[go: up one dir, main page]

DE102024107708B3 - Battery case with adapter - Google Patents

Battery case with adapter Download PDF

Info

Publication number
DE102024107708B3
DE102024107708B3 DE102024107708.5A DE102024107708A DE102024107708B3 DE 102024107708 B3 DE102024107708 B3 DE 102024107708B3 DE 102024107708 A DE102024107708 A DE 102024107708A DE 102024107708 B3 DE102024107708 B3 DE 102024107708B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery
housing
battery module
adapters
battery housing
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
DE102024107708.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Sebastian Stoll
Helge Claussen
Michael Rauscher
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.)
Webasto SE
Original Assignee
Webasto SE
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 Webasto SE filed Critical Webasto SE
Priority to DE102024107708.5A priority Critical patent/DE102024107708B3/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102024107708B3 publication Critical patent/DE102024107708B3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/244Secondary casings; Racks; Suspension devices; Carrying devices; Holders characterised by their mounting method
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse (10) zur Aufnahme von eine Mehrzahl von Batteriezellen umfassenden Batteriemodulen (24), umfassend mindestens zwei Adapter (20, 22) zum Lagern von mindestens einem Batteriemodul (24), wobei die Adapter (20, 22) in an sich gegenüberliegenden Innenwandflächen (14) des Gehäuses (10) angeordneten Aufnahmen mittels Schrauben (26) befestigt sind, wobei die jeweilige Schraubachse der Schrauben (26) zur Vertikalen, welche einer Stapelrichtung entspricht, geneigt ist.

Figure DE102024107708B3_0000
The present invention relates to a battery housing (10) for accommodating battery modules (24) comprising a plurality of battery cells, comprising at least two adapters (20, 22) for supporting at least one battery module (24), wherein the adapters (20, 22) are fastened by means of screws (26) in receptacles arranged on opposite inner wall surfaces (14) of the housing (10), wherein the respective screw axis of the screws (26) is inclined to the vertical, which corresponds to a stacking direction.
Figure DE102024107708B3_0000

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse für Batteriemodule, insbesondere zum Bereitstellen einer stapelbaren Anordnung von Batteriemodulen innerhalb eines Batteriegehäuses.The present invention relates to a battery housing for battery modules, in particular for providing a stackable arrangement of battery modules within a battery housing.

Stand der TechnikState of the art

Batterien werden insbesondere als Hochspannungsbatterien oder Traktionsbatterien verwendet, beispielsweise um elektrische Energie in einem elektrischen Fahrzeug (EV) bereitzustellen. Die Batterien umfassen dabei typischerweise mehrere Batteriemodule, wobei in jedem Batteriemodul eine Vielzahl an Batteriezellen angeordnet sind, beispielsweise in Form von Pouchzellen, prismatischen Zellen oder zylindrischen Zellen. Mit anderen Worten bilden Batteriemodule eine Art Unterbaugruppe, welche die Fertigung und Montage der Batterie strukturiert oder vorgibt. Die Anzahl der Batteriemodule, die innerhalb der Batterie angeordnet sein können, ist dabei typischerweise auf die Dimensionierung des Gehäuses beschränkt. Eine besondere Herausforderung, die sich dabei stellt, ist die Nutzung der vorhandenen Höhe innerhalb des Batteriegehäuses zur Ausbildung einer Batterie.Batteries are used in particular as high-voltage batteries or traction batteries, for example to provide electrical energy in an electric vehicle (EV). The batteries typically comprise several battery modules, with each battery module containing a large number of battery cells, for example in the form of pouch cells, prismatic cells or cylindrical cells. In other words, battery modules form a type of subassembly that structures or specifies the production and assembly of the battery. The number of battery modules that can be arranged within the battery is typically limited to the dimensions of the housing. A particular challenge that arises here is the use of the existing height within the battery housing to form a battery.

So hat es sich als eine Herausforderung erwiesen, Batteriemodule übereinander, in mehreren Lagen oder mehrstöckig anzuordnen. Eine solche Anordnung kann dann vorteilhaft sein, wenn der zur Verfügung stehende Bauraum um ein Mehrfaches höher als die einzelne Batteriezelle beziehungsweise das einzelne Batteriemodul in seiner vorgegebenen Ausrichtung ist.Arranging battery modules one above the other, in multiple layers, or in multiple levels has proven to be a challenge. Such an arrangement can be advantageous when the available installation space is several times higher than the individual battery cell or battery module in its specified orientation.

Aus dem Stand der Technik sind zwar mehrlagige oder mehrschichtige Anordnungen bekannt. Diese sind jedoch typischerweise nur zweilagig. Um die zweischichtige Anordnung zu ermöglichen, kann beispielsweise ein Zwischenboden zur Montage der oberen Schicht vorgesehen sein oder es kann alternativ eine Schicht oberhalb des Gehäusedeckels angeordnet werden. Alternativ können zweilagige Batteriemodule eingesetzt werden, welche beispielsweise mittels einer zwischengelagerten Kühlplatte voneinander getrennt sind. Diese Bauweisen erfordern jedoch eine aufwändige Innenstruktur des Batteriegehäuses, welche mit einem hohen Materialaufwand einhergeht. Weiterhin sind für solche Konfigurationen eine hohe Anzahl von Montageschritten erforderlich, wobei die Montage aufgrund der vorgegeben Innenstruktur aufwändig ist. Die Gesamtkosten, die Innenstruktur und auch das Gesamtgewicht können die jeweilige Anwendung dabei erheblich limitieren, sodass in der Regel nicht mehr als zwei Batteriemodulschichten verwirklicht werden können.Multi-layer or multi-layered arrangements are known from the prior art. However, these are typically only two-layered. To enable the two-layer arrangement, for example, an intermediate base can be provided for mounting the upper layer, or alternatively, a layer can be arranged above the housing cover. Alternatively, two-layer battery modules can be used, which are separated from each other, for example, by an intermediate cooling plate. However, these designs require a complex internal structure of the battery housing, which is associated with high material expenditure. Furthermore, such configurations require a large number of assembly steps, and assembly is complex due to the predetermined internal structure. The overall costs, the internal structure, and also the overall weight can significantly limit the respective application, so that usually no more than two battery module layers can be implemented.

Entsprechend besteht ein Bedarf, ein Batteriegehäuse bereitzustellen, welches eine einfachere und/oder verbesserte mechanische Befestigung von Batteriemodulen im Gehäuse und insbesondere eine mehrschichtige Anordnung ermöglicht.Accordingly, there is a need to provide a battery housing which enables a simpler and/or improved mechanical fastening of battery modules in the housing and in particular a multi-layer arrangement.

Aus US 2021/0066688 A1 ist eine Anordnung eines Energiespeichers bekannt, welche als Stapel ausgebildet ist und wobei Adapter zur Befestigung vorgesehen sind. Weiterhin ist aus der JP 2001-097 049 A ein Batteriegehäuse für ein elektrisches Fahrzeug bekannt, wobei Schienen zur Halterung einer Batterie vorgesehen sind.Out of US 2021/0066688 A1 an arrangement of an energy storage device is known, which is designed as a stack and in which adapters are provided for fastening. Furthermore, JP 2001-097 049 A a battery housing for an electric vehicle is known, wherein rails are provided for holding a battery.

Darstellung der ErfindungDescription of the invention

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechend verbessertes Batteriegehäuse bereitzustellen. Insbesondere kann eine Aufgabe darin gesehen werden, eine mehrschichtige Anordnung von Batteriemodulen innerhalb eines Batteriegehäuses bei einer vereinfachten Montage zu ermöglichen.Based on the known prior art, it is an object of the present invention to provide a correspondingly improved battery housing. In particular, one object can be seen in enabling a multi-layer arrangement of battery modules within a battery housing with simplified assembly.

Die Aufgabe wird durch ein Batteriegehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.The object is achieved by a battery housing having the features of claim 1 and claim 2. Advantageous further developments emerge from the subclaims, the description and the figures.

Entsprechend wird ein Batteriegehäuse zur Aufnahme von jeweils eine Mehrzahl Batteriezellen umfassenden Batteriemodulen vorgeschlagen, umfassend mindestens zwei Adapter zum Lagern mindestens eines der Batteriemodule, wobei die Adapter in an sich gegenüberliegenden Innenwandflächen des Gehäuses vorgesehenen Aufnahmen mittels Schrauben befestigt sind und wobei die jeweilige Schraubachse der Schrauben in der jeweiligen Aufnahme zur Vertikalen, welche einer Stapelrichtung entspricht, geneigt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Batteriegehäuse für mindestens zwei übereinander gestapelte Batteriemodulschichten ausgebildet ist. Dabei umfasst jede Batteriemodulschicht mindestens ein Batteriemodul, wobei das mindestens eine Batteriemodul der untersten Batteriemodulschicht direkt mit dem Batteriegehäuse verschraubt und jedes Batteriemodul einer über der untersten Batteriemodulschicht angeordneten Batteriemodulschicht mittels Adapter am Gehäuse befestigt sind. Alternativ oder zusätzlich zu der Befestigung der Batteriemodule in den Batteriemodulschichten ist vorgesehen, dass zumindest zwei Innenwandflächen, welche zumindest einen Teil der vorgegebenen Aufnahmen aufweisen, zur Vertikalen derart geneigt sind, dass eine Breite eines inneren Hohlraums des Batteriegehäuses sich in Stapelrichtung verbreitert.Accordingly, a battery housing for accommodating battery modules, each comprising a plurality of battery cells, is proposed, comprising at least two adapters for supporting at least one of the battery modules, wherein the adapters are fastened by means of screws in receptacles provided on opposing inner wall surfaces of the housing, and wherein the respective screw axis of the screws in the respective receptacle is inclined to the vertical, which corresponds to a stacking direction. According to the invention, the battery housing is designed for at least two battery module layers stacked one above the other. Each battery module layer comprises at least one battery module, wherein the at least one battery module of the lowest battery module layer is screwed directly to the battery housing, and each battery module of a battery module layer arranged above the lowest battery module layer is fastened to the housing by means of adapters. Alternatively or in addition to the fastening of the battery modules in the battery module layers, it is provided that at least two inner wall surfaces, which have at least some of the predetermined receptacles, are inclined to the vertical such that a width an inner cavity of the battery housing widens in the stacking direction.

Dadurch, dass die Schraubenachsen zur Vertikalen geneigt in die Aufnahmen eingeschraubt sind, kann eine besonders platzsparende Befestigung in einer Richtung senkrecht zur Stapelrichtung und von der jeweiligen Innenwandfläche wegführend gewährleistet werden. Entsprechend kann der vorhandene Bauraum, das heißt ein vom Gehäuse definierter, innerer Hohlraum sehr effizient für die Batteriemodule genutzt werden, sodass die Batteriemodule jeweils eine höhere Anzahl von Batteriezellen umfassen können und die entsprechende, sich daraus ergebende Batterie eine höhere Energiedichte aufweisen kann.Because the screw axes are screwed into the receptacles at an angle to the vertical, a particularly space-saving fastening in a direction perpendicular to the stacking direction and away from the respective inner wall surface is ensured. Accordingly, the available installation space—that is, an internal cavity defined by the housing—can be used very efficiently for the battery modules, allowing the battery modules to each contain a larger number of battery cells, and the resulting battery to have a higher energy density.

Während die Vertikale der Stapelrichtung entspricht und eine Höhe des Batteriegehäuses definierten kann, wird durch die Horizontale entsprechend eine Horizontalebene definiert, welche sich senkrecht zur Vertikalen erstreckt. Entsprechend wird dadurch, dass die Schraubenachsen zur Vertikalen geneigt in die Aufnahmen eingeschraubt sind, in einer bestimmten horizontalen Richtung, welche von der Innenwandfläche wegführt, ein vergrößerter Freiraum bereitgestellt. Die Erstreckung des Gehäuses ist dabei so zu verstehen, dass das Gehäuse eine Höhe in vertikaler Richtung, eine Länge in einer ersten horizontalen Richtung und eine Breite in einer zweiten horizontalen Richtung aufweist, wobei die Höhe, die Breite und die Länge orthogonal zueinander sind. Durch das Gehäuse ist entsprechend ein definiertes Innenvolumen gegeben beziehungsweise ein innerer Hohlraum definiert.While the vertical corresponds to the stacking direction and can define a height of the battery housing, the horizontal correspondingly defines a horizontal plane which extends perpendicular to the vertical. Accordingly, because the screw axes are screwed into the receptacles at an angle to the vertical, an increased free space is provided in a specific horizontal direction which leads away from the inner wall surface. The extension of the housing is to be understood such that the housing has a height in the vertical direction, a length in a first horizontal direction and a width in a second horizontal direction, wherein the height, width and length are orthogonal to one another. Accordingly, the housing provides a defined internal volume or defines an internal cavity.

Darüber hinaus bewirkt die geneigte Anordnung beziehungsweise Verschraubung, dass die Schrauben von einer Oberseite des Gehäuses aus mit einem Schraubwerkzeug gut erreichbar sind und angezogen werden können, sodass die Montage der Adapter und der Batteriemodule erheblich erleichtert und gegebenenfalls automatisiert werden kann. Mit anderen Worten wird auf diese Weise eine verbesserte industrielle Fertigung ermöglicht.Furthermore, the inclined arrangement and screw connection ensures that the screws are easily accessible and can be tightened with a screwdriver from the top of the housing, thus significantly simplifying the assembly of the adapters and battery modules and, if necessary, enabling automation. In other words, this enables improved industrial production.

Aufgrund der Adapter können eine vollflächige Zwischenplatte oder auch eine komplexe rahmenförmige Innenstruktur mit entsprechenden Halterungen und Stützen für eine mehrschichtige Anordnung der Batteriemodule entfallen. Dadurch wird nicht nur die Montage der Batterie an sich vereinfacht, sondern es lässt sich dadurch auch das resultierende Gewicht des Batteriegehäuses erheblich verringern, wobei gleichzeitig der Materialaufwand und die damit einhergehenden Kosten gesenkt werden können.Thanks to the adapters, a full-surface intermediate plate or even a complex frame-like internal structure with corresponding brackets and supports for a multi-layer arrangement of the battery modules can be eliminated. This not only simplifies the assembly of the battery itself, but also significantly reduces the resulting weight of the battery housing, while simultaneously reducing material requirements and the associated costs.

Gleichermaßen ermöglichen die Adapter, dass die Modularität der Batteriemodule beibehalten werden kann, zumal mehrere Batteriemodule anhand der Adapter und der vorgegebenen Aufnahmen einfach übereinander angeordnet und am Gehäuse befestigt werden können. Entsprechend kann die Höhe des Batteriegehäuses einfach an die Dimensionierung, Höhe und Anzahl der vorgesehenen Batteriemodule angepasst werden. Es sind somit weder mehrere aufeinander gestapelte separate Batterien (mit den jeweiligen Batteriegehäusen) erforderlich, noch muss die Anzahl von Batteriezellenlagen innerhalb eines Batteriemoduls an die vorgesehene Energiedichte der Batterie angepasst werden.The adapters also allow the modularity of the battery modules to be maintained, especially since multiple battery modules can be easily stacked and attached to the housing using the adapters and the predefined mounts. Accordingly, the height of the battery housing can be easily adjusted to the dimensions, height, and number of the intended battery modules. This eliminates the need for multiple separate batteries (with their respective battery housings) stacked on top of each other, nor does the number of battery cell layers within a battery module need to be adjusted to the intended energy density of the battery.

Das Batteriegehäuse kann insbesondere vier Seitenwände und eine Bodenplatte aufweisen, welche bevorzugt fest miteinander verbunden sind. In Stapelrichtung kann oberhalb des obersten Batteriemoduls, das heißt, des Batteriemoduls, welches am weitesten entfernt von einer Bodenplatte liegt, ein Gehäusedeckel vorgesehen sein. Beispielsweise ist der Gehäusedeckel im montierten Zustand der Batterie chassisseitig angeordnet beziehungsweise grenzt am Chassis eines elektrischen Fahrzeugs an und/oder ist damit verbunden. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Oberseite vom Gehäuse unmittelbar mit einem Chassis verbunden wird, sodass ein Gehäusedeckel entsprechend optional entfallen kann.The battery housing can, in particular, have four side walls and a base plate, which are preferably firmly connected to one another. In the stacking direction, a housing cover can be provided above the uppermost battery module, i.e., the battery module furthest from a base plate. For example, when the battery is mounted, the housing cover is arranged on the chassis side or is adjacent to the chassis of an electric vehicle and/or is connected to it. Alternatively, it can also be provided that the top side of the housing is directly connected to a chassis, so that a housing cover can optionally be omitted.

Die Vertikale entspricht wie angegebenen im Wesentlichen einer Stapelrichtung. Bevorzugt entspricht die Vertikale dabei einer Richtung, welche senkrecht zu einer Bodenplatte verläuft. Entsprechend können Batteriemodule in einem Gravitationsfeld übereinandergestapelt werden. Batteriemodule können dabei auch in einer Horizontalen nebeneinander angeordnet sein, sodass das Batteriegehäuse mindestens zwei übereinander gelagerte Batteriemodulschichten aufweisen kann, wobei jede Batteriemodulschicht mindestens zwei oder genau zwei nebeneinander gelagerte Batteriemodule umfassen kann. Es sind hier an den jeweiligen vorgegebenen Formfaktor angepasste Gestaltungen möglich.As stated, the vertical essentially corresponds to a stacking direction. Preferably, the vertical corresponds to a direction that runs perpendicular to a base plate. Accordingly, battery modules can be stacked one on top of the other in a gravitational field. Battery modules can also be arranged horizontally next to one another, so that the battery housing can have at least two battery module layers stacked one on top of the other, with each battery module layer comprising at least two or exactly two battery modules stacked next to one another. Designs adapted to the respective specified form factor are possible.

Die Innenwandflächen, welche die vorgegebenen Aufnahmen für die Adapter aufweisen, sind einander zugewandt. Die Aufnahmen können dabei im Wesentlichen als Bohrloch in der Gehäusewand vorgesehen sein, wobei die Aufnahmen beziehungsweise der Gehäusewandabschnitt und die Bohrlöcher entsprechend ausgestaltet und ausgerichtet sind, um die Neigung der Schraubachse zur Vertikalen zu gewährleisten.The inner wall surfaces, which have the predefined receptacles for the adapters, face each other. The receptacles can essentially be provided as drilled holes in the housing wall, with the receptacles or the housing wall section and the drilled holes being designed and aligned accordingly to ensure the inclination of the screw axis to the vertical.

Die Neigung der jeweiligen Schraubachse liegt bevorzugt im Bereich zwischen 10 Grad und 50 Grad. Als besonders vorteilhafter Winkelbereich hat sich dabei eine Neigung zwischen 20 Grad und 40 Grad herausgestellt. Auf diese Weise kann nämlich einerseits eine verbesserte Befestigung des jeweiligen Adapters und des entsprechenden Batteriemoduls am Gehäusewand bereitgestellt werden. Andererseits können dadurch eine besonders platzsparende Befestigung und eine verbesserte Zugänglichkeit für das Verschrauben bereitgestellt werden.The inclination of the respective screw axis is preferably in the range between 10 degrees and 50 degrees. A particularly advantageous angle range is between 20 degrees and 40 degrees. This allows for improved attachment of the respective adapter and the corresponding battery module to the housing wall. It also provides a particularly space-saving attachment and improved accessibility for screwing.

Die Dimensionierung und insbesondere die Höhe des Batteriegehäuses kann aufgrund der vorgesehenen Aufnahmen und Adapter quasi beliebig gewählt sein. Entsprechend ist das Batteriegehäuse für mindestens zwei übereinander gestapelte Batteriemodulschichten ausgebildet sein, oder für drei oder mehr übereinander gestapelte Batteriemodulschichten, wobei jede Batteriemodulschicht mindestens ein Batteriemodul oder mindestens zwei nebeneinander angeordnete Batteriemodule umfasst.The dimensions and, in particular, the height of the battery housing can be selected virtually arbitrarily due to the provided receptacles and adapters. Accordingly, the battery housing is designed for at least two battery module layers stacked one above the other, or for three or more battery module layers stacked one above the other, with each battery module layer comprising at least one battery module or at least two battery modules arranged side by side.

Wie vorstehend erläutert, ist eine zweilagige Anordnung im Stand der Technik allenfalls in Kombination mit einer komplexen, rahmenförmigen Innenstruktur und Zwischenplatte möglich. Durch die Adapter und die vorgegebenen Aufnahmen ist jedoch ein nahezu vollständig modularer Aufbau möglich, wobei insbesondere auch drei Batteriemodulschichten innerhalb des Batteriegehäuses vorgesehen sein können, ohne dass dies jedoch einer komplexen Halterung bedarf oder auch mit einer massiven Erhöhung des Gesamtgewichts einhergeht.As explained above, a two-layer arrangement is only possible in the prior art in combination with a complex, frame-like internal structure and intermediate plate. However, the adapters and the predefined mounts enable an almost completely modular design, whereby, in particular, three battery module layers can be provided within the battery housing without requiring a complex mounting structure or resulting in a significant increase in overall weight.

Das mindestens eine Batteriemodul der untersten Batteriemodulschicht ist dabei direkt mit dem Batteriegehäuse verschraubt. Jedes Batteriemodul einer über der untersten Batteriemodulschicht angeordneten Batteriemodulschicht wird dabei mittels der Adapter am Gehäuse befestigt.At least one battery module of the lowest battery module layer is screwed directly to the battery housing. Each battery module of a battery module layer arranged above the lowest battery module layer is attached to the housing using adapters.

Mit anderen Worten kann ein Adapter für die bodenseitige oder unterste Batteriemodulschicht optional entfallen und können entsprechende Aufnahmen für eine direkte Verschraubung am untersten Gehäuseabschnitt vorgesehen sein. Für jede darüber gelagerte Batteriemodulschicht sind entsprechend Adapter mit der Gehäusewand verschraubt. Entsprechend können sowohl die Innenwandfläche für die Befestigung als auch der Bauraum beziehungsweise ein innerer Hohlraum des Gehäuses optimal für die Batteriemodule genutzt werden, zumal die Adapter in Stapelrichtung sukzessive für jede Batteriemodulschicht an der Innenwandfläche befestigt werden können.In other words, an adapter for the bottom or lowest battery module layer can optionally be omitted, and corresponding receptacles for direct screw connection can be provided on the lowest housing section. For each battery module layer above, corresponding adapters are screwed to the housing wall. Accordingly, both the inner wall surface for fastening and the installation space or an inner cavity of the housing can be optimally utilized for the battery modules, especially since the adapters can be successively attached to the inner wall surface for each battery module layer in the stacking direction.

Jeder Adapter und/oder jede Aufnahme für jede gestapelte Batteriemodulschicht kann gleich ausgebildet sein und/oder kann eine gleiche Erstreckung in Richtung der Horizontalen umfassen. So kann jeder Adapter beispielsweise die gleiche Erstreckung in einer horizontalen Richtung entlang der Innenwandfläche und/oder in einer horizontalen Richtung, welche in einer Richtung senkrecht zur Stapelrichtung und von der jeweiligen Innenwandfläche wegführt, aufweisen. Somit kann die Montage weiter vereinfacht werden. Im Falle von unterschiedlichen Abständen zwischen den Innenwandflächen für verschiedene Höhen des Batteriegehäuses kann dabei vorgesehen sein, dass die Batteriemodulgröße unterschiedlich für die jeweilige gestapelte Batteriemodulschicht ist.Each adapter and/or each receptacle for each stacked battery module layer can be of identical design and/or can have the same extension in the horizontal direction. For example, each adapter can have the same extension in a horizontal direction along the inner wall surface and/or in a horizontal direction that extends in a direction perpendicular to the stacking direction and away from the respective inner wall surface. This can further simplify assembly. In the case of different distances between the inner wall surfaces for different heights of the battery housing, it can be provided that the battery module size is different for the respective stacked battery module layer.

Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass für eine in Stapelrichtung vorgegebene Höhe von Aufnahmen im Batteriegehäuse ein entsprechend ausgestalteter Adapter vorgesehen ist, wobei Adapter für unterschiedliche vorgegebene Höhen insbesondere eine unterschiedliche Erstreckung in der Horizontalen aufweisen können, das heißt, in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung und bevorzugt in einer Richtung, welche von der jeweiligen Innenwandfläche wegführt. So kann ein Adapter verglichen mit einem anderen Adapter beispielsweise eine längere Erstreckung in Richtung der zugewandten und gegenüberliegenden Innenwandfläche aufweisen. Somit kann insbesondere eine horizontale Verbreiterung des inneren Hohlraums in Stapelrichtung berücksichtigt und einen ansonsten eventuell auftretenden Spalt zwischen dem Adapter und einer Auflage des jeweiligen Batteriemoduls überbrückt werden.Alternatively, however, it can also be provided that a correspondingly designed adapter is provided for a predetermined height of receptacles in the battery housing in the stacking direction, wherein adapters for different predetermined heights can in particular have a different extension in the horizontal direction, i.e. in a direction substantially perpendicular to the stacking direction and preferably in a direction leading away from the respective inner wall surface. For example, one adapter can have a longer extension in the direction of the facing and opposite inner wall surface compared to another adapter. This makes it possible, in particular, to take into account a horizontal widening of the inner cavity in the stacking direction and to bridge any gap that might otherwise occur between the adapter and a support of the respective battery module.

Zumindest ein Adapter kann als Adapterleiste ausgebildet sein, welche sich entlang einer jeweiligen Innenwandfläche im Wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung erstreckt und eine Mehrzahl von Befestigungsmittel zum Befestigen eines jeweiligen Batteriemoduls oder von mehreren nebeneinander angeordneten Batteriemodulen aufweist. Die Adapterleiste kann entsprechend eine durchgehende Lagerungsfläche für das Batteriemodul oder für mehrere Batteriemodule bereitstellen. Dabei kann die Adapterleiste für ein jeweiliges Batteriemodul ausgebildet sein, wobei die Mehrzahl der Befestigungsmittel eine sichere und stabile Befestigung des Batteriemoduls an mehreren Punkten am Gehäuse ermöglicht. Die Erstreckung der Adapterleiste kann dabei insbesondere in einer Längsrichtung erfolgen, welche von einer längeren Seitenwand des Gehäuses und/oder eine Stapelrichtung von Batteriezellen innerhalb des jeweiligen Batteriemoduls definiert wird.At least one adapter can be designed as an adapter strip which extends along a respective inner wall surface substantially perpendicular to the stacking direction and has a plurality of fastening means for fastening a respective battery module or several battery modules arranged next to one another. The adapter strip can accordingly provide a continuous storage surface for the battery module or for several battery modules. The adapter strip can be designed for a respective battery module, wherein the plurality of fastening means enables secure and stable fastening of the battery module at several points on the housing. The extension of the adapter strip can in particular take place in a longitudinal direction which is defined by a longer side wall of the housing and/or a stacking direction of battery cells within the respective battery module.

Alternativ, oder zusätzlich, können zumindest zwei Adapter jeweils ein einzelnes Befestigungsmittel zum Befestigen eines Batteriemoduls aufweisen und entlang einer jeweiligen Innenwandfläche im Wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung voneinander beabstandet angeordnet sein. So können für ein verhältnismäßiges kleines Batteriemodul zwei Adapter nebeneinander angeordnet sein, wobei auf der gegenüberliegenden Innenwandfläche beispielsweise ebenfalls zwei Adapter entsprechend an der entsprechenden Innenwandfläche befestigt sind, um das Batteriemodul gleichmäßig zu lagern und zu befestigen. Es kann an einer Innenwandfläche jedoch auch zumindest ein Adapter in Form einer Adapterleiste vorgesehen sein. Weiterhin können für größere Batteriemodule mehr als zwei Adapter in Reihe angeordnet sein, um eine verbesserte Gewichts- und Lastenverteilung und eine verbesserte Befestigung am Gehäusewand zu ermöglichen.Alternatively, or additionally, at least two adapters may each have a single fastening means for securing a battery module and may be spaced apart along a respective inner wall surface substantially perpendicular to the stacking direction. Thus, for a relatively small battery module, two adapters may be arranged side by side. For example, two adapters are also attached to the corresponding inner wall surface on the opposite inner wall surface to support and secure the battery module evenly. However, at least one adapter in the form of an adapter strip can also be provided on an inner wall surface. Furthermore, for larger battery modules, more than two adapters can be arranged in series to enable improved weight and load distribution and improved attachment to the housing wall.

Das Befestigungsmittel kann dabei eine Lagerfläche aufweisen, welche sich im Wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung erstreckt und wobei die Lagerfläche mindestens eine Bohrung mit einem Innengewinde zum Aufnehmen einer Befestigungsschraube des jeweiligen Batteriemoduls aufweist. Die Lagerfläche kann sich beispielsweise sowohl entlang der Innenwandfläche als auch in Richtung der gegenüberliegenden Innenwandfläche erstrecken. Insbesondere kann die Lagerfläche dabei an der Bohrung und einer entsprechenden Dimensionierung einer Auflagefläche angepasst sein.The fastening means can have a bearing surface that extends substantially perpendicular to the stacking direction, and wherein the bearing surface has at least one bore with an internal thread for receiving a fastening screw of the respective battery module. The bearing surface can, for example, extend both along the inner wall surface and in the direction of the opposite inner wall surface. In particular, the bearing surface can be adapted to the bore and a corresponding dimensioning of a support surface.

Das Befestigungsmittel kann ausschließlich eine Bohrung aufweisen. Die Bohrung kann dabei selbst das Innengewinde aufweisen oder es kann in der Bohrung eine Hülse mit einem Innengewinde eingesetzt und fest mit dem Adapter verbunden sein.The fastener can have only a hole. The hole itself can have an internal thread, or a sleeve with an internal thread can be inserted into the hole and firmly connected to the adapter.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß der Erfindung kann das Batteriegehäuse zumindest vier einen inneren Hohlraum des Gehäuses definierende Seitenwände umfassen. Das Batteriegehäuse kann mehrteilig ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Gehäuse oder das Kerngehäuse aus einem einzelnen Teil ausgebildet. Das Batteriegehäuse kann ebenfalls eine Bodenplatte umfassen, welche bevorzugt ebenfalls einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet ist.In a further advantageous embodiment according to the invention, the battery housing can comprise at least four side walls defining an inner cavity of the housing. The battery housing can be formed from multiple parts. Preferably, the housing or the core housing is formed from a single part. The battery housing can also comprise a base plate, which is preferably also formed integrally with the housing.

Durch die einteilige Ausgestaltung kann eine vereinfachte Montage bereitgestellt werden und es wird dadurch ebenfalls eine verbesserte mechanische Robustheit erzielt. Insbesondere kann das Batteriegehäuse dabei als Gussteil ausgebildet sein. Auf diese Weise kann ein einteiliger Gusskern bereitgestellt werden, wodurch die mechanische Robustheit weiter verbessert werden kann. Dadurch, dass aufgrund der Adapter auf eine komplexe, rahmenförmige Innenstruktur, welche ein Gießverfahren beeinträchtigen würde, verzichtet werden kann, wird durch das Batteriegehäuse entsprechend ein gussgerechteres Design ohne Materialansammlung ermöglicht. Mit anderen Worten sind im Gehäuseinneren keine sonstigen Auflageflächen oder Halterungen, welche sich üblicherweise senkrecht zur Innenwandfläche in den inneren Hohlraum des Gehäuses erstrecken, vorhanden, welche ein Gießverfahren unmöglich machen. Stattdessen sind erfindungsgemäß Adapter vorgesehen, welche einfach in die Gehäusewand beziehungsweise in das Gussteil eingeschraubt werden können. Alternativ kann die einteilige Ausgestaltung jedoch auch durch eine Schweißkonstruktion bereitgestellt sein, wobei beispielsweise mehrteilige Profile zusammengeschweißt sind.The one-piece design allows for simplified assembly and thus also achieves improved mechanical robustness. In particular, the battery housing can be designed as a cast part. In this way, a one-piece casting core can be provided, which can further improve mechanical robustness. Because the adapters eliminate the need for a complex, frame-like internal structure, which would impair a casting process, the battery housing enables a design that is more suitable for casting without material accumulation. In other words, there are no other support surfaces or holders inside the housing, which usually extend perpendicular to the inner wall surface into the inner cavity of the housing, which would make a casting process impossible. Instead, the invention provides adapters that can simply be screwed into the housing wall or into the cast part. Alternatively, the one-piece design can also be provided by a welded construction, for example, wherein multi-part profiles are welded together.

In dieser Hinsicht sind die Neigung der Verschraubung der Adapter und der entsprechenden Ausgestaltung der vorgegebenen Aufnahmen ebenfalls besonders vorteilhaft, zumal diese ebenfalls eine Zugänglichkeit eines inneren Hohlraums beziehungsweise des Gusskerns ermöglichen, sodass das Gussgehäuse vorteilhaft verarbeitet werden kann, beispielsweise für Fräsarbeiten oder zum Vorsehen von Gewindestellen im Gehäuse.In this respect, the inclination of the screw connection of the adapters and the corresponding design of the predefined receptacles are also particularly advantageous, especially since these also allow accessibility to an internal cavity or the casting core, so that the cast housing can be advantageously processed, for example for milling work or for providing threaded points in the housing.

Zumindest zwei Innenwandflächen, welche zumindest einen Teil der vorgegebenen Aufnahmen aufweisen, sind zur Vertikalen, insbesondere nach außen hin, geneigt. Aufgrund der Neigung verbreitert sich insbesondere eine Breite eines inneren Hohlraums des Batteriegehäuses sich in Stapelrichtung. Mit anderen Worten können zumindest die sich gegenüberliegenden Innenwandflächen mit den vorgegebenen Aufnahmen nach außen hin geneigt sein, sodass ein Abstand zwischen den Innenwandflächen sich zumindest teilweise in Stapelrichtung vergrößert beziehungsweise eine Breite zwischen den Innenwandflächen sich in Stapelrichtung sich zumindest teilweise und/oder Stufenweise verbreitert. Die Innenwandflächen erstrecken sich somit in Stapelrichtung vom inneren Hohlraum des Gehäuses weg.At least two inner wall surfaces, which have at least some of the predetermined receptacles, are inclined to the vertical, in particular outwards. Due to the inclination, in particular a width of an inner cavity of the battery housing widens in the stacking direction. In other words, at least the opposing inner wall surfaces with the predetermined receptacles can be inclined outwards, so that a distance between the inner wall surfaces at least partially increases in the stacking direction or a width between the inner wall surfaces widens at least partially and/or stepwise in the stacking direction. The inner wall surfaces thus extend away from the inner cavity of the housing in the stacking direction.

Eine solche Ausgestaltung unterstützt nicht nur die Neigung der Verschraubungen für die Adapter, sondern ist auch vorteilhaft für die Fertigung des Batteriegehäuses als einzelnes Gussteil. Die Neigung der Innenwandflächen kann dabei insbesondere als Entformschräge ausgebildet sein.Such a design not only supports the inclination of the screw connections for the adapters, but is also advantageous for the production of the battery housing as a single cast part. The inclination of the inner wall surfaces can be designed, in particular, as a draft angle.

Bevorzugt liegt die Neigung der Innenwandflächen im Bereich zwischen 0,5 Grad und 5 Grad, besonders bevorzugt zwischen 1 Grad und 4 Grad. Relativ zur Vertikalen ist die Neigung somit gering, jedoch groß genug, um die Montage der Adapter zu vereinfachen und/oder eine Ausgestaltung des Batteriegehäuses als Einzelteil in Form eines Gussteils zu ermöglichen.The inclination of the inner wall surfaces is preferably in the range between 0.5 degrees and 5 degrees, particularly preferably between 1 degree and 4 degrees. Relative to the vertical, the inclination is thus slight, but large enough to simplify the assembly of the adapters and/or to enable the battery housing to be designed as a single component in the form of a cast part.

Obwohl in jeder Batteriemodulschicht ein einzelnes Batteriemodul vorgesehen sein kann, kann das Batteriegehäuse auch für eine Mehrzahl von Batteriemodulen in jeder Batteriemodulschicht ausgestaltet sein. Dies kann beispielsweise die Dimensionierung der einzelnen Batteriemodule verringern und dadurch die Handhabung erleichtern. Weiterhin können solche Ausgestaltungen vorteilhaft im Hinblick auf Kühlung, Steuerung und/oder Brandsicherheit der Batterie sein und/oder im Falle eines Ausfalls eines Batteriemoduls gewährleisten, dass die bereitgestellte Energie nicht erheblich reduziert wird.Although a single battery module can be provided in each battery module layer, the battery housing can also be designed for a plurality of battery modules in each battery module layer. This can, for example, reduce the dimensions of the individual battery modules and thus facilitate handling. Furthermore, such configurations can be advantageous with regard to on the cooling, control and/or fire safety of the battery and/or ensure that in the event of a battery module failure the energy supplied is not significantly reduced.

Entsprechend kann das Batteriegehäuse mindestens eine Zwischenwand umfassen, welche zwischen den Innenwandflächen, welche zumindest einen Teil der vorgegebenen Aufnahmen aufweisen, angeordnet ist und welche voneinander getrennte Aufnahmeräume zum Aufnehmen von nebeneinander angeordneten Batteriemodulen definiert. An den Zwischenwandflächen ist dabei jeweils mindestens ein Adapter an einer jeweiligen vorgegebenen Aufnahme mittels Schrauben befestigt, wobei die jeweilige Schraubachse der Schrauben zur Vertikalen geneigt ist. Die mindestens eine Zwischenwand kann dabei als separates Teil im Gehäuse montiert oder einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet sein.Accordingly, the battery housing can comprise at least one intermediate wall arranged between the inner wall surfaces, which have at least some of the predefined receptacles, and which defines separate receiving spaces for accommodating battery modules arranged side by side. At least one adapter is fastened to each of the intermediate wall surfaces by means of screws, with the respective screw axis of the screws being inclined relative to the vertical. The at least one intermediate wall can be mounted as a separate part in the housing or formed integrally with the housing.

Durch die mindestens eine Zwischenwand kann ein Bauraum oder Aufnahmeraum für die Batteriemodule, welcher einem inneren Hohlraum des Batteriegehäuses entsprechen kann, in verschiedene Kammern oder Abschnitte unterteilt werden, wobei diese entweder gleichdimensioniert oder unterschiedlich dimensioniert sein können. Bei einer gleichdimensionierten Unterteilung der Kammern oder Abschnitte können beispielsweise Batteriemodule mit einer einheitlich vorgegebenen Dimensionierung eingesetzt werden, während bei einer unterschiedlichen Dimensionierung der Kammern oder Abschnitte Batteriemodule mit unterschiedlicher Dimensionierung eingesetzt werden können. Alternativ können bei einer unterschiedlichen Dimensionierung der Kammern oder Abschnitte Batteriemodule einer einheitlichen Bauart in einer Kammer bzw. einem Abschnitt und weitere Batteriekomponenten, wie z.B. elektrische oder elektronische Schalt- oder Steuerkomponenten, mittels analoger Montagemaßnahmen über Adapter in einer anderen Kammer bzw. einem anderen Abschnitt eingesetzt werden. Durch all diese Varianten jeweils für sich genommen kann sich die Modularität weiter vergrößern lassen. Wenn die Zwischenwand beziehungsweise die Zwischenwände nicht einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet ist/sind, so kann auf diese Weise ebenfalls eine Anpassung an die vorhandene Dimensionierung der einzusetzenden Batteriemodule vorgenommen werden.The at least one partition wall allows a construction space or receiving space for the battery modules, which can correspond to an internal cavity of the battery housing, to be divided into different chambers or sections, which can be either of equal or different dimensions. If the chambers or sections are divided into equal dimensions, for example, battery modules with a uniformly specified dimension can be used, whereas if the chambers or sections are dimensioned differently, battery modules with different dimensions can be used. Alternatively, if the chambers or sections are dimensioned differently, battery modules of a uniform design can be installed in one chamber or section, and other battery components, such as electrical or electronic switching or control components, can be installed in another chamber or section using similar assembly measures via adapters. All of these variants, taken individually, can further increase modularity. If the partition wall or partition walls are not formed as one piece with the housing, this can also be used to adapt to the existing dimensions of the battery modules to be used.

Kurze Beschreibung der FigurenShort description of the characters

Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

  • 1 zeigt in einer perspektivischen Seitenansicht ein Batteriegehäuse mit Adaptern gemäß der Erfindung;
  • 2 zeigt eine Schnittdarstellung des Batteriegehäuses gemäß 1 mit aufgenommenen und befestigten Batteriemodulen;
  • 3 zeigt eine perspektivische Detailansicht eines befestigten Adapters gemäß einer Ausführungsform;
  • 4 zeigt in einer isometrischen Ansicht ein befestigter Adapter gemäß einer alternativen Ausführung; und
  • 5 zeigt eine Schnittdarstellung des Adapters gemäß 4.
Preferred further embodiments of the invention are explained in more detail by the following description of the figures. In the figures:
  • 1 shows a perspective side view of a battery housing with adapters according to the invention;
  • 2 shows a sectional view of the battery housing according to 1 with battery modules picked up and secured;
  • 3 shows a perspective detail view of a mounted adapter according to one embodiment;
  • 4 shows in an isometric view a fixed adapter according to an alternative embodiment; and
  • 5 shows a sectional view of the adapter according to 4 .

Detaillierte Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDetailed description of preferred embodiments

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.Preferred embodiments are described below with reference to the figures. Identical, similar, or equivalent elements in the various figures are provided with identical reference numerals, and a repeated description of these elements is partially omitted to avoid redundancies.

In 1 ist schematisch ein Batteriegehäuse 10 in einer perspektivischen Seitenansicht gezeigt. Das Batteriegehäuse 10 umfasst Seitenwände 12, welche einen inneren Hohlraum 16 definieren. Im vorliegenden Beispiel sind sämtliche Seitenwände 12 zusammen mit einer Bodenplatte (nicht gezeigt) einteilig miteinander ausgebildet in Form eines Gussteils. Zu sehen ist, dass an zwei sich gegenüberliegenden Seitenwänden 12 an deren Innenwandflächen 14 weiterhin Adapter 20, 22 befestigt sind, wobei der jeweilige Adapter 20 als Adapterleiste ausgebildet ist, welche sich in Längsrichtung entlang der Seitenwand 12 erstreckt. Die Adapterleiste stellt auf diese Weise eine durchgehende Lagerstruktur für ein im inneren Hohlraum 16 aufzunehmendes Batteriemodul (nicht gezeigt) bereit.In 1 A battery housing 10 is shown schematically in a perspective side view. The battery housing 10 comprises side walls 12 which define an inner cavity 16. In the present example, all side walls 12, together with a base plate (not shown), are formed integrally with one another in the form of a cast part. It can be seen that adapters 20, 22 are also fastened to the inner wall surfaces 14 of two opposite side walls 12, wherein the respective adapter 20 is designed as an adapter strip which extends longitudinally along the side wall 12. The adapter strip thus provides a continuous bearing structure for a battery module (not shown) to be accommodated in the inner cavity 16.

In dieser exemplarischen Ausgestaltung weist die Adapterleiste 20 zudem insgesamt fünf Befestigungsmittel auf, welche die Befestigung des jeweiligen Batteriemoduls an der Adapterleiste 20 und somit am Batteriegehäuse 10 ermöglichen. Um dies zu veranschaulichen sind Schrauben eingeschraubt, welche in der Vertikalen aus der Adapterleiste 20 hervorragen.In this exemplary embodiment, the adapter strip 20 also has a total of five fastening means, which enable the fastening of the respective battery module to the adapter strip 20 and thus to the battery housing 10. To illustrate this, screws are screwed in, which protrude vertically from the adapter strip 20.

Die Befestigungsmittel, hier in Form der Schrauben, sind in der vertikalen Richtung, die hier auch der vorgesehenen Stapelrichtung der Batteriemodule entspricht, angeordnet.The fastening elements, here in the form of screws, are arranged in the vertical direction, which here also corresponds to the intended stacking direction of the battery modules.

Eine alternative Ausgestaltung bietet der Adapter 22, welcher als Einzeladapter 22 ausgebildet ist. Diese Einzeladapter 22 sind in Längsrichtung beabstandet zueinander an der entsprechenden Innenwandfläche 14 angebracht, wodurch sie gemeinsam eine unterbrochene Lagerstruktur für ein aufzunehmendes Batteriemodul bereitstellen.An alternative embodiment is provided by the adapter 22, which is designed as a single adapter 22. These single adapters 22 are mounted on the corresponding inner wall surface 14 at a distance from one another in the longitudinal direction, whereby they together provide an interrupted storage structure for a battery module to be accommodated.

Sowohl die Adapterleiste 20 als auch die Einzeladapter 22 sind dabei an vorgegebenen Aufnahmen an der entsprechenden Innenwandfläche 14 befestigt. Auf diese Weise kann eine vorgegebene Höhe für die Befestigung der Batteriemodule festgelegt sein, sodass die übereinander gestapelten Batteriemodule im montierten Zustand eine vorgegebene Beabstandung zueinander aufweisen.Both the adapter strip 20 and the individual adapters 22 are attached to predetermined receptacles on the corresponding inner wall surface 14. In this way, a predetermined height for the attachment of the battery modules can be determined, so that the stacked battery modules have a predetermined spacing from one another when assembled.

Weiterhin ist im vorliegenden Beispiel ebenfalls eine Zwischenwand 18 vorgesehen, welche den inneren Hohlraum 16 in zwei voneinander getrennte Aufnahmeräume trennt. Zur Befestigung der Batteriemodule sind entsprechend ebenfalls Adapter 20, 22 vorgesehen, wobei im vorliegenden Beispiel lediglich Einzeladapter 22 gezeigt sind. Auf diese Weise können Batteriemodule nicht nur übereinandergestapelt, sondern ebenfalls nebeneinander angeordnet sein. In der vorliegenden Ausführungsform können zwei Batteriemodule nebeneinander angeordnet sein.Furthermore, in the present example, an intermediate wall 18 is also provided, which divides the inner cavity 16 into two separate receiving spaces. Adapters 20, 22 are also provided for securing the battery modules, although only individual adapters 22 are shown in the present example. In this way, battery modules can be arranged not only stacked on top of one another, but also side by side. In the present embodiment, two battery modules can be arranged side by side.

Die Zwischenwand 18 ist vorliegend an der Gehäusewand befestigt, kann jedoch optional auch einstückig oder einteilig mit dem Batteriegehäuse ausgebildet sein.The intermediate wall 18 is in this case fastened to the housing wall, but can optionally also be formed integrally or in one piece with the battery housing.

In 2 ist das Batteriegehäuse 10 mit darin aufgenommenen und befestigten Batteriemodulen 24 gezeigt. Die Adapter 20, 22 sind dabei nur teilweise gezeigt. Zu sehen ist aber, dass im vorliegenden Beispiel drei Batteriemodule 24 beziehungsweise drei Batteriemodulschichten übereinandergestapelt sind und jede Batteriemodulschicht dabei zwei nebeneinander angeordnete Batteriemodule 24 aufweist, welche durch die Zwischenwand 18 voneinander getrennt sind. In der Schnittdarstellung ist zu sehen, dass die Batteriemodule 24 mittels senkrecht, also in Stapelrichtung der Batteriemodule, eingeschraubten Befestigungsschrauben an den jeweiligen Adaptern 20, 22 befestigt sind. Dabei ist die untersten Batteriemodule direkt am Gehäuse befestigt, während die darüber angeordneten Batteriemodule mittels der Adapter 20, 22 am Gehäuse befestigt sind.In 2 , the battery housing 10 is shown with battery modules 24 accommodated and fastened therein. The adapters 20, 22 are only partially shown. However, it can be seen that in the present example, three battery modules 24 or three battery module layers are stacked on top of one another, and each battery module layer has two battery modules 24 arranged next to one another, which are separated from one another by the intermediate wall 18. The sectional view shows that the battery modules 24 are fastened to the respective adapters 20, 22 by means of fastening screws screwed in vertically, i.e. in the stacking direction of the battery modules. The lowest battery module is fastened directly to the housing, while the battery modules arranged above it are fastened to the housing by means of the adapters 20, 22.

Weiterhin ist zu erkennen, dass die sich gegenüberliegenden Seitenwände 12 zur Vertikalen, welche im Wesentlichen senkrecht zur Bodenplatte 13 verläuft, in Stapelrichtung leicht nach außen hin geneigt sind und somit nach oben hin voneinander wegführen.Furthermore, it can be seen that the opposite side walls 12 are slightly inclined outwards to the vertical, which runs essentially perpendicular to the base plate 13, in the stacking direction and thus lead away from each other upwards.

Detailansichten der Verschraubungen für die Adapterleiste 20 und den Einzeladapter sind in 3 beziehungsweise in den 4 und 5 gezeigt.Detailed views of the screw connections for the adapter strip 20 and the single adapter are shown in 3 or in the 4 and 5 shown.

Entsprechend ist in 3 die Adapterleiste 20 gezeigt, wobei die Adapterleiste 20 oberhalb eines bereits aufgenommenen Batteriemoduls 24 angeordnet ist. Die Adapterleiste 20 stellt im vorliegenden Beispiel eine Lagerstruktur für das noch einzusetzende, oberste Batteriemodul dar. In dieser Schnittdarstellung ist gut ersichtlich, dass die Schraube 26 und deren Schraubachse zur Vertikalen geneigt sind. Daraus ergibt sich eine sehr platzsparende Befestigungsmöglichkeit.Accordingly, in 3 The adapter strip 20 is shown, with the adapter strip 20 being arranged above an already inserted battery module 24. In the present example, the adapter strip 20 represents a support structure for the topmost battery module yet to be inserted. This sectional view clearly shows that the screw 26 and its screw axis are inclined to the vertical. This results in a very space-saving fastening option.

Zudem sind in dieser Figur die Befestigungsmittel 28 detaillierter gezeigt. Die Befestigungsmittel 28 sind vorliegend als Hülsen oder Nietenmutter ausgebildet, welche jeweils ein Innengewinde zur Aufnahme einer entsprechenden Befestigungsschraube aufweisen, wie in 2 gezeigt. Die Hülsen sind dabei fest mit der Adapterleiste 20 verbunden.In addition, the fastening means 28 are shown in more detail in this figure. The fastening means 28 are designed as sleeves or rivet nuts, each of which has an internal thread for receiving a corresponding fastening screw, as in 2 shown. The sleeves are firmly connected to the adapter bar 20.

Eine alternative Ausführungsform des Adapters ist in den 4 und 5 gezeigt, wobei der Adapter als Einzeladapter 22 ausgebildet ist. Auf diese Weise kann eine noch größere Modularität bereitgestellt werden, wobei die Befestigungsmöglichkeit für die Batteriemodule durch die Einzeladapter 22 noch platzsparender ausgestaltet werden kann.An alternative version of the adapter is shown in the 4 and 5 shown, wherein the adapter is designed as a single adapter 22. In this way, even greater modularity can be provided, wherein the fastening option for the battery modules can be designed even more space-saving by means of the single adapters 22.

In den 4 und 5 ist die hülsenförmige Struktur des Befestigungsmittels 28 detaillierter gezeigt. Weiterhin ist in 5 eindeutig gezeigt, wie die Schraube 26 über einen Neigungswinkel 30 relativ zur Vertikalen geneigt ist. Dadurch, dass die Neigung der Seitenwände 12 zur Vertikalen im vorliegenden Beispiel geringer ist, ist die Schraube 26 ebenfalls zur Seitenwand 12 hin geneigt. Im vorliegenden, nicht beschränkenden Beispiel liegt der Neigungswinkel im Bereich zwischen 20 Grad und 40 Grad. Dieser Bereich hat sich als besonders vorteilhaft sowohl hinsichtlich der Lastenverteilung als auch hinsichtlich der strukturellen Stabilität der Befestigung gegenüber der Seitenwand 12. Es ist jedoch zu verstehen, dass der Bereich des Neigungswinkels 30 je nach Anwendung und Ausgestaltung der Batteriemodule beziehungsweise des Adapters und der Aufnahmen alternativ gewählt werden kann, insbesondere im Bereich zwischen 10 Grad und 50 Grad.In the 4 and 5 the sleeve-shaped structure of the fastening means 28 is shown in more detail. Furthermore, in 5 clearly shows how the screw 26 is inclined at an angle of inclination 30 relative to the vertical. Because the inclination of the side walls 12 to the vertical is lower in the present example, the screw 26 is also inclined towards the side wall 12. In the present, non-limiting example, the angle of inclination lies in the range between 20 degrees and 40 degrees. This range has proven to be particularly advantageous both in terms of load distribution and in terms of the structural stability of the fastening relative to the side wall 12. However, it should be understood that the range of the angle of inclination 30 can be selected alternatively depending on the application and design of the battery modules or the adapter and the receptacles, in particular in the range between 10 degrees and 50 degrees.

Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.Where applicable, all individual features shown in the embodiments may be combined and/or exchanged with one another without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
BatteriegehäuseBattery case
1212
Seitenwandside wall
1313
Bodenplattebase plate
1414
InnenwandflächeInterior wall area
1616
Innerer HohlraumInner cavity
1818
Zwischenwandpartition wall
2020
Adapteradapter
2222
Adapteradapter
2424
BatteriemodulBattery module
2626
Schraubescrew
2828
BefestigungsmittelFasteners
3030
NeigungswinkelAngle of inclination

Claims (15)

Batteriegehäuse (10) zur Aufnahme von eine Mehrzahl von Batteriezellen umfassenden Batteriemodulen (24), umfassend mindestens zwei Adapter (20, 22) zum Lagern von mindestens einem Batteriemodul (24), wobei die Adapter (20, 22) in an sich gegenüberliegenden Innenwandflächen (14) des Gehäuses (10) angeordneten Aufnahmen mittels Schrauben (26) befestigt sind, wobei die jeweilige Schraubachse der Schrauben (26) zur Vertikalen, welche einer Stapelrichtung entspricht, geneigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse (10) für mindestens zwei übereinander gestapelte Batteriemodulschichten ausgebildet ist und wobei jede Batteriemodulschicht mindestens ein Batteriemodul (24) umfasst, wobei das mindestens eine Batteriemodul (24) der untersten Batteriemodulschicht direkt mit dem Batteriegehäuse (10) verschraubt und jedes Batteriemodul (24) einer über der untersten Batteriemodulschicht angeordneten Batteriemodulschicht mittels Adapter (20, 22) am Gehäuse (10) befestigt sind.Battery housing (10) for accommodating battery modules (24) comprising a plurality of battery cells, comprising at least two adapters (20, 22) for supporting at least one battery module (24), wherein the adapters (20, 22) are fastened by means of screws (26) in receptacles arranged on opposite inner wall surfaces (14) of the housing (10), wherein the respective screw axis of the screws (26) is inclined to the vertical, which corresponds to a stacking direction, characterized in that the battery housing (10) is designed for at least two battery module layers stacked one above the other and wherein each battery module layer comprises at least one battery module (24), wherein the at least one battery module (24) of the lowermost battery module layer is screwed directly to the battery housing (10) and each battery module (24) of a battery module layer arranged above the lowermost battery module layer is fastened to the housing (10) by means of adapters (20, 22). Batteriegehäuse (10) zur Aufnahme von eine Mehrzahl von Batteriezellen umfassenden Batteriemodulen (24), umfassend mindestens zwei Adapter (20, 22) zum Lagern von mindestens einem Batteriemodul (24), wobei die Adapter (20, 22) in an sich gegenüberliegenden Innenwandflächen (14) des Gehäuses (10) angeordneten Aufnahmen mittels Schrauben (26) befestigt sind, wobei die jeweilige Schraubachse der Schrauben (26) zur Vertikalen, welche einer Stapelrichtung entspricht, geneigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse (10) für mindestens zwei übereinander gestapelte Batteriemodulschichten ausgebildet ist und zumindest zwei Innenwandflächen (14), welche zumindest einen Teil der vorgegebenen Aufnahmen aufweisen, zur Vertikalen derart geneigt sind, dass eine Breite eines inneren Hohlraums des Batteriegehäuses (10) sich in Stapelrichtung verbreitert.Battery housing (10) for accommodating battery modules (24) comprising a plurality of battery cells, comprising at least two adapters (20, 22) for supporting at least one battery module (24), wherein the adapters (20, 22) are fastened by means of screws (26) in receptacles arranged on opposite inner wall surfaces (14) of the housing (10), wherein the respective screw axis of the screws (26) is inclined to the vertical, which corresponds to a stacking direction, characterized in that the battery housing (10) is designed for at least two battery module layers stacked one above the other and at least two inner wall surfaces (14), which have at least some of the predetermined receptacles, are inclined to the vertical in such a way that a width of an inner cavity of the battery housing (10) widens in the stacking direction. Batteriegehäuse (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Neigung der jeweiligen Schraubachse im Bereich zwischen 10 Grad und 50 Grad liegt, bevorzugt zwischen 20 Grad und 40 Grad.Battery housing (10) according to Claim 1 or 2 , wherein the inclination of the respective screw axis is in the range between 10 degrees and 50 degrees, preferably between 20 degrees and 40 degrees. Batteriegehäuse (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Batteriegehäuse (10) für drei oder mehr übereinander gestapelte Batteriemodulschichten ausgebildet ist und/oder wobei jede Batteriemodulschicht mindestens zwei nebeneinander angeordnete Batteriemodule (24) umfasst.Battery housing (10) according to one of the preceding claims, wherein the battery housing (10) is designed for three or more battery module layers stacked one above the other and/or wherein each battery module layer comprises at least two battery modules (24) arranged next to one another. Batteriegehäuse (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jeder Adapter (20, 22) und/oder jede Aufnahme für jede gestapelte Batteriemodulschicht gleich ausgebildet ist und/oder eine gleiche Erstreckung in Richtung der Horizontalen umfasst.Battery housing (10) according to one of the preceding claims, wherein each adapter (20, 22) and/or each receptacle for each stacked battery module layer is of identical design and/or comprises an identical extension in the horizontal direction. Batteriegehäuse (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Adapter (20, 22) als Adapterleiste (20) ausgebildet ist, die sich entlang einer jeweiligen Innenwandfläche im Wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung erstreckt und eine Mehrzahl von Befestigungsmitteln (28) zum Befestigen eines jeweiligen Batteriemoduls (24) oder von mehreren nebeneinander angeordneten Batteriemodulen (24) aufweist.Battery housing (10) according to one of the preceding claims, wherein at least one adapter (20, 22) is designed as an adapter strip (20) which extends along a respective inner wall surface substantially perpendicular to the stacking direction and has a plurality of fastening means (28) for fastening a respective battery module (24) or a plurality of battery modules (24) arranged next to one another. Batteriegehäuse (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest zwei Adapter (22) jeweils ein einzelnes Befestigungsmittel (28) zum Befestigen eines Batteriemoduls (24) aufweisen und entlang einer jeweiligen Innenwandfläche (14) im Wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung voneinander beabstandet sind.Battery housing (10) according to one of the preceding claims, wherein at least two adapters (22) each have a single fastening means (28) for fastening a battery module (24) and are spaced apart from one another along a respective inner wall surface (14) substantially perpendicular to the stacking direction. Batteriegehäuse (10) gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei das Befestigungsmittel (28) eine Lagerfläche aufweist, welche sich im Wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung erstreckt, wobei die Lagerfläche mindestens eine Bohrung mit einem Innengewinde zum Aufnehmen einer Befestigungsschraube des jeweiligen Batteriemoduls (24) aufweist.Battery housing (10) according to Claim 6 or 7 , wherein the fastening means (28) has a bearing surface which extends substantially perpendicular to the stacking direction, wherein the bearing surface has at least one bore with an internal thread for receiving a fastening screw of the respective battery module (24). Batteriegehäuse (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, welches zumindest vier einen inneren Hohlraum (16) des Gehäuses (10) definierende Seitenwände (12) umfasst.Battery housing (10) according to one of the preceding claims, which comprises at least four side walls (12) defining an inner cavity (16) of the housing (10). Batteriegehäuse (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, welches aus einem einzelnen Teil ausgebildet ist.Battery housing (10) according to one of the preceding claims, which is formed from a single part. Batteriegehäuse (10) gemäß Anspruch 9, welches als Gussteil oder aus einer Schweißkonstruktion ausgebildet ist.Battery housing (10) according to Claim 9 which is made as a cast part or from a welded construction. Batteriegehäuse (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche rückbezogen auf Anspruch 2, wobei die Neigung der Innenwandflächen (14) im Bereich zwischen 0,5 Grad und 5 Grad liegt, bevorzugt zwischen 1 Grad und 4 Grad.Battery housing (10) according to one of the preceding claims, referring back to Claim 2 , wherein the inclination of the inner wall surfaces (14) in Range between 0.5 degrees and 5 degrees, preferably between 1 degree and 4 degrees. Batteriegehäuse (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche rückbezogen auf Anspruch 2, wobei die Neigung der Innenwandflächen (14) als Entformschräge ausgebildet ist.Battery housing (10) according to one of the preceding claims, referring back to Claim 2 , wherein the inclination of the inner wall surfaces (14) is designed as a demoulding slope. Batteriegehäuse (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend mindestens eine Zwischenwand (18), welche zwischen den Innenwandflächen (14), welche zumindest einen Teil der vorgegebenen Aufnahmen aufweisen, angeordnet ist und voneinander getrennte Aufnahmeräume zum Aufnehmen von nebeneinander angeordneten Batteriemodulen (24) definiert, wobei an den Zwischenwandflächen jeweils mindestens ein Adapter (20, 22) an einer jeweiligen vorgegebenen Aufnahme mittels Schrauben befestigt ist, wobei die jeweilige Schraubachse der Schrauben (26) zur Vertikalen geneigt ist.Battery housing (10) according to one of the preceding claims, comprising at least one intermediate wall (18) which is arranged between the inner wall surfaces (14), which have at least a part of the predetermined receptacles, and defines receiving spaces separate from one another for receiving battery modules (24) arranged next to one another, wherein at least one adapter (20, 22) is fastened to a respective predetermined receptacle on the intermediate wall surfaces by means of screws, wherein the respective screw axis of the screws (26) is inclined to the vertical. Batteriegehäuse (10) gemäß Anspruch 14, wobei die mindestens eine Zwischenwand (18) im Gehäuse (10) als separates Teil im Gehäuse (10) montiert oder einteilig mit dem Gehäuse (10) ausgebildet ist.Battery housing (10) according to Claim 14 , wherein the at least one intermediate wall (18) in the housing (10) is mounted as a separate part in the housing (10) or is formed integrally with the housing (10).
DE102024107708.5A 2024-03-18 2024-03-18 Battery case with adapter Active DE102024107708B3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102024107708.5A DE102024107708B3 (en) 2024-03-18 2024-03-18 Battery case with adapter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102024107708.5A DE102024107708B3 (en) 2024-03-18 2024-03-18 Battery case with adapter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102024107708B3 true DE102024107708B3 (en) 2025-04-24

Family

ID=95251859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102024107708.5A Active DE102024107708B3 (en) 2024-03-18 2024-03-18 Battery case with adapter

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102024107708B3 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001097049A (en) * 1999-10-01 2001-04-10 Fuji Heavy Ind Ltd Battery box structure for electric vehicles
US20210066688A1 (en) * 2019-09-03 2021-03-04 Guangxi Liugong Machinery Co., Ltd. Energy Storage Assembly

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001097049A (en) * 1999-10-01 2001-04-10 Fuji Heavy Ind Ltd Battery box structure for electric vehicles
US20210066688A1 (en) * 2019-09-03 2021-03-04 Guangxi Liugong Machinery Co., Ltd. Energy Storage Assembly

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60017349T2 (en) Modular configuration
DE69209930T2 (en) One-piece housing for electronics
DE102012218473A1 (en) Energy storage arrangement and mounting device
DE102021125167B4 (en) Battery module
DE102016212273A1 (en) Electrical energy storage for a motor vehicle
EP1380196A1 (en) Plug-in rack
DE102015224777A1 (en) Battery housing for a vehicle traction battery
DE69012305T2 (en) Complex construction for electronics from control center with units.
DE102021122486A1 (en) Housing for electrode stack and battery cell group
DE102012014775A1 (en) Device for arrangement of battery modules in battery case of vehicle battery, has stacker bar which is guided on guide channels that are formed in hollow profile structure of battery modules in stack direction
DE102024107708B3 (en) Battery case with adapter
DE60006369T2 (en) BOX FOR ELECTRIC BATTERY UNIT
EP0596349A2 (en) Electric rack
DE202020006075U1 (en) Scale
AT521255B1 (en) Cell carrier for an electrical energy storage
DE102022001312A1 (en) Electrical energy storage
EP1070010A1 (en) Large transportable container, notably container suitable for air transport
DE102021120656A1 (en) Battery module, battery tray and method for manufacturing a battery tray
EP3497733B1 (en) Battery box with connecting elements and method for producing such
DE102022205448B3 (en) High-voltage battery system with a battery housing that is divided into several battery housing compartments by at least one carrier
EP4545720B1 (en) Assembly of a corner connection hollow body of a room cell and a fastening device and method for mounting the fastening device on the corner connection hollow body
WO2022012704A1 (en) Energy storage module for storing electric energy
EP0842521B1 (en) Electric condenser, array of such condensers, and method of producing such condensers and condenser arrays
DE102022106055A1 (en) Housing module, modular housing kit and manufacturing method for producing a housing for a traction battery of a motor vehicle
DE102018123315B4 (en) Traction battery with multiple battery cell packs and use of the traction battery in a vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R082 Change of representative

Representative=s name: MAUCHER JENKINS PATENTANWAELTE & RECHTSANWAELT, DE