mit im Gehäuseinneren angeordneten Komponenten der Batterie B in zwei Ansichten. Das Batteriegehäuse 12 ist dabei vorzugsweise aus einem Gehäuseoberteil 12.1 und einem Gehäuseunterteil 12.2 gebildet.
  • Die montierten Komponenten werden in dem Verfahren zur Herstellung der Batterie B vor einer Befestigung in dem Batteriegehäuse 12 zunächst mit einer in 7 näher dargestellten gemeinsamen Schutzschicht S zumindest teilweise oder, wie dargestellt, weitgehend vollständig versehen. Diese Schutzschicht S ist insbesondere aus einem elektrisch isolierenden und/oder wärmeleitfähigen Material, beispielsweise aus einem Lack und/oder aus Silikon, gebildet und wird in einem Spritzvorgang und/oder einem Tauchvorgang auf alle Komponenten, welche im Gehäuseinneren angeordnet sind, aufgebracht. Die Schutzschicht S umgibt dabei neben allen Komponenten vorzugsweise ebenfalls deren elektrische Verbindungen, so dass diese wirkungsvoll vor einem Feuchtigkeitseintritt geschützt sind.
  • Durch die Weiterbildung der Erfindung mit einer wärmeleitfähigen und/oder elektrisch isolierenden Schutzschicht S wird ein effektiver Wärmetransport erzielt. Zusätzliche Maßnahmen zur elektrischen Isolation der Komponenten und ihrer elektrischen Verbindungen können eingespart werden.
  • Bei einer Endmontage der Batterie B werden die Wärmeleitplatte 2 und die daran angeordneten Komponenten in dem Batteriegehäuse 12 befestigt, wobei die Befestigung in dem gezeigten Ausführungsbeispiel insbesondere in dem Gehäuseunterteil 12.2 erfolgt. Dazu weisen sowohl die Wärmeleitplatte 2 als auch das Gehäuseunterteil 12.2 Bohrungen 2.4, 12.21 auf, so dass mittels Befestigungsmitteln 13 eine Fixierung der Wärmeleitplatte 2 und der daran angeordneten Komponenten ermöglicht wird. Bei den Befestigungsmitteln 13 handelt es sich vorzugsweise um Schrauben, so dass eine lösbare Verbindung erzielt und eine Demontage der Batterie B in ihre einzelnen Bauelemente ermöglicht wird.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Befestigungsmittel 7, 9, 10 und 13 zur Befestigung der Einzelzellen 1, der gekapselten elektronischen Baueinheiten 3, 4 und der Wärmeleitplatte 2 in dem Batteriegehäuse 12 gleich ausgeführt, so dass ein hoher Gleichteileeinsatz erreicht wird, was zu einem geringen Kostenaufwand führt. Weiterhin sind die Befestigungsmittel 7, 9, 10 und 13 in vorteilhafter Weise derart ausgebildet, dass eine lösbare Befestigung entsteht, so dass bei einem Defekt der Batterie B nur defekte Komponenten ausgetauscht werden, wodurch ein kostenintensiver Austausch der gesamten Batterie B entfällt.
  • Zu einer Herausführung der Anschlusselemente, insbesondere des Hochvolt-Steckers 5 und der Kühlkanalanschlüsse 2.5 sind an dem Gehäuseunterteil 12.2 zu diesen korrespondierende Aussparungen 12.22, 12.23 angeordnet. Auf eine Kante der Aussparungen 12.22, 12.23 wird in einer Endmontage der Batterie B vorzugsweise eine nicht näher dargestellte Dichtung, welche z. B. aus einer Dichtmasse oder einer Gummidichtung gebildet ist, aufgebracht, so dass eine dichte Ausführung des Batteriegehäuses 12 erreicht und ein Eindringen von Fremdstoffen in das Batteriegehäuse 12 und ein Austreten von Stoffen aus dem Batteriegehäuse 12 vermieden wird.
  • Die in 6 gezeigte Schnittdarstellung der in dem Batteriegehäuse 12 befestigten Wärmleitplatte 2 und den daran befestigten Komponenten verdeutlicht insbesondere die Anordnung der auf die Komponenten umfassend aufgebrachten Schutzschicht S und die Durchführung der Pole P durch die Bohrungen 2.1 der Wärmeleitplatte 2 sowie die Befestigung an dieser. Dabei umfasst die Schutzschicht S alle in dem Batteriegehäuse 12 angeordneten Komponenten und ist anhand des Tauch- und/oder Spritzvorganges in alle schwer erreichbaren Räume zwischen den einzelnen Komponenten einbringbar. Dadurch entsteht eine umfassende Isolation der Komponenten und ein Eindringen von Fremdstoffen in die Komponenten wird wirkungsvoll vermieden.
  • Bei einem Austausch defekter Komponenten besteht die Möglichkeit, durch einen erneuten Tauch- und/oder Spritzvorgang zumindest partiell eine Schutzschicht S auf die erneuerte Komponente aufzubringen, so dass in einfacher und kostengünstiger Art und Weise ein umfassender Schutz herstellbar ist.
  • 7 stellt eine Draufsicht der in dem Batteriegehäuse 12 angeordneten Wärmeleitplatte 2 gemäß 6 dar.
  • Die 8 und 9 zeigen die fertig montierte Batterie B aus zwei verschiedenen Perspektiven. Zwischen dem bei der Endmontage der Batterie B auf das Gehäuseunterteil 12.2 aufgesetzten Gehäuseoberteil 12.1 und dem Gehäuseunterteil 12.2 ist vorzugsweise eine nicht näher dargestellte Dichtung angeordnet. Diese Dichtung kann beispielsweise als Klebstoff ausgeführt sein, der gleichzeitig zu einer Befestigung des Gehäuseoberteiles 12.1 an dem Gehäuseunterteil 12.2 dient. In einer nicht näher dargestellten Weiterbildung der Erfindung kann das Gehäuseoberteil 12.1 auch mittels einer lösbaren Verbindung, beispielsweise einer Schraubverbindung an dem Gehäuseunterteil 12.2 befestigt sein, wobei in diesem Fall vorzugsweise eine wieder verwendbare Dichtung zwischen dem Gehäuseoberteil 12.1 und dem Gehäuseunterteil 12.2 angeordnet wird.
    • 1
    Einzelzelle
    2
    Wärmeleitplatte
    2.1 bis 2.4
    Bohrung
    2.5
    Kühlkanalanschlüsse
    3
    Gekapselte elektronische Baueinheit
    3.1
    Fahnenartige Ausbuchtung
    3.2
    Bohrung
    4
    Gekapselte elektronische Baueinheit
    5
    Hochvolt-Stecker
    6
    Zellverbinder
    7
    Befestigungsmittel
    8
    Distanzelement
    8.1
    Bohrung
    9
    Befestigungsmittel
    10
    Befestigungsmittel
    11
    Abgewinkelter Zellverbinder
    12
    Batteriegehäuse
    12.1
    Gehäuseoberteil
    12.2
    Gehäuseunterteil
    12.21
    Bohrung
    12.22
    Erste Aussparung
    12.23
    Zweite Aussparung
    13
    Befestigungsmittel
    B
    Batterie
    OS
    Oberseite
    O
    Öffnung
    P
    Pol
    P1
    erster Pol
    P2
    letzter Pol
    S
    Schutzschicht
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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Claims (17)

  1. Batterie (B) mit einer in einem Batteriegehäuse (12) angeordneten Wärmeleitplatte (2) zum Temperieren der Batterie (B), wobei mehrere elektrisch parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen (1) Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte (2) verbunden sowie an dieser befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein elektronisches Bauelement als eine gekapselte elektronische Baueinheit (3, 4) ausgebildet ist, die im Gehäuseinneren an der Wärmeleitplatte (2) befestigt ist.
  2. Batterie (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gekapselte elektronische Baueinheit (3, 4) ober- und/oder unterseitig an der Wärmeleitplatte (2) angeordnet ist.
  3. Batterie (B) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer oberseitig der Wärmeleitplatte (2) angeordneten gekapselten elektronischen Baueinheit (3, 4) und unterseitig der Wärmeleitplatte (2) angeordneten Einzelzellen (1) die gekapselte elektronische Baueinheit (3, 4) hinsichtlich der Längen- und/oder Breitenausdehnung zumindest gleich groß oder kleiner als die Wärmeleitplatte (2) ist.
  4. Batterie (B) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer unterseitig der Wärmeleitplatte (2) angeordneten gekapselten elektronischen Baueinheit (3, 4) und unterseitig der Wärmeleitplatte (2) angeordneten Einzelzellen (1) die gekapselte elektronische Baueinheit (3, 4) hinsichtlich der Höhen- und/oder Breitenausdehnung zumindest gleich groß oder kleiner als ein Zellverbund der Einzelzellen (1) ist.
  5. Batterie (B) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuseinneren angeordnete Komponenten mit einer gemeinsamen Schutzschicht (2) versehen sind.
  6. Batterie (B) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die im Gehäuseinneren angeordneten Komponenten zumindest die Einzelzellen (1), die Wärmeleitplatte (2) und zumindest eine gekapselte elektronische Baueinheit (3, 4) umfassen.
  7. Batterie (B) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (S) aus einem Lack und/oder Silikon gebildet ist.
  8. Batterie (B) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (S) wärmeleitfähig, elektrisch isolierend und feuchtigkeitsdicht ausgebildet ist.
  9. Batterie (B) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse (12) aus einem Gehäuseoberteil (12.1) und einem Gehäuseunterteil (12.2) gebildet ist.
  10. Batterie (B) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitplatte (2) und/oder die gekapselten elektronischen Baueinheiten (3, 4) lösbar im Gehäuseinneren befestigt sind.
  11. Batterie (B) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse (12) mit Aussparungen (12.22, 12.23) versehen ist, durch welche Anschlusselemente der Wärmeleitplatte (2) und/oder der gekapselten elektronischen Baueinheit (3, 4) nach außen ragen.
  12. Batterie (B) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusselemente einen Hochvolt-Stecker (5) und/oder Kühlkanalanschlüsse (2.5) umfassen.
  13. Verfahren zur Herstellung einer Batterie (B) mit einer in einem Batteriegehäuse (12) angeordneten Wärmeleitplatte (2) zum Temperieren der Batterie (B), bei dem mehrere elektrisch parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen (1) Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte (2) verbunden sowie an dieser befestigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer Endmontage der Batterie (B) zumindest ein elektronisches Bauelement als eine gekapselte elektronische Baueinheit (3, 4) an der Wärmeleitplatte (2) befestigt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Endmontage der Batterie (B) auf im Gehäuseinneren angeordnete Komponenten eine gemeinsame Schutzschicht (S) aufgebracht wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (S) mittels eines Tauchvorganges und/oder eines Spritzvorganges aufgebracht wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Endmontage der Batterie (B) die Wärmeleitplatte (2) und/oder die und/oder die gekapselten elektronischen Baueinheiten (3, 4) lösbar im Gehäuseinneren befestigt werden.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Endmontage der Batterie (B) ein Gehäuseoberteil (12.1) auf einem Gehäuseunterteil (12.2) befestigt wird.
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