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Die Erfindung betrifft eine Drahtgeflechtanordnung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung eines Gehäuses eines elektrischen Energiespeichers, aufweisend ein elektrisch isolierendes Kernelement und ein elektrisch leitfähiges Drahtgeflecht, welches das Kernelement entlang seiner Längsachse ummantelt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Gehäuse für einen elektrischen Energiespeicher.
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Aus der
US 11 792 966 B2 ist ein flexibles Laminat zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung bekannt. Das Laminat umfasst eine Metallfolie und ein flächiges Substrat aus einem Fasermaterial, Folienmaterial oder Schaumstoffmaterial, wobei das Laminat eine Vielzahl von Objekten umfasst, die durch Einschnitte in eine Grundfläche des Laminates gebildet werden. Jedes Objekt der Vielzahl von Objekten weist zwei oder mehrere Einschnitte mit einem gemeinsamen Ausgangspunkt auf, wobei die wie oder mehr Einschnitte oder jeder der zwei benachbarten Einschnitte der zwei oder mehr Einschnitte definieren einen Winkel von 45° von 160°. Jeder Einschnitt der zwei oder mehr Einschnitte perforiert die Metallfolie und das flächige Substrat vollständig.
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Darüber hinaus beschreibt die
US 2022/0247028 A1 ein Batteriepackgehäuse für einen Batteriepack, der eine Vielzahl von Batteriezellen aufweist. Das Batteriepackgehäuse umfasst einen Umfassungsrahmen, welcher eine Vielzahl von Wänden aufweist, die so angeordnet sind, dass sie die Batteriezellen umgeben; und eine obere Platte, die an den Wänden des Umfassungsrahmens befestigt ist und eine Oberseite des Batteriepackgehäuses bildet. Dabei ist die obere Platte unter Verwendung eines Klebstoffes an dem Umfassungsrahmen befestigt, wobei die obere Platte von dem Umfassungsrahmen für einen Zugang zu internen Komponenten des Batteriepacks abnehmbar ist.
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Ferner offenbart die
US 2023/0291055 A1 ein Batteriemodul mit einem Gehäuseelement aus einem metallischen Werkstoff und ein Deckelelement aus einem metallischen Werkstoff, wobei das Gehäuseelement und das Deckelelement durch mehrere Schraubverbindungen miteinander verbunden sind. Mittels des Gehäuseelementes und des Deckelelementes ist ein gemeinsamer Innenraum zur Aufnahme mehrerer Batteriezellen ausgebildet, wobei zwischen dem Gehäuseelement und dem Deckelelement ein elektrischer Kontakt hergestellt wird.
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Die
US 11 616 267 B2 beschreibt ein modulares System für eine Traktionsbatterie eines Fahrzeuges mit mehreren Batteriemodulen, wobei jedes Batteriemodul ein modulares Gehäuse umfasst, in dem mehrere Batteriezellen angeordnet sind. Jedes modulare Gehäuse umfasst eine Gehäuseschale und zwei Gehäusedeckel, die jedes Ende der Gehäuseschale abdecken, wobei die Gehäuseschale und die zwei Gehäusedeckel eine flüssigkeitsdichte Kammer begrenzen, in welcher die Batteriezellen angeordnet sind. Jedes der Batteriemodule ist über eine mechanische Schnittstelle unabhängig an einer Unterseite des Fahrzeuges befestigbar, wobei einer der beiden Gehäusedeckel jedes Gehäuses mit einem Kühlmittelanschluss zum Austausch eines von einem Kühlsystem des Fahrzeuges bereitgestellten Kühlmittels mit einem jeweiligen Batteriemodul versehen ist.
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DE 10 2021 115 269 A1 betrifft die Verwendung eines Laminats, umfassend a) wenigstens eine Metallfolie, wobei die Metallfolie eine Dicke von 3 bis 250 µm aufweist, und b) ein flächiges Substrat, umfassend einen Vliesstoff mit einem Quotienten der Höchstzugkraft, bestimmt nach ISO 9073-3:1989(E), längs zu quer von 1:2 bis 2:1,wobei das Laminat eine Höchstzugkraft, längs und/oder quer bestimmt nach ISO 9073-3:1989(E) im Bereich von 50 bis 800 N/5cm und eine Dehnung, längs und/oder quer bestimmt nach ISO 9073-3:1989(E), von weniger als 30 % aufweist, zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drahtgeflechtanordnung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung und ein Gehäuse für einen elektrischen Energiespeicher anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Drahtgeflechtanordnung, welche die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und durch ein Gehäuse, welches die in Anspruch 9 angegebenen Merkmale aufweist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Drahtgeflechtanordnung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung eines Gehäuses eines elektrischen Energiespeichers umfasst ein elektrisch isolierendes Kernelement und ein elektrisch leitfähiges Drahtgeflecht, welches das Kernelement entlang seiner Längsachse ummantelt. Erfindungsgemäß ist zumindest ein Klammerelement zur form- und kraftschlüssigen Verbindung zweier Enden des mittels des Drahtgeflechtes ummantelten Kernelementes zur Bildung einer Schlaufe vorgesehen.
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Mittels des Klammerelementes können die beiden Enden des ummantelten Kernelementes vergleichsweise einfach miteinander verbunden werden, ohne dass sich Partikel aufgrund einer Verbindungstechnik von den Enden des Drahtgeflechtes lösen und dadurch ein Eintrag der gelösten metallischen Partikel erfolgt, woraus ein Systemausfall innerhalb des elektrischen Energiespeichers resultieren kann.
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Darüber hinaus ist das mittels des Drahtgeflechtes ummantelte Kernelement mittels des Klammerelementes verliersicher an dem Gehäuse anordbar, so dass keine hinterschnittene Nut zur Anordnung des ummantelten Kernelementes erforderlich ist.
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Die beiden Enden des ummantelten Kernelementes sind mittels des Klammerelementes miteinander verbindbar, so dass zur Bildung der Schlaufe kein elektrisch isolierendes Klebeband und kein Klebstoff verwendet werden muss. Durch Verwendung des Klammerelementes kann eine gesamte Übergangsfläche genutzt werden, wobei eine elektrische Leitfähigkeit des ummantelten Kernelementes unvermindert ist.
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In einer Ausführung ist das Klammerelement in einem Auslieferzustand entlang der Längsachse des mittels des Drahtgeflechtes ummantelten Kernelementes verschiebbar angeordnet. Dadurch kann das Klammerelement dort positioniert werden, wo die Enden des ummantelten Kernelementes zur Bildung einer Schlaufe durch Verbiegen des Klammerelementes und/oder Veröden mit dem Klammerelement miteinander verbunden werden sollen. Eine Länge der Schlaufe ist also weitestgehend frei wählbar, so dass das ummantelte Kernelement an einem bestimmten Maß abgelängt und mit seinem weiteren Ende verbunden werden kann.
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In einer möglichen Ausführung weist das Klammerelement in seinem Auslieferzustand im Querschnitt eine Trapezform mit einer zwischen zwei Schenkeln ausgebildeten Öffnung auf. Mittels der Öffnung ist das Klammerelement an dem mit dem Drahtgeflecht ummantelten Kernelement anordbar, wobei das ummantelte Kernelement durch die Öffnung in einen Innenraum des Klammerelementes gedrückt wird. Alternativ kann das Klammerelement auch auf das ummantelte Klammerelement aufgeschoben werden.
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In einer Ausführung ist das Klammerelement aus einem elektrisch leitfähigen Material und/oder plastisch verformbar ausgebildet, so dass das Klammerelement durch Biegen der Schenkel kraft- und formschlüssig an dem ummantelten Kernelement gehalten ist, insbesondere zur Verbindung der Enden des mittels des Drahtgeflechtes ummantelten Kernelementes. Zudem ist, da das Klammerelement aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist, die Abschirmung der elektromagnetischen Strahlung des Drahtgeflechtes in einem mittels des Klammerelementes gebildeten Verbindungsbereich nicht unterbrochen. Beispielsweise ist das Klammerelement aus Stahl und/oder zumindest einem Nichteisenmetall gebildet.
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In einer weiteren Ausführung ist der jeweilige Schenkel des Klammerelementes in einem Montagezustand bei gebildeter Schlaufe in Richtung des jeweils anderen Schenkels und in Richtung des Kernelementes gebogen. Dadurch ist das ummantelte Kernelement abschnittsweise innerhalb des Klammerelementes angeordnet, um die beiden Enden kraft- und formschlüssig zu verbinden.
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In einer Ausführung ist das Kernelement aus einem Elastomer und/oder Polyurethan-Schaum und/oder aus Silikon gebildet, um beispielsweise zusätzlich zu der Abschirmung elektromagnetischer Strahlung eine Dichtfunktion, insbesondere für das Gehäuse des elektrischen Energiespeichers, sicherzustellen.
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Um die Schenkel des Klammerelementes zum Verbinden der Enden des ummantelten Kernelementes in Richtung des ummantelten Kernelementes zu verbiegen und somit einen Kraft- und Formschluss in Bezug auf das ummantelte Kernelement herzustellen, ist das Kernelement in einem vorgebbaren Bereich elastisch verformbar. Beispielsweise ist das Kernelement bis zur 80 % komprimierbar, also elastisch verformbar.
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In einer weiteren Ausführung ist das mittels des Drahtgeflechtes ummantelte Kernelement als Dichtelement ausgebildet und beispielsweise zur Abdichtung zwischen einem kastenförmigen Gehäuseteil und einem Gehäusedeckel des elektrischen Energiespeichers angeordnet.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Gehäuse für einen elektrischen Energiespeicher mit einem kastenförmigen Gehäuseteil und einem Gehäusedeckel sowie einer Drahtgeflechtanordnung, welches zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung umlaufend zwischen dem Gehäuseteil und dem Gehäusedeckel angeordnet ist.
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Mittels des mittels des Drahtgeflechtes ummantelten Kernelementes und des Klammerelements kann eine Schlaufe gebildet werden, ohne dass die Abschirmung elektromagnetischer Strahlung des Drahtgeflechtes beeinflusst ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch eine mittels einer Drahtgeflechtanordnung gebildete Schlaufe,
- 2 schematisch eine Schnittdarstellung der Drahtgeflechtanordnung mit einem Klammerelement in seinem Auslieferzustand,
- 3 schematisch eine Schnittdarstellung der Drahtgeflechtanordnung mit einem Klammerelement in einem Montagezustand,
- 4 schematisch eine Schnittdarstellung der Drahtgeflechtanordnung unmittelbar vor dem Klammerelement in dem Auslieferzustand,
- 5 schematisch eine perspektivische Ansicht eines vergrößerten Ausschnittes einer mittels des Klammerelementes gebildeten Verbindungsstelle und
- 6 schematisch eine perspektivische Ansicht eines vergrößerten teiltransparenten Ausschnittes einer mittels des Klammerelementes gebildeten Verbindungsstelle.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer mittels einer Drahtgeflechtanordnung D gebildeten Schlaufe.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung der Drahtgeflechtanordnung D mit einem Klammerelement 1 in seinem Auslieferzustand A und in 3 ist eine Schnittdarstellung der Drahtgeflechtanordnung D mit dem Klammerelement 1 in einem Montagezustand M dargestellt.
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4 zeigt eine Schnittdarstellung der Drahtgeflechtanordnung D unmittelbar vor dem Klammerelement 1 in seinem Auslieferzustand A.
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In 5 ist eine perspektivische Ansicht eines vergrößerten Ausschnittes einer mittels des Klammerelementes 1 gebildeten Verbindungsstelle von zwei Enden E eines mittels eines Drahtgeflechtes 2 ummantelten elektrisch isolierenden Kernelementes 3 und in 6 ist eine perspektivische Ansicht eines vergrößerten teiltransparenten Ausschnittes der mittels des Klammerelementes 1 gebildeten Verbindungsstelle gezeigt.
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Im Allgemeinen ist bekannt, dass bei einem mittels eines Drahtgeflechtes 2 ummantelten Kernelementes 3 zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung das Problem besteht, wenn das ummantelte Kernelement 3 auf eine vorgegebene Länge abgelängt wird, das Drahtgeflecht 2, insbesondere dessen Maschen, zertrennt werden. Dieser Umstand kann prozessbedingt nicht vermieden werden. Teile der zertrennten Maschen sind lose und können somit als metallische Partikel, beispielsweise in ein Gehäuse eines elektrischen Energiespeichers eingetragen werden, wodurch ein Systemausfall innerhalb des elektrischen Energiespeichers auftreten kann.
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Darüber hinaus ist ein verliersicherer Verbau des mittels des Drahtgeflechtes 2 ummantelten Kernelementes 3 bei einem solchen Gehäuse im Wesentlichen ausschließlich mittels einer Nut mit Hinterschnitt möglich, da ein Vorhalt für einen Volumenausgleich in der Nut erforderlich ist.
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Weiterhin werden üblicherweise, um eine Schlaufe mittels des ummantelten Kernelementes 3 zu bilden, beide Enden des ummantelten Kernelementes 3 mittels Klebstoffes gefügt und/oder mittels Klebebands umwickelt. Das hat zur Folge, dass eine elektrische Leitfähigkeit partiell nicht vorhanden sein kann beziehungsweise ein Übergangswiderstand zu hoch ist.
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Um mittels des mittels des Drahtgeflechtes 2 ummantelten Kernelementes 3, welches aus einem Elastomer, Polyurethan-Schaum und/oder aus Silikon gebildet ist und elastisch verformbar ist, eine Schlaufe zu bilden, ohne dass die elektrische Leitfähigkeit des Drahtgeflechtes 2 unterbrochen oder beeinträchtigt ist, ist die Drahtgeflechtanordnung D, wie im Folgenden beschrieben, ausgebildet.
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Die Drahtgeflechtanordnung D weist das Drahtgeflecht 2, das von diesem ummantelte Kernelement 3 und eine Anzahl von metallischen Klammerelementen 1 auf, die an dem ummantelten Kernelement 3 angeordnet sind. Ein solches Drahtgeflecht 2 wird auch als Drahtgestrick bezeichnet.
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Bevor das Klammerelement 1 zur Bildung der Schlaufe verwendet wird, weist das Klammerelement 1 einen Auslieferungszustand A auf, wie in 2 gezeigt ist.
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Das Klammerelement 1 ist in Abhängigkeit seiner Anforderungen konzipiert und ist aus Stahl und/oder zumindest einem Nichteisenmetall gebildet.
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In dem Auslieferungszustand A weist das Klammerelement 1 im Wesentlichen eine Trapezform auf, wobei mittels einer Öffnung O zwei Schenkel S gebildet sind. Beispielsweise ist das Klammerelement 1 im Auslieferzustand A verschiebbar an dem ummantelten Kernelement 3 angeordnet.
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Ist vorgesehen, mittels des mittels des Drahtgeflechtes 2 ummantelten Kernelementes 3 eine Schlaufe zu bilden, wie in 1 gezeigt ist, wobei eine Länge des ummantelten Kernelementes 3 variieren kann, werden die beiden Enden E des mittels des Drahtgeflechtes 2 ummantelten Kernelementes 3 mittels des Klammerelementes 1 verbunden.
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Hierzu werden die beiden Enden E in das Klammerelement 1 eingeschoben, wie in den 5 und 6 gezeigt ist. Anschließend werden die beiden Schenkel S in Richtung des jeweils anderen Schenkels S und in Richtung des Kernelementes 3 gebogen, wodurch das mittels des Drahtgeflechtes 2 ummantelte Kernelement 3, das heißt das jeweilige Ende E, elastisch verformt und die beiden Enden E mittels des Klammerelementes 1 kraft- und formschlüssig gehalten sind. Zur Verbindung der Enden E mittels des Klammerelementes 1 können manuelle und/oder automatisierte Vorrichtungen genutzt werden.
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Das Klammerelement 1, welches nun seinen Montagezustand M aufweist, kontaktiert dabei mit dem Drahtgeflecht 2, so dass die Abschirmung elektromagnetischer Strahlung nicht unterbrochen ist. Beispielsweise sind die Enden E verödet. Dabei ist unter Veröden zu verstehen, dass die eine Schneidfläche aufweisenden Enden E versiegelt werden, dass ein Lösen metallischer Partikel von den Enden E weitestgehend ausgeschlossen werden kann.
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Geometrisch ist das Klammerelement 1 in Abhängigkeit eines zu überbrückenden Spaltes zwischen den Enden E und einem Material des Kernelementes 3 ausgebildet, wobei geometrisch und/oder physikalische Grenzen gegeben sind. Eine Dicke der Schenkel S ist abhängig von einem gewählten Material des Klammerelementes 1 und dem Material des Kernelementes 3 festgelegt, wobei eine Dicke von 0,1 mm nicht unterschritten wird, beispielsweise 0,15 mm oder 0,2 mm.
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Ist vorgesehen, die Drahtgeflechtanordnung D in Form der Schlaufe in einer Nut, beispielsweise eines kastenförmigen Gehäuseteiles oder eines Gehäusedeckels eines Gehäuses des elektrischen Energiespeichers anzuordnen, wird eine Haltekraft durch einen Kraftschluss zwischen die Nut begrenzende Seitenwände und den Schenkeln S des Klammerelementes 1 sichergestellt. Somit ist die Drahtgeflechtanordnung D verliersicher in der Nut gehalten.
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Die hierin in Bezug auf eine Drahtgeflechtanordnung beschriebenen Merkmale und deren Vorteile können sich ebenso auf ein hierin beschriebenes Gehäuse für einen elektrischen Energiespeicher beziehen und umgekehrt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Klammerelement
- 2
- Drahtgeflecht
- 3
- Kernelement
- A
- Auslieferzustand
- D
- Drahtgeflechtanordnung
- O
- Öffnung
- S
- Schenkel