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Title:
BATTERY UNIT FOR A TRACTION BATTERY AND TRACTION BATTERY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/108371
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a battery unit (2) for a traction battery (1) of a motor vehicle, comprising at least two battery cells (3) arranged adjacent to one another, which each comprise at least one venting unit (8) for venting the cell housing (7) thereof, wherein the venting units (8) are arranged on sides of the battery cells (3) that are facing each other, and at least two shield units (9, 10) arranged between the sides of the battery cells (3) that face each other and at a distance from one another, wherein each shield unit (9, 10) comprises a shield wall (11) having at least one opening (12) and at least one closure element (13), wherein the opening (12) of each shield wall (11) is arranged aligned with the venting unit (8) of the battery cell (3) arranged closest to this shield wall (11) in each case, wherein the closure element (13), in a closing position, in which the closure element (13) closes the opening (12), is arranged fully against the shield wall (11) and in an open position, in which the closure element (13) at least partially reveals the opening (12), is at least partially separated from the shield wall (11), and wherein the closure element (13) can be transferred from the closing position into the open position by the action thereon of a force directed in the direction of the other shield unit (9, 10).

Inventors:
SCHARNER SEBASTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/077395
Publication Date:
June 21, 2018
Filing Date:
October 26, 2017
Export Citation:
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Assignee:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (DE)
International Classes:
H01M50/209; H01M50/367
Domestic Patent References:
WO2016121368A12016-08-04
Foreign References:
JP2012204193A2012-10-22
JP2012119138A2012-06-21
EP2493005A12012-08-29
US20130095356A12013-04-18
GB191302476A1913-09-18
EP2927988A22015-10-07
DE102014212173A12016-01-14
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1 . Batterieeinheit (2, 18) für eine Traktionsbatterie (1 , 17) eines Fahrzeugs, aufweisend wenigstens zwei benachbart zueinander angeordnete Batteriezellen (3), die jeweils wenigstens eine Entlüftungseinheit (8) zum Entlüften ihres Zellgehäuses (7) aufweisen, wobei die Entlüftungseinheiten (8) an einander zugewandten Seiten der Batteriezellen (3) angeordnet sind, gekennzeichnet durch wenigstens zwei zwischen den einander zugewandten Seiten der Batteriezellen (3) und beabstandet voneinander angeordnete Abschirmeinheiten (9, 10, 20), wobei jede Abschirmeinheit (9, 10, 20) eine Abschirmwand (1 1 , 21 ) mit wenigstens einer Durchbrechung (12, 22) und wenigstens einem Schließelement (13, 23) aufweist, wobei die Durchbrechung (12, 22) der jeweiligen Abschirmwand (1 1 , 21 ) fluchtend zu der Entlüftungseinheit (8) der jeweilig nächstliegend zu dieser Abschirmwand (1 1 , 21 ) angeordneten Batteriezelle (3) angeordnet ist, wobei das Schließelement (13, 23) in einer Schließstellung, in der das Schließelement (13, 23) die Durchbrechung (12, 22) verschließt, vollständig an der Abschirmwand (1 1 , 21 ) angeordnet ist und in einer Freigabesteilung, in der das Schließelement (13, 23) die Durchbrechung (12, 22) zumindest teilweise freigibt, zumindest teilweise von der Abschirmwand (1 1 , 21 ) gelöst ist, und wobei das Schließelement (13, 23) durch eine Beaufschlagung mit einer in Richtung der jeweils anderen Abschirmeinheit (9, 10, 20) gerichteten Kraft von der Schließstellung in die Freigabestellung überführbar ist.

2. Batterieeinheit (2, 18) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abschirmwand (1 1 , 21 ) zumindest teilweise durch eine Glimmerplatte gebildet ist.

3. Batterieeinheit (2, 18) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schließeinheit (13, 23) zumindest teilweise durch eine Glimmerplatte gebildet ist.

4. Batterieeinheit (2, 18) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schließeinheit (13, 23) als Klappe ausgebildet ist.

5. Batterieeinheit (2, 18) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schließeinheit (13, 23) in ihrer Schließstellung über wenigstens einen Klemmmechanismus mit der jeweiligen Abschirmwand (1 1 , 21 ) verbunden ist.

6. Batterieeinheit (2, 18) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schließeinheit (13, 23) in ihrer Schließstellung mit der jeweiligen Abschirmwand (1 1 , 21 ) verklebt ist.

7. Batterieeinheit (2, 18) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schließeinheit (13, 23) über wenigstens ein Scharnier mit der jeweiligen Abschirmwand (1 1 , 21 ) verbunden ist.

8. Batterieeinheit (2, 18) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnier als Filmscharnier oder durch ein Klebeband ausgebildet ist.

9. Batterieeinheit (2, 18) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Entlüftungseinheit (8) wenigstens eine Berstmembran (24) aufweist.

10. Traktionsbatterie (1 , 17) für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch wenigstens eine Batterieeinheit (2, 18) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

Description:
Batterieeinheit für eine Traktionsbatterie und Traktionsbatterie

Die Erfindung betrifft eine Batterieeinheit für eine Traktionsbatterie eines Fahrzeugs, aufweisend wenigstens zwei benachbart zueinander angeordnete Batteriezeilen, die jeweils wenigstens eine Entlüftungseinheit zum Entlüften ihres Zellgehäuses aufweisen, wobei die Entlüftungseinheiten an einander zugewandten Seiten der Batteriezellen angeordnet sind.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Traktionsbatterie für ein Fahrzeug.

Für die Elektromobilität werden heutzutage überwiegend elektrische Traktionsbatterien mit hoher Spannungslage in elektrisch antreibbaren Fahrzeugen eingesetzt. Grundlage derartiger Hochvoltspeicher (HVS) ist die Lithium-Ionen-Technologie. Es gibt sehr viele unterschiedliche Möglichkeiten, Lithium-Ionen-Batteriezellen solcher Hochvoltspeicher zu gestalten. Im technischen Umfeld herrscht die Tendenz, Lithium-Ionen-Batteriezellen mit immer höherer Energiemenge pro Volumeneinheit (Energiedichte) zu entwickeln.

Die thermische Stabilität vieler Lithium-Ionen-Batteriezellen verhält sich umgekehrt proportional zur gespeicherten Energiemenge pro Volumeneinheit. Viele aktuelle Hochvoltspeicher sind noch ohne Sicherheitselemente gegen eine Fehlerfortpflanzung thermischer Ereignisse ausgerüstet. In einem Hochvoltspeicher kann dann eine Batteriezelle, die einen zellinternen Kurzschluss erfährt, exponentieli Wärme freisetzen (thermisches Ereignis) und diese Wärme auf Nachbarzellen übertragen. In zukünftigen Speichern soll die Energiedichte von Energiespeicherzellen auf 200 Wh/ kg und mehr gesteigert werden. Die Wärmemenge eines thermischen Ereignisses in solch einer Energiespeicherzelle könnte dann ausreichen, um auf benachbarte Zellen überzuspringen. Um dies zu verhindern, müssen zusätzliche Maßnahmen im Energiespeicher vorgesehen werden, um dessen Sicherheit auch in dieser kritischen Situation zu gewährleisten.

Es besteht daher Bedarf an Sicherheitsvorkehrungen für zukünftige Hochvoltspeicher, die eine höhere Energiedichte aufweisen werden. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die Sicherheit einer Batterieeinheit für eine Traktionsbatterie eines Fahrzeugs zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in der nachfolgenden Beschreibung, den abhängigen Patentansprüchen und den Figuren wiedergegeben, wobei diese Ausgestaltungen jeweils für sich genommen oder in verschiedener Kombination von wenigstens zwei dieser Ausgestaltungen miteinander einen weiterbildenden, insbesondere auch bevorzugten oder vorteilhaften, Aspekt der Erfindung darstellen können. Ausgestaltungen der Batterieeinheit können dabei Ausgestaltungen der Traktionsbatterie entsprechen, und umgekehrt, selbst wenn im Folgenden hierauf im Einzelfall nicht explizit hingewiesen wird.

Eine erfindungsgemäße Batterieeinheit für eine Traktionsbatterie eines Fahrzeugs umfasst wenigstens zwei benachbart zueinander angeordnete Batteriezellen, die jeweils wenigstens eine Entlüftungseinheit zum Entlüften ihres Zellgehäuses aufweisen, wobei die Entlüftungseinheiten an einander zugewandten Seiten der Batteriezellen angeordnet sind, und wenigstens zwei zwischen den einander zugewandten Seiten der Batteriezellen und beabstandet voneinander angeordnete Abschirmeinheiten. Jede Abschirmeinheit umfasst eine Abschirmwand mit wenigstens einer Durchbrechung und wenigstens einem Schließelement. Die Durchbrechung der jeweiligen Abschirmwand ist fluchtend zu der Entlüftungseinheit der jeweilig nächstliegend zu dieser Abschirmwand angeordneten Batteriezelle angeordnet. Das Schließelement der jeweiligen Abschirmwand ist in einer Schließstellung, in der das Schließelement die Durchbrechung dieser Abschirmwand verschließt, vollständig an dieser Abschirmwand angeordnet und in einer Freigabestellung, in der das Schließelement diese Durchbrechung zumindest teilweise freigibt, zumindest teilweise von dieser Abschirmwand gelöst. Das Schließelement der jeweiligen Abschirmwand ist durch eine Beaufschlagung mit einer in Richtung der jeweils anderen Abschirmeinheit gerichteten Kraft von der Schließstellung in die Freigabestellung überführbar.

Ist in einer Batteriezelle der Batterieeinheit ein interner Kurzschluss gegeben, kann die Batteriezelle thermisch durchgehen bzw. thermisch irreversibel eskalieren („thermal runaway"). Hierdurch wird in der Batteriezelle ein heißes Gas erzeugt. Ab Erreichen eines bestimmten Innendrucks innerhalb eines Zellgehäuses der Batteriezelle öffnet sich schlagartig die Entlüftungseinheit der Batteriezelle. Das aus dem Zellgehäuse über die Entlüftungseinheit austretende heiße Gas trifft schlagartig auf die nächstliegend zu der geöffneten Entlüftungseinheit angeordnete Schließeinheit der nächstliegend zu der Batteriezelle angeordneten Abschirmeinheit. Hierdurch wird das Schließelement mit einer in Richtung der anderen Abschirmeinheit gerichteten Kraft beaufschlagt und dadurch von ihrer Schließstellung in ihre gezeigte Freigabestellung überführt. Somit kann das aus der Batteriezelle austretende heiße Gas durch die nächstliegend zu der Batteriezelle angeordnete Abschirmeinheit abgeführt werden, ohne dass weitere Batteriezellen, die mit dieser Batteriezelle in einer Zellreihe angeordnet und in Reihe zu dieser Batteriezelle geschaltet sind, mit dem heißen Gas beaufschlagt werden. Dies verhindert ein thermisches Eskalieren der weiteren Batteriezellen dieser Zellreihe. Da sich die Schließeinheit bzw. Schließeinheiten der näher zu der anderen Batteriezelle bzw. den anderen Batteriezellen angeordneten Abschirmeinheit in ihren Schließstellungen befindet bzw. befinden und durch das heiße Gas nicht mit einer Kraft in einer Richtung beaufschlagt werden, in der diese Schließeinheiten von ihren Schließstellungen in ihre Freigabestellungen überführbar sind, werden diese Batteriezellen, die in einer weiteren benachbarten Zellreihe angeordnet sind, ebenfalls nicht mit dem heißen Gas beaufschlagt. Dies verhindert ein thermisches Eskalieren der weiteren Batteriezellen dieser benachbarten Zellreihe. Stattdessen kann das heiße Gas über einen zwischen den beiden Abschirmeinheiten ausgebildeten Kanal abströmen und hierdurch aus der Batterieeinheit abgeführt werden, ohne dass es zu einem thermischen Eskalieren von weiteren Batteriezellen der Batterieeinheit kommt. Hierdurch wird die Sicherheit der Batterieeinheit erhöht. Die Batterieeinheit kann auch zwei oder mehrere Batteriezellen aufweisen, wobei jeweils wenigstens zwei Batteriezellen zu jeweils einer Zellreihe zusammengefasst sein können. Die Batterieeinheit kann also zwei Zellreihen mit in Reihe geschalteten Batteriezellen aufweisen, wobei die Batteriezellen der einen Zellreihe benachbart zu den Batteriezellen der anderen Zellreihe angeordnet sind. Die Abschirmeinheiten verlaufen dann zwischen den Zellreihen. Die Batteriezellen können insbesondere als Lithium-Ionen-Batteriezellen mit hoher Energiedichte ausgebildet sein.

Über die Entlüftungseinheit kann im Falle eines thermischen Eskalierens einer Batteriezelle das Zellgehäuse dieser Batteriezelle entlüftet werden, um ein Explodieren der Batteriezelle zu verhindern. Die jeweilige Entlüftungseinheit kann ventilartig ausgebildet sein und bei ihrer Öffnung aufgrund eines Innendrucks innerhalb des Zellgehäuses der Batteriezelle reversibel betätigt oder zerstört werden. Da die Entlüftungseinheiten an einander zugewandten Seiten der Batteriezellen bzw. der daraus gebildeten Zellreihen angeordnet sind, strömt ein aus einer thermisch eskalierenden Batteriezelle über deren Entlüftungseinheit ausströmendes heißes Gas in Richtung der benachbart angeordneten Batteriezelle bzw. Batteriezellen.

Die Abschirmeinheiten können parallel zueinander verlaufen. Die Abschirmwand der jeweiligen Abschirmeinheit dient als Hitzeschild, um die nächstliegend zu der jeweiligen Abschirmeinheit angeordnete Batteriezelle bzw. angeordneten Batteriezellen vor der Hitze eines aus einer thermisch eskalierenden, benachbarten Batteriezelle austretenden heißen Gases zu schützen. Da die Durchbrechung der jeweiligen Abschirmwand fluchtend zu der Entlüftungseinheit der jeweilig nächstliegend zu dieser Abschirmwand angeordneten Batteriezelle angeordnet ist, trifft das aus der Entlüftungseinheit austretende heiße Gas auf kürzestem Weg auf die Durchbrechung und die daran angeordnete Schließeinheit. Ist diese Schließeinheit in ihrer Freigabestellung, wird das heiße Gas nahezu vollständig durch die offene Durchbrechung geblasen. Vorzugsweise entspricht die Anzahl von Durchbrechungen und Schließelementen einer Abschirmeinheit der Anzahl der nächstliegend zu der Abschirmeinheit angeordneten Batteriezellen. Dass das Schließelement in seiner Freigabestellung, in der das Schließelement die ihm zugeordnete Durchbrechung teilweise oder vollständig freigibt, zumindest teilweise von dieser Abschirmwand gelöst ist, bedeutet, dass das Schließelement in seiner Freigabestellung noch auf irgendeine Art und Weise mit der Abschirmwand verbunden oder vollständig von der Abschirmwand gelöst sein kann. Da das Schließelement der jeweiligen Abschirmwand durch eine Beaufschlagung mit einer in Richtung der jeweils anderen Abschirmeinheit gerichteten Kraft von der Schließstellung in die Freigabestellung überführbar ist, kann das Schließelement nicht durch einen aus einer thermisch eskalierenden, benachbarten Batteriezelle ausströmende heiße Gas von seiner Schließstellung in seine Freigebestellung überführt werden. Hierdurch wird die wenigstens eine nächstliegend zu dieser Abschirmeinheit angeordnete Batteriezelle zuverlässig vor dem heißen Gas geschützt.

Die jeweilige Abschirmwand und das jeweilige Schließelement sind vorzugsweise aus einem nicht entflammbaren und hitzebeständigen Werkstoff hergestellt, der zur Gewichtsreduzierung bevorzugt ein möglichst geringes spezifisches Gewicht aufweist. Die jeweilige Schließeinheit kann in unterschiedlicher Größe und Geometrie auf unterschiedliche Art und Weise mit der jeweiligen Abschirmwand verbunden sein. Hierbei sind auch Konstruktionen mit wenigstens einem Federelement möglich, welches das Schließelement in Richtung seiner Schließstellung vorspannt.

Das Fahrzeug kann ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridelektrofahrzeug in Form eines Landfahrzeugs, Wasserfahrzeugs oder Luftfahrzeugs sein.

Mit der Erfindung können benachbarte Batteriezellen im gleichen oder benachbarten Batteriemodulen geschützt werden, die andernfalls durch eine thermisch eskalierte Batteriezelle selbst zur thermischen Eskalation angeregt werden würden. In zukünftigen technischen Sicherheitsanforderungen wird erwartet, dass von einem Hochvoltspeicher im Falle eines zellinternen Defekts und ab der Ausgabe eines Alarmsignals an eine Person mindestens fünf Minuten kein Feuer und keine Explosion nach außen dringt. Dies kann mit der vorliegenden Erfindung zuverlässig erreicht werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist wenigstens eine Abschirmwand zumindest teilweise durch eine Glimmerplatte gebildet. Eine Glimmerplatte ist nicht entflammbar und hitzebeständig und weist ein sehr geringes spezifisches Gewicht auf, so dass die Verwendung einer Glimmerplatte für die Abschirmwand die Sicherheit der Batterieeinheit weiter erhöht, ohne das Gewicht der Batterieeinheit wesentlich zu erhöhen. Es können auch beide Abschirmwände jeweils teilweise oder vollständig durch eine Glimmerplatte oder durch zwei oder mehrere Glimmerplatten gebildet sein. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist wenigstens eine Schließeinheit zumindest teilweise durch eine Glimmerplatte gebildet. Eine Glimmerplatte ist nicht entflammbar und hitzebeständig und weist ein sehr geringes spezifisches Gewicht auf, so dass die Verwendung einer Glimmerplatte für die Schließeinheit die Sicherheit der Batterieeinheit weiter erhöht, ohne das Gewicht der Batterieeinheit wesentlich zu erhöhen. Es können auch zwei oder mehrere, insbesondere alle, Schließeinheiten jeweils teilweise oder vollständig durch eine Glimmerplatte oder durch zwei oder mehrere Glimmerplatten gebildet sein. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist zumindest eine Schließeinheit als Klappe ausgebildet. Hiernach ist die Schließeinheit gelenkig mit der jeweiligen Abschirmwand verbunden, so dass die Schließeinheit von ihrer Schließstellung in ihre Freigabestellung, und umgekehrt, geschwenkt werden kann. Hierdurch ist die jeweilige Abschirmwand nach einem Öffnen einer Durchbrechung wiederverwendbar. Es können auch zwei oder mehrere, insbesondere alle, Schließeinheiten jeweils als Klappe ausgebildet sein.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist wenigstens eine Schließeinheit in ihrer Schließstellung über wenigstens einen Klemmmechanismus mit der jeweiligen Abschirmwand verbunden. Hierdurch kann die Schließstellung der Schließeinheit gesichert werden, um ein unbeabsichtigtes Öffnen der der Schließeinheit jeweilig zugeordneten Durchbrechung zu verhindern. Der Klemmmechanismus kann beispielsweise als Rastmechanismus, Steckmechanismus oder dergleichen oder als Verpressung ausgebildet sein. Es können auch zwei oder mehrere, insbesondere alle, Schließeinheiten jeweils über einen Klemmmechanismus mit der jeweiligen Abschirmwand verbunden sein.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist wenigstens eine Schließeinheit in ihrer Schließstellung mit der jeweiligen Abschirmwand verklebt. Hierdurch kann die Schließstellung der Schließeinheit gesichert werden, um ein unbeabsichtigtes Öffnen der der Schließeinheit jeweilig zugeordneten Durchbrechung zu verhindern. Es können auch zwei oder mehrere, insbesondere alle, Schließeinheiten jeweils mit der jeweiligen Abschirmwand verklebt sein.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist wenigstens eine Schließeinheit über wenigstens ein Scharnier mit der jeweiligen Abschirmwand verbunden. Hierdurch kann die Schließeinheit als Klappe ausgebildet sein, die mittels des Scharniers schwenkbar an der jeweiligen Abschirmwand gelagert ist. Es können auch zwei oder mehrere, insbesondere alle, Schließeinheiten jeweils über ein oder mehrere Scharniere mit der jeweiligen Abschirmwand verbunden sein.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Scharnier als Filmscharnier oder durch ein Klebeband ausgebildet. Dies sind einfache, kostengünstige und gewichtssparende Ausgestaltungen des Scharniers.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst wenigstens eine Entlüftungseinheit wenigstens eine Berstmembran. Die Berstmembran umfasst vorzugsweise wenigstens eine definierte Sollbruchstelle oder Sollbruchlinie auf, an der die Berstmembran bei Überschreitung eines mechanischen Belastungsgrenzwertes aufbricht, so dass die Berstmembran berstet. Mit einer Berstmembran ist die Entlüftungseinheit kostengünstig und gewichtssparend realisierbar. Es können auch zwei oder mehrere, insbesondere alle, Entlüftungseinheiten jeweils wenigstens eine Berstmembran aufweisen.

Eine erfindungsgemäße Traktionsbatterie für ein Fahrzeug umfasst wenigstens eine Batterieeinheit nach einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination von wenigstens zwei dieser Ausgestaltungen miteinander.

Mit der Traktionsbatterie sind die oben mit Bezug auf die Batterieeinheit genannten Vorteile entsprechend verbunden. Mit der Traktionsbatterie ist wenigstens eine elektrische Antriebseinheit des Fahrzeugs mit elektrischer Energie versorg bar. Die Traktionsbatterie kann auch zwei oder mehrere Batterieeinheiten aufweisen.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend genannten Merkmale sowohl jeweils für sich genommen als auch in unterschiedlicher Kombination miteinander einen weiterbildenden Aspekt der Erfindung darstellen können. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Traktionsbatterie.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Traktionsbatterie.

In den Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Traktionsbatterie 1 für ein nicht gezeigtes Fahrzeug. Die Traktionsbatterie 1 umfasst eine Batterieeinheit 2. Alternativ kann die Traktionsbatterie 1 zwei oder mehrere Batterieeinheiten 2 aufweisen, was jedoch nicht gezeigt ist. Die Batterieeinheit 2 umfasst mehrere Batteriezellen 3, wobei jeweils sieben Batteriezellen 3 zu einer Zellreihe 4 bzw. 5 zusammengefasst sind. Innerhalb jeder Zellreihe 4 bzw. 5 sind die Batteriezellen 3 über Abstandselemente 6 beabstandet zueinander angeordnet. Die Batteriezellen 3 der Zellreihe 4 sind benachbart zu den Batteriezellen 3 der Zellreihe 5 angeordnet. Jede Batteriezelle 3 umfasst ein Zellgehäuse 7 und eine an dem Zellgehäuse 7 angeordnete Entlüftungseinheit 8 zum Entlüften des Zellgehäuses 7. Wenigstens eine Entlüftungseinheit 8 kann wenigstens eine nicht gezeigte Berstmembran aufweisen. Die Entlüftungseinheiten 8 der Batteriezellen 3 der Zellreihe 4 sind an den Seiten dieser Batteriezellen 3 angeordnet, die den Batteriezellen 3 der Zellreihe 5 zugewandt sind, wobei die Batteriezellen 3 der Zellreihe 4 benachbart zu den Batteriezellen 3 der Zellreihe 5 angeordnet sind. Die Entlüftungseinheiten 8 der Batteriezellen 3 der Zellreihe 5 sind an den Seiten dieser Batteriezellen 3 angeordnet, die den Batteriezellen 3 der Zellreihe 4 zugewandt sind, wobei die Batteriezellen 3 der Zellreihe 5 benachbart zu den Batteriezellen 3 der Zellreihe 4 angeordnet sind. Die Batteriezellen 3 innerhalb der jeweiligen Zellreihe 4 bzw. 5 sind in Reihe geschaltet, was nicht näher dargestellt ist. Des Weiteren umfasst die Batterieeinheit 2 zwei zwischen den einander zugewandten Seiten der Batteriezellen 3 der Zellreihen 4 und 5 bzw. zwischen den Zellreihen 4 und 5 sowie beabstandet voneinander angeordnete Abschirmeinheiten 9 und 10. Jede Abschirmeinheit 9 bzw. 10 umfasst eine Abschirmwand 1 1 mit einer der Anzahl an Batteriezellen 3 pro Zellreihe 4 bzw. 5 entsprechenden Anzahl von Durchbrechungen 12 und einer entsprechenden Anzahl von Schließelementen 13. Wenigstens eine Abschirmwand 1 1 kann teilweise oder vollständig durch eine Glimmerplatte gebildet sein.

Die jeweilige Durchbrechung 12 der jeweiligen Abschirmwand 1 1 ist fluchtend zu der Entlüftungseinheit 8 der jeweilig nächstliegend zu dieser Abschirmwand 1 1 und zu dieser Durchbrechung 12 angeordneten Batteriezelle 3 angeordnet.

Das jeweilige Schließelement 13 ist in einer Schließstellung, in der das Schließelement 13 die jeweilige Durchbrechung 12 verschließt, an der jeweiligen Abschirmwand 1 1 angeordnet, wie es beispielsweise für alle Schließelemente 13 der Abschirmeinheit 9 und für einige der Schließeinheiten 13 der Abschirmeinheit 10 gezeigt ist. Das jeweilige Schließelement 13 ist in einer Freigabestellung, in der das Schließelement 13 die jeweilige Durchbrechung 12 zumindest teilweise freigibt, teilweise von der jeweiligen Abschirmwand 1 1 gelöst, wie es für die mittlere Schließeinheit 13 der Abschirmeinheit 10 gezeigt ist. Jedes Schließelement 13 ist durch eine Beaufschlagung mit einer in Richtung der jeweils anderen Abschirmeinheit 9 bzw. 10 gerichteten Kraft von der Schließstellung in die Freigabestellung überführbar. Jede Schließeinheit 13 ist als Klappe ausgebildet. Wenigstens eine Schließeinheit 13 kann teilweise oder vollständig durch eine Glimmerplatte gebildet sein. Wenigstens eine Schließeinheit 13 kann in ihrer Schließstellung über wenigstens einen nicht gezeigten Klemmmechanismus mit der jeweiligen Abschirmwand 1 1 verbunden sein. Alternativ oder additiv kann wenigstens eine Schließeinheit 13 in ihrer Schließstellung mit der jeweiligen Abschirmwand 1 1 verklebt sein. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist jede Schließeinheit 13 über wenigstens ein nicht gezeigtes Scharnier mit der jeweiligen Abschirmwand 1 1 verbunden, wobei das Scharnier als Filmscharnier oder durch ein nicht gezeigtes Klebeband ausgebildet sein kann.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist in der mittleren Batteriezelle 3 der Zellreihe 5 ein interner Kurzschluss 16 gegeben, wodurch die Batteriezelle 3 thermisch eskaliert. Hierdurch wird in der Batteriezelle 3 ein heißes Gas erzeugt. Ab Erreichen eines bestimmten Innendrucks innerhalb des Zellgehäuses 7 der Batteriezelle 3 öffnet sich schlagartig die Entlüftungseinheit 8 bzw. berstet die nicht gezeigte Berstmembran dieser Entlüftungseinheit 8 der Batteriezelle 3. Das aus dem Zellgehäuse 7 über die Entlüftungseinheit 8 austretende Gas 14 trifft schlagartig auf die nächstliegend zu der geöffneten Entlüftungseinheit 8 angeordnete Schließeinheit 13. Hierdurch wird das Schließelement 13 mit einer in Richtung der anderen Abschirmeinheit 9 gerichteten Kraft beaufschlagt und dadurch von ihrer Schließstellung in ihre gezeigte Freigabestellung überführt. Somit kann das aus der Batteriezelle 3 austretende Gas 14 durch die Abschirmeinheit 10 geführt werden, ohne dass weitere Batteriezellen 3 der Zellreihe 5 mit dem heißen Gas 14 beaufschlagt werden. Da sich die Schließeinheiten 13 der Abschirmeinheit 9 in ihren Schließstellungen befinden, werden die Batteriezellen 3 der Zellreihe 4 ebenfalls nicht mit dem heißen Gas 14 beaufschlagt. Stattdessen kann das heiße Gas 14 lediglich entsprechend den Pfeilen 15 in den Kanal 16 zwischen den Abschirmeinheiten 9 und 10 abströmen und hierdurch aus der Batterieeinheit 2 abgeführt werden, ohne dass es zu einem thermischen Eskalieren von weiteren Batteriezellen 3 der Batterieeinheit 2 kommt.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Traktionseinheit 17 für ein nicht gezeigtes Fahrzeug. Die Traktionsbatterie 17 umfasst eine Batterieeinheit 18. Alternativ kann die Traktionsbatterie 17 zwei oder mehrere Batterieeinheiten 18 aufweisen, was jedoch nicht gezeigt ist. Die Batterieeinheit 18 umfasst mehrere Batteriezellen 3, wobei jeweils fünf Batteriezellen 3 zu einer Zellreihe 4 zusammengefasst sind, wobei in Fig. 2 lediglich eine Zellreihe 4 gezeigt ist. Die andere nicht gezeigte Zellreihe ist entsprechend Fig. 1 zu der Zellreihe 4 angeordnet. Innerhalb jeder Zellreihe 4 sind die Batteriezellen 3 über Abstandselemente 6 beabstandet zueinander angeordnet. Die Batteriezellen 3 der Zellreihe 4 sind benachbart zu den nicht gezeigten Batteriezellen der nicht gezeigten Zellreihe angeordnet.

Jede Batteriezelle 3 umfasst ein Zellgehäuse 7 und eine an dem Zellgehäuse 7 angeordnete Entlüftungseinheit 8 zum Entlüften des Zellgehäuses 7. Jede Entlüftungseinheit 8 umfasst eine Berstmembran 24. Die Entlüftungseinheiten 8 der Batteriezellen 3 der Zellreihe 4 sind an den Seiten dieser Batteriezellen 3 angeordnet, die den Batteriezellen 3 der nicht gezeigten Zellreihe zugewandt sind, wobei die Batteriezellen 3 der Zellreihe 4 benachbart zu den nicht gezeigten Batteriezellen der nicht gezeigten Zellreihe angeordnet sind. Die Entlüftungseinheiten 8 der nicht gezeigten Batteriezellen der nicht gezeigten Zellreihe sind an den Seiten dieser Batteriezellen angeordnet, die den Batteriezellen 3 der Zellreihe 4 zugewandt sind, wobei die nicht gezeigten Batteriezellen der nicht gezeigten Zellreihe benachbart zu den Batteriezellen 3 der Zellreihe 4 angeordnet sind. Die Batteriezellen 3 innerhalb der jeweiligen Zellreihe 4 sind über Zellverbinder 19 in Reihe geschaltet.

Des Weiteren umfasst die Batterieeinheit 18 zwei zwischen den einander zugewandten Seiten der Batteriezellen 3 der Zellreihen 4 bzw. zwischen den Zellreihen 4 sowie beabstandet voneinander angeordnete Abschirmeinheiten 20, wobei in Fig. 2 nur eine Abschirmeinheit 20 gezeigt ist. Die Abschirmeinheiten 20 können entsprechend Fig. 1 zueinander angeordnet sein. Jede Abschirmeinheit 20 umfasst eine Abschirmwand 21 , die in Fig. 2 zur Verdeutlichung des Aufbaus der Batterieeinheit 18 transparent dargestellt ist, mit einer der Anzahl an Batteriezellen 3 pro Zellreihe 4 entsprechenden Anzahl von Durchbrechungen 22 und einer entsprechenden Anzahl von Schließelementen 23. Wenigstens eine Abschirmwand 21 kann teilweise oder vollständig durch eine Glimmerplatte gebildet sein. Die jeweilige Durchbrechung 22 der jeweiligen Abschirmwand 21 ist fluchtend zu der Entlüftungseinheit 8 der jeweilig nächstliegend zu dieser Abschirmwand 21 und zu dieser Durchbrechung 22 angeordneten Batteriezelle 3 angeordnet. Das jeweilige Schließelement 23 ist in einer Schließstellung, in der das Schließelement 23 die jeweilige Durchbrechung 22 verschließt, an der jeweiligen Ab-schirmwand 21 angeordnet, wie es beispielsweise für die vier äußeren Schließelemente 23 der Abschirmeinheit 20 gezeigt ist. Das jeweilige Schließelement 23 ist in einer Freigabestellung, in der das Schließelement 23 die jeweilige Durchbrechung 22 zumindest teilweise freigibt, vollständig von der jeweiligen Abschirmwand 21 gelöst, wie es für die mittlere Schließeinheit 23 der Abschirmeinheit 20 gezeigt ist. Jedes Schließelement 23 ist durch eine Beaufschlagung mit einer in Richtung der jeweils anderen Abschirmeinheit 20 gerichteten Kraft von der Schließstellung in die Freigabestellung überführbar.

Jede Schließeinheit 23 kann als Kappe oder Klappe ausgebildet sein. Wenigstens eine Schließeinheit 23 kann teilweise oder vollständig aus einer Glimmerplatte gebildet sein. Wenigstens eine Schließeinheit 23 kann in ihrer Schließstellung über wenigstens einen nicht gezeigten Klemmmechanismus mit der jeweiligen Abschirmwand 21 verbunden sein. Alternativ oder additiv kann wenigstens eine Schließeinheit 23 in ihrer Schließstellung mit der jeweiligen Abschirmwand 21 verklebt sein. Alternativ oder additiv kann wenigstens eine Schließeinheit 23 über wenigstens ein nicht gezeigtes Scharnier mit der jeweiligen Abschirmwand 21 verbunden, wobei das Scharnier als nicht gezeigtes Filmscharnier oder durch ein nicht gezeigtes Klebeband ausgebildet ist.

Bezugszeichenliste

1 Traktionsbatterie

2 Batterieeinheit

3 Batteriezelle

4 Zellreihe

5 Zellreihe

6 Abstandselement

7 Zellgehäuse

8 Entlüftungseinheit

9 Abschirmeinheit

10 Abschirmeinheit

1 1 Abschirmwand

12 Durchbrechung

13 Schließeinheit

14 austretendes Gas

15 Pfeil (Strömungsrichtung von 14)

16 Kurzschluss in 3

17 Traktionsbatterie

18 Batterieeinheit

19 Zellverbinder

20 Abschirmeinheit

21 Abschirmwand

22 Durchbrechung

23 Schließeinheit

24 Berstmembran