Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein Batteriemodul zur Aufnahme von Batteriezellen. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug, bevorzugt für ein Personenkraftfahrzeug, einen Bus und/oder einen Lastkraftwagen.

Stand der Technik

Im Zuge der Elektrifizierung von Fahrzeugen ist die Optimierung der Gehäuse für die im Fahrzeug verbauten Traktionsbatterien von Bedeutung. Dabei soll eine möglichst hohe Kapazität der Traktionsbatterien erreicht werden, um eine hohe Reichweite bereit zu stellen.

Batteriezellen werden dabei üblicher weise in einem Gehäuse für ein Batteriemodul zusammengefasst. Üblicher weise werden mehrere Batteriezellen in dem Gehäuse montiert und elektrisch miteinander verbunden.

Weiterhin ist es erstrebenswert die Funktionsweise, Leistung und Lebensdauer der in dem Batteriemodul verbauten Batteriezellen zu verbessern. Dabei ist es bekannt, dass beim Laden/Entladen von Batteriezellen Schwellkräfte entstehen, die zu einem sogenannten „Atmen der Zelle“ führen. Mit anderen Worten können die Batteriezellen beim Be- und Entladen anschwellen und abschwellen. Darüber hinaus kann es über die Lebenszeit der Zellen hinweg zu einem stetigen Ansteigen der Größe kommen.

Dies ist besonders bei Prismatischen Zellen und bei Pouch Zellen zu beobachten. Bei Prismatischen Zellen ist gleichzeitig auch darauf zu achten, dass die Schwellkräfte die dünnen Hüllen der Zellen nicht zerstören. Daher werden Prismatische Zellen häufig in feste Gehäuse eingebaut, welche das Schwellen der Zellen begrenzen und daher einem Reißen der Zellmembranen entgegenwirken.

Entsprechend ist es bekannt, Batteriezellen in einem Gehäuse mit jeweils einer steifen Endplatte zu versehen, um die Batteriezellen des Batterie mod u Is einzuspannen. Jedoch hat dies den Nachteil, dass die Schwellkräfte der Zellen nicht optimal aufgenommen werden, da die Batteriezelle sich nicht ausdehnen kann bzw. „atmen“ kann. Damit werden die Kräfte über die Lebenszeit in den Batteriezellen des Batteriemoduls immer grösser. Dies kann zu einer Beeinträchtigung der Funktionsweise der Batteriezellen, insbesondere zu einer verringerten Kapazität und/oder Lebensdauer führen.

Darstellung der Erfindung

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Lösung für ein Gehäuse für ein Batteriemodul anzugeben, welches die Leistung und Lebensdauer der Batteriezellen verbessert.

Diese Aufgabe wird durch ein Gehäuse für ein Batteriemodul zur Aufnahme von Batteriezellen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie den Figuren.

Entsprechend wird Gehäuse für ein Batteriemodul zur Aufnahme von Batteriezellen vorgeschlagen, welches mindestens eine Endplatte umfasst, welche ein inneres Profilelement und ein äußeres Profilelement umfasst, wobei das innere Profilelement so geformt und ausgebildet ist, dass es innerhalb eines ersten Verformungswegs eine erste elastische Vorspannung auf im Gehäuse angeordnete Batteriezellen bereitstellt und wobei das innere Profilelement und das äußere Profilelement so geformt und ausgebildet sind, dass das innere Profilelement beim Überschreiten des ersten Verformungswegs mit dem äußeren Profilelement zur Ausübung einer zweiten elastischen Vorspannung auf im Gehäuse angeordnete Batteriezellen zusammenwirkt.

Durch die zweiteilige Lösung aus dem innerem Profilelement und dem äußeren Profilelement der mindestens einen Endplatte kann die Steifigkeit der Endplatte und somit eine gewünschte Vorspannung auf die Batteriezellen in Abhängigkeit von einer Ausdehnung der Batteriezellen besser eingestellt werden. Bis zu einem Erreichen eines ersten Verformungswegs wird die Vorspannung auf die Batteriezellen entsprechend über das innere Profilelement eingestellt.

Nach Überschreiten des ersten Verformungswegs wirken das innere und das äußere Profilelement derart zusammen, dass die Steifigkeit der Endplatte erhöht wird. Entsprechend wirkt in diesem Bereich eine zweite Vorspannung auf die Batteriezellen. Die auf die Batteriezellen wirkende Vorspannung wird somit zumindest durch die zweiteilige Lösung zweistufig in optimierte Weise eingestellt. Mit anderen Worten können sich die Batteriezellen unter Beibehaltung einer Vorspannung ausdehnen. Dadurch wird die Funktionsweise der Batteriezellen verbessert und die Lebensdauer des Batteriemoduls erhöht.

Weiterhin lässt sich durch die zweiteilige Lösung ein individuelles und gewünschtes Verhältnis von Vorspannung zur Ausdehnung der Batteriezelle definieren, welches auf den spezifischen verbauten Zellbedarf abgestimmt werden kann.

Bevorzugt weist das Gehäuse an den beiden Endseiten eine erfindungsgemäße Endplatte auf, die gegenüberliegend ausgebildet sind. Mit anderen Worten werden die Batteriezellen zwischen den beiden Endplatten eingespannt. Die Batteriezellen werden somit von den gegenüberliegenden Endplatten mit einer gewünschten Vorspannung vorgespannt bzw. eingespannt, um eine verbesserte Funktionsweise zu gewährleisten.

Der Verformungsweg beschreibt dabei die Ausdehnung des inneren Profilelements und des äußeren Profilelements in einer Richtung senkrecht zur durch die Endplatte definierten Ebene. Im Betrieb entspricht der Verformungsweg dabei entsprechend der Ausdehnung der Batteriezellen in Längsrichtung des Batteriemoduls in Richtung der Endplatten.

Die Vorspannung bezeichnet eine Vorspannung, die die Endplatte auf die Batteriezellen aufbringt. Dabei werden die Batteriezellen in einem Ausgangszustand, d.h. in einem erstmaligen Einbauzustand in dem Gehäuse, bevorzugt mit einer Vorspannung FO vorgespannt. Im weiteren Verlauf werden die im Betrieb des Batteriemoduls auftretenden Schwellkräfte der Batteriezellen, die eine Ausdehnung der Batteriezellen in Längsrichtung des Batteriemoduls bewirken, derart von der Endplatte aufgenommen, dass die Ausdehnung der Batteriezellen absorbiert wird, dabei aber weiterhin eine gewünschte Vorspannung auf die Batteriezellen wirkt, wobei eine für die Leistung der Batteriezelle kritische Vorspannung nicht überschritten wird.

Durch die Form und Ausgestaltung der Endplatte, insbesondere des inneren Profilelements und des äußeren Profilelements, kann ein gewünschter Vorspannungsverlauf in Abhängigkeit von der Ausdehnung der Batteriezellen definiert werden. Aufgrund der zweiteiligen Gestaltung der Endplatte, d.h. mit einem inneren Profilelement und einem äußeren Profilelement, können verschiedene Vorspannungsverläufe konfiguriert werden. Dadurch kann auf einfache und flexible Weise jeweils ein Gehäuse für verschiedenste Batteriemodulkonfigurationen bereitgestellt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wirken das innere Profilelement und das äußere Profilelement derart zusammen, das bei Überschreiten des ersten Verformungswegs das innere Profilelement mit dem das äußeren Profilelement im Wesentlichen in der Mitte der Endplatte in Kontakt tritt und die Steifigkeit der Endplatte erhöht und die gegenüber der ersten Vorspannung erhöhte zweite Vorspannung auf die Batteriezellen aufbringt.

Durch die „Zuschaltung“ des äußeren Profileelements nach Überschreiten des ersten Verformungswegs kann somit eine andere, insbesondere höhere Steifigkeit der Endplatte erreicht werden. Diese Zuschaltung bewirkt, dass sich die Vorspannung auf die Batteriezellen in Abhängigkeit von der Ausdehnung nach einem veränderten Verhältnis verhält. Mit anderen Worten ändert sich die Vorspannung in Abhängigkeit der Ausdehnung der Batteriezellen innerhalb des ersten Verformungswegs entlang einer ersten Vorspannungs-Ausdehnungs-Kurve. Ab Überschreiten des ersten Verformungswegs, d.h. für einen zweiten Verformungsweg, ändert sich die Vorspannung in Abhängigkeit der Ausdehnung der Batteriezellen innerhalb des zweiten Verformungswegs entlang einer zweiten Vorspannungs-Ausdehnungs-Kurve. Dies ist vorteilhaft, da ab dem Überschreiten des ersten Verformungswegs der zweite Vorspannungsverlauf auf die Batteriezellen im Vergleich zu dem ersten Vorspannungsverlauf in Abhängigkeit zur Ausdehnung innerhalb des ersten Verformungswegs überproportional erhöht werden kann, was die Funktionsweise und die Lebensdauer des Batteriemoduls verbessert bzw. erhöht.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform weist das innere Profilelement ein erstes Elastizitätsmodul auf und das äußere Profilelement ein zweites Elastizitätsmodul, wobei der erste Elastizitätsmodul des inneren Profilelements die gewünschte Vorspannung auf die Batteriezellen innerhalb des ersten Verformungswegs einstellt. Der erste Elastizitätsmodul des inneren Profilelements in Kombination mit dem zweiten Elastizitätsmodul bestimmt die gewünschte Vorspannung auf die Batteriezellen innerhalb eines zweiten Verformungswegs, d.h. außerhalb des ersten Verformungswegs.

Durch die Wahl des Elastizitätsmoduls des inneren und des äußeren Profilelements können somit verschiedenste Vorspannungsverläufe in Bezug auf die Ausdehnung konfiguriert werden. In einem Beispiel kann der erste Elastizitätsmodul geringer als der zweite Elastizitätsmodul sein. In einem anderen Beispiel können der erste Elastizitätsmodul und der zweite Elastizitätsmodul gleich groß sein.

Abhängig von der Batteriemodulkonfiguration können die Schwellkräfte unterschiedlich ausfallen, sodass die Ausdehnung der Batteriezellen unterschiedlich ausfallen können. Mittels der hier vorgeschlagenen Endplatte können das innere Profilelement und das äußere Profilelement über Ihre Elastizitätsmodule derart angepasst werden, um den unterschiedlichen Anforderungen der Batteriemodulkonfigurationen zu entsprechen.

Gemäß einer Ausführungsform sind das innere Profilelement und/ oder das äußere Profilelement an unterschiedliche Batteriemodulkonfigurationen und/ oder gewünschte Vorspannungen durch Anpassung der Elastizitätsmodule des inneren Profilelements und des äußeren Profilelements, insbesondere durch Anpassung der Wandstärken und/ oder des Materials und/ oder der Größe des ersten Verformungswegs und/ oder der Form anpassbar.

In einem Beispiel kann die Ausdehnung des ersten Verformungswegs über die Form des inneren Profilelements angepasst werden. In einem anderen Beispiel kann mittels einer Veränderung der Wandstärken die Steifigkeit erhöht werden und somit der Vorspannungsverlauf in Abhängigkeit der Ausdehnung angepasst werden.

Solche konstruktiven Anpassungsmöglichkeiten der Form und der Ausgestaltung der Profilelemente sind vorteilhaft, da sie eine schnelle, flexible und einfache Anpassung an verschiedene Batteriekonfigurationen mit verschiedenen Anforderungen an die Vorspannung bzw. Ausdehnung erlauben.

Gemäß einer Ausführungsform sind das innere Profilelement und/ oder das äußere Profilelement rollprofilierte Blechplatten.

Die Formgebung und Ausgestaltung des inneren und äußeren Profilelements durch Rollprofilieren ist vorteilhaft, da das innere und äußere Profilelement auf diese Weise schnell, flexibel, zuverlässig und kostengünstig gestaltet werden können. Zudem können hohe Stückzahlen auf kostengünstige Weise bereitgestellt werden.

Bevorzugt ist das äußere Profilelement einstückig und besonders bevorzugt in Form einer Blattfeder ausgestaltet. Dadurch lässt sich ein erster gewünschter Vorspannungsverlauf in Abhängigkeit der Ausdehnung der Batteriezellen definieren. Dabei ist die Blattfeder derart konfiguriert eine Vorspannung auf die Batteriezellen im Ausgangszustand aufzubringen und im Laufe des Betriebs des Batteriemoduls eine Ausdehnung zu gewährleisten, wobei die Batteriezellen durch das äußere Profilelement weiterhin eingespannt werden. Innerhalb des zweiten

Verformungswegs wird somit ein zweiter Vorspannungsverlauf in Abhängigkeit der Ausdehnung der Batteriezellen durch die Blattfeder definiert. Gemäß einerweiteren Ausführungsform ist das innere Profilelement einstückig und als eine bogenförmige oder U-förmige Struktur ausgestaltet. Dadurch wird ein steiferes Profilelement, d.h. mit einem höheren Elastizitätsmodul, bereitgestellt. Innerhalb des ersten Verformungswegs wird ein erster Vorspannungsverlauf in Abhängigkeit der Ausdehnung der Batteriezellen durch die Zuschaltung des inneren Profilelements definiert.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform ist eine Außenseite des inneren Profilelements teilweise mit einer Innenseite des äußeren Profilelements verbunden, wobei das innere Profilelement das äußere Profilelement teilweise ummantelt, und wobei die Außenseite des äußeren Profilelements die Außenseite des Gehäuses ist.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform sind das innere Profilelement und das äußere Profilelement durch eine stoffschlüssige oder kraftschlüssige Verbindung miteinander verbunden. Dadurch kann die mindestens eine Endplatte ohne weitere Befestigungselemente aus dem inneren Profilelement und dem äußeren Profilelement gebildet werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Gehäuse im Wesentlichen an den Bauraum für die Unterbringung einer Vielzahl von Batteriezellen angepasst.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform weist das Gehäuse in Bezug auf die Endplatten zwei im Wesentlichen senkrecht stehende Seitenwände auf.

Die Endplatten können mit den Seitenwänden über eine kraftschlüssige Verbindung, z.B. Snap& Click oder Schraubverbindungen, verbunden werden. Dies hat den Vorteil, dass das Gehäuse in Abhängigkeit der Batteriemodulkonfiguration nach einem Baukastenprinzip zusammengebaut werden kann. Beispielsweise können somit je nach Anzahl und Größe der in einem Batteriemodul verwendeten Batteriezellen Gehäuse mit unterschiedlichen Längen von Seitenwänden mit unterschiedlichen Breiten von Endplatten gebildet werden. Somit lassen sich verschieden Gehäuseinnenraumvolumen schnell und einfach zusammenbauen.

In einem weiteren Beispiel kann das Gehäuse eine im Wesentlichen ebene Unterseite aufweisen, wobei die Ebene der Unterseite senkrecht zur Ebene der Seitenwände und senkrecht zur Ebene der Endplatte ist und somit den Gehäuseinnenraum nach unten bilden.

In einem weiteren Beispiel kann das Gehäuse eine im Wesentlichen ebene Oberseite aufweisen, wobei die Ebene der Oberseite senkrecht zur Ebene der Seitenwände und senkrecht zur Ebene der Endplatte ist und somit den Gehäuseinnenraum nach oben abdeckt. Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend mindestens ein Batteriemodul mit dem oben beschriebenen Gehäuse.

Durch das oben beschriebene flexibel einsetzbare Gehäuse können auf flexible und effiziente Weise Traktionsbatterien mit unterschiedlichen Spezifikationen und für unterschiedliche Einsatzzwecke ausgebildet werden.

Gemäß einer Ausführungsform ist das mindestens eine Batteriemodul über das Gehäuse mit einer Fahrzeugstruktur verbunden.

In einem Beispiel sind in dem Gehäuse Anbringungsbereiche integriert, um das Batteriemodul an die Fahrzeugstruktur anzubringen. Damit können Batteriemodule auch vormontiert bereitgestellt werden, so dass der Aufbau der Traktionsbatterie effizient und örtlich und zeitlich entzerrt durchgeführt werden kann. Weiterhin kann dadurch eine effiziente und sichere Montage einer Traktionsbatterie aus Batteriemodulen erreicht werden.

Kurze Beschreibung der Figuren

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

Figur 1 eine schematische Ansicht eines Gehäuses für ein Batteriemodul zur Aufnahme von Batteriezellen, die zwischen zwei gegenüberliegen Endplatten eines Gehäuses gemäß einem Ausführungsbeispiel eingespannt sind,

Figur 2 eine schematische Schnittansicht einer Endplatte gemäß einer Ausführungsform;

Figur 3 eine schematische perspektivische Ansicht der Endplatte aus Figur 2 gemäß einem

Ausführungsbeispiel; und

Figur 4 ein beispielhafter exponentieller Spannungsverlauf in Abhängigkeit der Ausdehnung der Batteriezellen gemäß einer Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführunqsbeispiele

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.

In der Figur 1 ist schematisch ein Gehäuse 12 für ein Batteriemodul 10 zur Aufnahme von Batteriezellen 10a-n gezeigt. Die Vielzahl von Batteriezellen 10a-n können innerhalb des Gehäuses 12 nebeneinander entlang einer Längsrichtung L des Gehäuses angeordnet werden.

Bei den Batteriezellen 10a-n kann es sich entsprechend bevorzugt um Prismatische Zellen oder um Pouch Zellen handeln, die einen besonders platzsparenden und damit effizienten Aufbau des Batteriemoduls 10 ermöglichen.

Prismatische Zellen weisen üblicherweise ein festes, kubisches Gehäuse auf, wohingegen Pouch Zellen üblicherweise in eine flexible Metallfolie eingeschlossen sind.

Wie hier beispielhaft gezeigt, umfasst das Gehäuse 12 mindestens eine Endplatte, hier zwei einander gegenüberliegende Endplatten 12a, 12b, zwischen welchen die Batteriezellen 10a-n angeordnet sind.

Jede der Endplatten 12a, 12b umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein inneres Profilelement 122 und ein äußeres Profilelement 120 (siehe Figur 2). Die Endplatten 12a, 12b sind derart konfiguriert, dass sie einer Ausdehnung der Batteriezellen 10a-n senkrecht zu der durch die Endplatten 12a, 12b ausgebildeten Ebene, also in Längsrichtung des Gehäuses L (siehe Pfeile entlang der Längsrichtung L), eine Vorspannung entgegenbringen.

Vorzugsweise ist das Gehäuse 12 im Wesentlichen an den Bauraum für die Unterbringung einer Vielzahl von Batteriezellen 10a-n angepasst. Dabei weist das Gehäuse 12 in Bezug auf die Endplatten 12a, 12b mindestens zwei im Wesentlichen senkrecht stehende Seitenwände 12c, 12d auf.

Wie in der Schnittdarstellung einer Endplatte 12a in Figur 2 gezeigt, ist das innere Profilelement 122 so geformt und ausgebildet, dass es innerhalb eines ersten Verformungswegs S1 eine erste elastische Vorspannung (siehe Pfeile) auf im Gehäuse 12 angeordnete Batteriezellen 10a-n, hier beispielsweise auf die an der Endplatte 12a angeordneten Batteriezelle 10a, ausübt.

Wie beispielhaft gezeigt, ist eine Innenseite des äußeren Profilelements 120 im mit einer Außenseite einer Batteriezelle über das innere Profilelement 122 in Presskontakt, d.h. in einem Ausgangszustand ist das äußere Profilelement 120 derart angeordnet, dass eine Vorspannung unmittelbar und/oder mittelbar auf die Batteriezellen 10a-n, hier unmittelbar über die Batteriezelle 10a, wirkt.

Das innere Profilelement 122 und das äußere Profilelement 120 sind so geformt und ausgebildet, dass das innere Profilelement 122 beim Überschreiten des ersten Verformungswegs S1 mit dem äußeren Profilelement 120 zur Ausübung einer zweiten elastischen Vorspannung auf im Gehäuse 12 angeordnete Batteriezellen 10a-n zusammenwirkt.

Durch die zweiteilige Lösung aus dem innerem Profilelement 122 und dem äußeren Profilelement 120 der mindestens einen Endplatte 12a, 12b kann die Steifigkeit der Endplatte und somit eine gewünschte Vorspannung auf die Batteriezellen in Abhängigkeit einer gewünschten Ausdehnung der Batteriezellen besser eingestellt werden. Bis zu einem Erreichen eines ersten Verformungswegs S1 (wie durch einen gestrichelten Bereich des inneren Profilelements angedeutet) wird die elastische Vorspannung über das innere Profilelement 122 gesteuert. Nach Überschreiten des ersten Verformungswegs S1 kommt das innere Profilelement 122 mit dem äußeren Profilelement 120 im Wesentlichen in dessen Mitte in Kontakt, so dass über den weiteren Verformungsweg hinweg das innere Profilelement 122 mit dem äußeren Profilelement 120 zusammenwirkt und entsprechend eine kombinierte Vorspannung bereitstellt. Damit kann die auf die Batteriezellen 10a-n ausgeübte Vorspannung innerhalb des ersten Verformungsweges S1 einen niedrigeren Wert aufweisen, als die Vorspannung, welche bei einer Überschreitung des ersten Verformungswegs S1 auf die Batteriezellen 10a-n ausgeübt wird.

Mit anderen Worten wirken das innere Profilelement 122 und das äußere Profilelement 120 derart zusammen, dass die Steifigkeit nach dem Überschreiten des ersten Verformungswegs S1 erhöht wird. Die Ausdehnung der Batteriezellen und die damit auf die Batteriezellen wirkende Vorspannung wird somit zumindest durch die zweiteilige Lösung zweistufig in optimierte Weise gesteuert. Mit anderen Worten können sich die Batteriezellen unter Beibehaltung einer Vorspannung ausdehnen. Dadurch wird die Funktionsweise der Batteriezellen verbessert und die Lebensdauer des Batteriemoduls erhöht.

In anderen Worten können sich die Batteriezellen ausdehnen, wobei stets eine gewünschte Vorspannung auf die Batteriezellen wirkt, um die Funktionsweise der Batteriezellen zu verbessern und deren Lebensdauer zu erhöhen.

Wie in Figur 2 gezeigt, kann das innere Profilelement 122 und das äußere Profilelement 120 derart Zusammenwirken, dass bei Überschreiten des ersten Verformungswegs S1 (wie auch durch den gestrichelten Bereich des inneren Profilelements in Figur 2 angedeutet) das innere Profilelement 122 mit dem äußeren Profilelement 120 im Wesentlichen in der Mitte der Endplatte 12a in Kontakt kommt.

Nach dem Kontaktieren wirken die Profilelemente 120, 122 zusammen und erhöhen somit die Steifigkeit der Endplatte 12a. Dadurch wird eine gegenüber der ersten Vorspannung erhöhte zweite Vorspannung auf die Batteriezellen 10a-aufgebracht. Zugleich wird die Ausdehnung entlang eines zweiten Verformungswegs S2 (wie auch durch den gestrichelten Bereich des äußeren Profilelements 120 angedeutet) über die Kombination des inneren Profilelements 122 und des äußeren Profilelement 120 bestimmt.

Bevorzugt weist das innere Profilelement 122 einen ersten Elastizitätsmodul und das äußere Profilelement 120 einen zweiten Elastizitätsmodul auf, wobei der erste Elastizitätsmodul des inneren Profilelements 122 die gewünschte Vorspannung auf die Batteriezellen 10a-10n innerhalb des ersten Verformungswegs S1 einstellt, und wobei der erste Elastizitätsmodul des äußeren Profilelements 120 in Kombination mit dem zweiten Elastizitätsmodul des inneren Profilelements 122 die gewünschte Vorspannung auf die Batteriezellen 10a-10n innerhalb des zweiten Verformungswegs S2 einstellt.

In einer in Figur 2 gezeigten beispielhaften Ausgestaltung ist das äußere Profilelement 120 einstückig und quasi in Form einer Blattfeder ausgestaltet. Dabei weist das äußere Profilelement 122 zwei Erhebungen auf, die spiegelsymmetrisch gegenüber einer Mittellinie M der Endplatte 12a angeordnet sind.

Weiterhin beispielhaft ist das äußere Profilelement 120 an den Außenseiten gebördelt. Die Bördelung bewirkt eine steifere Konstruktion.

Weiterhin kann wie in einer in Figur 2 gezeigten beispielhaften Ausgestaltung das innere Profilelement 122 einstückig und als eine bogenförmige oder U-förmige Struktur ausgestaltet sein. Dadurch wird ein gegenüber dem äußeren Profilelement 120 steiferer Aufbau, d.h. ein Aufbau mit einem höheren Elastizitätsmodul, bereitgestellt. Innerhalb des ersten Verformungswegs wird dadurch ein erster Vorspannungsverlauf in Abhängigkeit der Ausdehnung der Batteriezellen durch die Zuschaltung des inneren Profilelements 122 definiert.

Figur 3 zeigt die mindestens eine Endplatte 12a und das innere Profilelement 122 und das äußere Profilelement 120 in einer teilgeschnittenen perspektivischen Ansicht. Dabei sind das das innere Profilelement 122 und das äußere Profilelement 120 als rollprofilierte Blechplatten gezeigt, die sich entlang einer Höhenrichtung H und einer Querrichtung Q der Endplatte 12, die im Wesentlichen der Höhe der Batteriezellen 10a-n entspricht, erstrecken, um die Batteriezellen 10a-n in der Längsrichtung L des Gehäuses bzw. des Batteriemoduls 10 einzuspannen.

Dabei sind das innere Profilelement 122 und/oder das äußere Profilelement 120 an unterschiedliche Batteriemodulkonfigurationen und/oder gewünschte Vorspannungen durch Anpassung der Elastizitätsmodule des inneren Profilelement 122 und des äußeren Profilelements 120, insbesondere durch Anpassung der Wandstärken und/ oder des Materials und/ oder der Größe des ersten Verformungswegs S1 , S2 und/oder der Form anpassbar.

Wie in Figur 2 und 3 beispielhaft gezeigt, ist eine Außenseite des inneren Profilelements 122 teilweise mit einer Innenseite des äußeren Profilelements 120 verbunden, wobei das innere Profilelement 122 das äußere Profilelement 120 ummantelt, und wobei die Außenseite des äußeren Profilelements 120 die Außenseite des Gehäuses 12 ist bzw. ausbildet.

Vorzugsweise sind das innere Profilelement 122 und das äußere Profilelement 120 durch eine stoffschlüssige oder kraftschlüssige Verbindung miteinander verbunden.

Das vorgeschlagene Gehäuse 12 zur Aufnahme von einer Vielzahl von Batteriezellen 10a-n bildet das Batteriemodul 10.

Figur 4 zeigt beispielhaft den Verlauf der Vorspannung F über den Verformungsweg S und damit auch über die Verformung beziehungsweise die Expansion der Batteriezellen.

In dem Ausgangszustand können die Batteriezellen mit einer Vorspannung F0 eingespannt sein. Während des Betriebs dehnen sich die Batteriezellen aus. Das innere Profilelement 122 gewährleistet innerhalb eines ersten Verformungswegs S1 der Batteriezellen eine Ausdehnung der Batteriezellen mit einer ersten Vorspannung. Dabei wird die auf die Batteriezellen ausgeübte Vorspannung lediglich über das innere Profilelement 122 innerhalb des ersten Verformungswegs S1 gesteuert.

Bei Erreichen des Endes des ersten Verformungswegs S1 wird eine Kraft F1 auf die Batteriezellen durch das innere Profilelement 122 ausgeübt, die größer als F0 ist. Nach Überschreiten des ersten Verformungswegs S1 wird der Verlauf der Vorspannung F über das Zusammenwirken des inneren Profilelements 122 und des äußeren Profilelements 120 bestimmt. Beispielsweise bewirken das innere Profilelement 122 und das äußere Profilelement 120 gemeinsam eine Vorspannung F2, die größer als F1 ist, auf die Batteriezellen. Über S2 hinaus ist die durch das innere und äußere Profilelement ausgeübte Vorspannung derart groß, dass eine weitere Ausdehnung der Batteriezellen kaum noch möglich ist.

Durch die „Zuschaltung“ des äußeren Profileelements 120 nach Überschreiten des ersten Verformungswegs S1 kann somit eine andere, insbesondere höhere, Steifigkeit der Endplatte 12a erreicht werden.

Diese Zuschaltung bewirkt, dass sich die Vorspannung auf die Batteriezellen in Abhängigkeit von der Ausdehnung nach einem veränderten Verhältnis verhält. Mit anderen Worten ändert sich die Vorspannung in Abhängigkeit der Ausdehnung der Batteriezellen innerhalb des ersten Verformungswegs entlang einer ersten Vorspannungs (F)-Ausdehnungs (S) -Kurve.

Ab Überschreiten des ersten Verformungswegs S1 , d.h. für einen zweiten Verformungsweg S2, ändert sich die Vorspannung in Abhängigkeit der Ausdehnung der Batteriezellen innerhalb des zweiten Verformungswegs S2 entlang einer zweiten Vorspannung-Ausdehnungs-Kurve. Dies ist vorteilhaft, da ab dem Überschreiten des ersten Verformungswegs S1 der zweite Vorspannungsverlauf (F1 bis F2) auf die Batteriezellen im Vergleich zu dem ersten Vorspannungsverlauf (F0-F1) in Abhängigkeit zur Ausdehnung innerhalb des ersten Verformungswegs überproportional erhöht werden kann, was die Funktionsweise und die Lebensdauer des Batteriemoduls verbessert bzw. erhöht.

Wie in Figur 4 gezeigt, können somit das innere Profilelement 122 und das äußere Profilelement 120 derart geformt und ausgestaltet sein, dass die Vorspannung F auf die Batteriezellen in Bezug auf den Verformungsweg S bzw. die Ausdehnung entlang einer nicht linearen, vorzugsweise exponentiellen Funktion verläuft. Aufgrund der zweiteiligen Gestaltung der Endplatte, d.h. mit einem inneren Profilelement 122 und einem äußeren Profilelement 120, können alternativ auch andere Vorspannungsverläufe konfiguriert werden.

Gemäß einem nicht gezeigten Aspekt kann eine Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug, mindestens ein Batteriemodul mit einem solchen Gehäuse 12 zur Aufnahme von Batteriezellen aufweisen.

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. Bezuqszeichenliste

10 Batteriemodul

10a-n Batteriezellen

12 Gehäuse 12a, 12b End platte

12c, 12d Seitenwand

120 äußeres Profilelement

122 inneres Profilelement

S1 erster Verformungsweg S2 zweiter Verformungsweg

F Vorspannung