Batteriesystemanordnung

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einlegeteil zum Einlegen in ein Batteriegehäuse einer Batteriesystemanordnung und eine Batteriesystemanordnung.

Stand der Technik Um die Energie speichernden Komponenten einer Batterie, insbesondere einer Fahrzeug batterie, vor Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Feuchtigkeit oder mechanische Einwirkungen, zu schützen, ist es bekannt, diese Module und Komponenten in einem Batteriegehäuse einzuhausen.

In der Regel weisen Fahrzeugbatterien eine Mehrzahl von Batteriemodulen auf, welche im Inneren des Batteriegehäuses angeordnet sind. Um eine funktionelle und strukturelle Integrität der Batterie sicherzustellen, sind diese Module untereinander elektrisch zu kontaktieren sowie mechanisch zu fixieren.

Um das vorgenannte zu erleichtern, sind Fahrzeugbatterien bekannt, bei welchen der

Gehäusedeckel und/oder der Gehäuseboden eine Funktionsintegration aufweist, beispielsweise um eine Positionierung der Module untereinander durch speziell in den Boden geformten Aufnahmen bereitzustellen, oder im Deckel ein Gasüberdruckventil vorzusehen.

Derartige Fahrzeug batterien, bei welchen entweder der Gehäusedeckel oder der Gehäuseboden eine wie zuvor beschriebene Funktionsintegration aufweisen, sind beispielsweise aus der DE 10 2016 219 993 A1 , der DE 10 2010 043 899 A1 oder der DE 10 2016 015 029 A1 bekannt.

In bekannten Fahrzeug batterien ist jedoch zusätzlich noch eine Vielzahl von funktionalen

Einzelelementen einzusetzen, wobei das Einsetzen oftmals per Hand erfolgt, etwa das elektrische Kontaktieren einzelner Batteriemodule oder das Verbinden der hierfür notwendigen Busbars mit einer Sammelschiene für hohe Spannungen. Die funktionalen Einzelelemente sind dabei Teil für Teil in das offene Gehäuse einzusetzen, zu positionieren und mit zusätzlichen

Verbindungselementen zu fixieren.

Bei herkömmlichen Fahrzeugbatterien sind die vorgenannten Einzelelemente beziehungsweise Einzelteile einzeln für ein Einsetzen vorzubereiten und ferner von einem Werker bei der Herstellung der Batterie einzeln an die einzelnen Module anzubringen, korrekt zu positionieren und

untereinander zu verbinden.

Insbesondere Einzelbauteile für hohe Spannungen müssen aufgrund des derartigen Handlings separat isoliert werden. Da der Werker zum Teil auch Komponenten für hohe Spannungen direkt zu greifen hat, um diese zu positionieren und zu fixieren, ist er etwaige hohen Spannungen ausgesetzt, was einem hohen Maß an Arbeitsschutz bedingt.

Darstellung der Erfindung

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Batteriesystemanordnung bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch ein Einlegeteil zum Einlegen in ein Batteriegehäuse einer

Batteriesystemanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.

Entsprechend wird ein Einlegeteil zum Einlegen in ein Batteriegehäuse einer

Batteriesystemanordnung vorgeschlagen, umfassend einen Grundkörper aus einem elektrisch isolierenden Material. Erfindungsgemäß umfasst das Einlegeteil einen in dem Grundkörper positionierten und in diesen integrierten Funktionseinsatz.

Dadurch, dass in dem Grundkörper ein Funktionseinsatz positioniert und integriert ist, ist es nicht mehr erforderlich, sämtliche Einzelteile, die beim Zusammenbau der Batteriesystemanordnung vor dem Schließen des Gehäuses einzusetzen wären, einzeln zu organisieren, zu positionieren und entsprechend zu befestigen beziehungsweise mit anderen Komponenten der

Batteriesystemanordnung zu verbinden. Durch das Einlegeteil kann somit die Montage einer solchen Batteriesystemanordnung vereinfacht, sowie die hierfür erforderliche Montagezeit reduziert werden. Durch die Positionierung des Funktionseinsatzes im Grundkörper ist der Funktionseinsatz nach dem Einlegen des Einlegeteils in das offene Batteriegehäuse bereits in seiner vorgesehenen Position gehalten. Mittels der Integration des Funktionseinsatzes ist sichergestellt, dass der Funktionseinsatz auch in der vorgesehenen Position verbleibt. Zudem kann durch die Integration des Funktionseinsatzes im Grundkörper verhindert werden, dass ein Werker in direktem Kontakt mit dem Funktionseinsatz treten kann, beispielsweise indem er eine unachtsame Bewegung im geöffneten Batteriegehäuse vornimmt. Entsprechend ist durch die Integration des

Funktionseinsatzes im Grundkörper die Arbeitssicherheit für den Werker signifikant erhöht.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist der Funktionseinsatz zur Ausführung zumindest einer mechanischen und/oder thermischen und/oder elektrischen Funktion in einer Batteriesystemanordnung eingerichtet. Dadurch ist es möglich, dass die vorgenannte Funktion respektive Funktionen bereits durch ein Einlegen des Einlegeteils in das geöffnete Batteriegehäuse im Wesentlichen erzielt werden können, ohne dass es umfangreicher weiterer Arbeiten bedarf.

Wenn der Funktionseinsatz eine elektrisch leitende Sammelschiene, bevorzugt für hohe

Spannungen ist, wobei die Sammelschiene bevorzugt bis auf vorgegebene

Kontaktierungsabschnitte zur elektrischen Kontaktierung in dem Grundkörper aufgenommen ist, wie es gemäß einer weiteren bevorzugten Ausdrucksform der Fall sein kann, ist insbesondere der Arbeitsschutz für einen die Batteriesystemanordnung montierenden Werker erhöht. Die

Sammelschiene kann nämlich nur an den dafür vorgesehenen Stellen, den

Kontaktierungsabschnitten, kontaktiert werden. Im Übrigen ist die Sammelschiene durch das elektrisch isolierend wirkende Material des Grundkörpers elektrisch isoliert.

Alternativ oder zusätzlich kann ein Funktionseinsatz eine Dichtung zur Bereitstellung einer

Abdichtung eines Batteriegehäuses sein. Dadurch entfällt der zusätzliche Arbeitsschritt, eine zur Abdichtung des Batteriegehäuses erforderliche Dichtung einzulegen. Zudem kann verhindert werden, dass aufgrund eines fehlerhaften Einlegens der Dichtung oder Verschiebens der Dichtung während der weiteren Montage der Batteriesystemanordnung die Abdichtung des Batteriegehäuses einen Leckagebereich aufweist.

Bevorzugt kann ein Funktionsersatz alternativ oder zusätzlich eine Kabelbaumführung und/oder ein Kabelbaum für niedrige Spannung sein. Insbesondere das aufwendige Verlegen und

Zusammenführen von Kabeln im Batteriegehäuse kann so signifikant vereinfacht werden. Um unter anderem ein Sammeln oder Abführen von Feuchtigkeit, kondensierter Flüssigkeit, oder eingedrungenem Wasser zu ermöglichen, kann ein Funktionseinsatz zusätzlich oder alternativ bevorzugt als Tropfkante und/oder Tropfkanal ausgebildet sein.

Wenn ein Funktionseinsatz alternativ oder zusätzlich bevorzugt eine Sperrschichtfolie zum

Ausbilden einer Kondensat-Barriere ist, kann verhindert werden, dass Kondensat in feuchtesensible Bereiche der Batterie gelangt.

Alternativ oder zusätzlich kann ein Funktionseinsatz bevorzugt in Form einer Kavität zur Aufnahme eines Trocknungssackes oder als Trocknungssack ausgebildet sein. Dadurch ist es möglich, in dem Batteriegehäuse vorliegende beziehungsweise in das Batteriegehäuse eingedrungene Feuchtigkeit aufzunehmen respektive zu sammeln, umso die Atmosphäre im Inneren des Batteriegehäuses trocken zu halten.

Ist der Funktionseinsatz gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform alternativ oder zusätzlich in Form eines Gasableitungskanals zum Ableiten von Gas ausgebildet, so kann verhindert werden, dass es bei einem Druckanstieg oder einer Gasbildung im Inneren des

Batteriegehäuses aufgrund des Druckanstiegs oder der Gasbildung zu Schäden der

Batteriesystemanordnung kommt. Das gebildete Gas beziehungsweise das sich infolge des Druckanstiegs ausdehnende Gas respektive Gasgemisch kann durch den Gasableitungskanal abgeleitet werden, bevorzugt zu einem optional vorgesehenen Entlastungsventil, bevorzugt in Form eines Überdruckventils. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform kann der Funktionseinsatz zusätzlich oder alternativ in Form eines Ventilationskanals zum Bereitstellen einer Kommunikation mit einem Trocknungssack ausgebildet sein. Dadurch ist es möglich, dass in dem Batteriegehäuse vorliegende, feuchte Luft beziehungsweise in das Batteriegehäuse eingedrungene Feuchtigkeit zu einem Trocknungssack zuführbar ist beziehungsweise zu diesem gelangen kann. Um zu verhindern, dass es bei einem Brandschaden oder Glimmschaden einer Komponente der Batteriesystemanordnung zu Schäden einer oder mehrerer weiterer Komponenten kommt, kann der Funktionseinsatz bevorzugt alternativ oder zusätzlich in Form einer Kavität zur Aufnahme einer Brandsperre, bevorzugt einer Glimmerplatte, oder als Brandsperre ausgebildet sein. Die

Glimmerplatte kann bevorzugt derart angeordnet sein, dass sie sich in einer Einbauposition der Batteriesystemanordnung in einem Fahrzeug zwischen den Batteriemodulen und einer

Fahrgastzelle des Fahrzeugs findet. Dadurch kann verhindert werden, dass bei einem Durchbrennen eines Batteriemoduls ein Brennstrahl von dem Modul in die Fahrgastzelle gelangt und dort etwaige befindliche Personen verletzt.

Wenn der Funktionseinsatz alternativ oder zusätzlich bevorzugt in Form einer Führung für Werkzeuge für hohe Spannung ausgebildet ist, kann ein Aufwand infolge einer zusätzlichen Isolierung von Komponenten für hohe Spannung reduziert oder gar allzu gänzlich vermieden werden. Ein Werker kann durch die Führung davon abgehalten werden, anderweitig an die Komponenten für hohe Spannung zu gelangen.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform sind mindestens zwei

Funktionseinsätze in dem Grundkörper aufgenommen. Dadurch kann der Montageaufwand weiter reduziert und die Arbeitssicherheit weiter verbessert werden. Bevorzugt sind eine Vielzahl von

Funktionseinsätzen im Grundkörper aufgenommen. Die oben zu den einzelnen Ausführungen eines Funktionseinsatzes beschriebenen Vorteile und Wirkungen können so kombiniert erzielt werden.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist die Außenkontur des Grundkörpers zumindest abschnittsweise an die Form zumindest eines Bauteils der Batteriesystemanordnung, bevorzugt an die Innenform des Batteriegehäuses, angepasst, wobei der Grundkörper bevorzugt mehrere Bereiche aufweist, deren Außenkontur an unterschiedliche Bauteile der

Batteriesystemanordnung angepasst ist. Dadurch kann etwa ein Abstützen des Einsatzes direkt an dem Bauteil oder dem Batteriegehäuse erfolgen. Zudem kann es dadurch möglich sein, ein oder mehrere Bauteile der Batteriesystemanordnung relativ zum Batteriegehäuse in einer festen Position zu halten.

Wenn der Grundkörper gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform Materialabschnitte unterschiedlicher Dichte aufweist, kann zum einen das Einlegeteil mit einem besonders geringen Gewicht bereitgestellt werden. Zudem kann so die mechanische Belastbarkeit oder die elektrisch und/oder thermisch isolierenden Eigenschaften der Materialabschnitte an die jeweils für einen Materialabschnitt vorliegenden Anforderungen angepasst werden. Bevorzugt kann solch ein Einlegeteil mittels eines Niederdrucksystems mit variablen Schäumen hergestellt werden.

Eine besonders vorteilhafte Fertigung sowie besonders vorteilhafte Materialeigenschaften des Einlegeteils können erzielt werden, wenn der Grundkörper ein Polymermaterial aufweist, bevorzugt ein geschäumtes Polymermaterial, besonders bevorzugt ein im Wesentlichen geschlossenporiges geschäumtes Polymermaterial, bevorzugt PU, TPE, PPE und/oder EPP. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist der Grundkörper zum Auffüllen von Hohlräumen zwischen Komponenten und der Gehäuseinnenwand des Batteriegehäuses der Batteriesystemanordnung ausgebildet. Dadurch kann zum einen die strukturelle Stabilität der Batteriesystemanordnung verbessert werden. Zudem ist so ein sicheres Positionieren und Halten von Komponenten der Batteriesystemanordnung relativ zueinander und relativ zum

Batteriegehäuse ermöglicht. Zudem kann so eine verbesserte elektrische und/oder thermische Isolierung bereitgestellt werden.

Wenn der Grundkörper gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einen Positionierungsbereich umfasst, der derart ausgebildet ist, dass der Grundkörper in die Batteriesystemanordnung nur in einer vorgegebenen Ausrichtung einlegbar ist, kann verhindert werden, dass das Einlegeteil fehlmontiert wird. Das Einlegeteil kann mithin nur in genau einer Ausrichtung, eben der vorgegebenen Ausrichtung eingelegt werden.

Die oben gestellte Aufgabe wird auch durch eine Batteriesystemanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.

Entsprechend wird eine Batteriesystemanordnung vorgeschlagen, umfassend ein Batteriegehäuse und eine Mehrzahl von in dem Batteriegehäuse aufgenommenen Batteriekomponenten, insbesondere Batteriemodule. Ferner ist ein Einlegeteil gemäß einem der vorstehenden Ansprüche in das Batteriegehäuse eingelegt, wobei ein Funktionseinsatz mit mindestens einer

Batteriekomponente wechselwirkt.

Dadurch, dass ein Einlegeteil gemäß einer der vorstehenden Ausführungsform in das

Batteriegehäuse eingelegt ist und ein Funktionseinsatz mit mindestens einer Batteriekomponente wechselwirkt, können die hinsichtlich des Einlegeteils beschriebenen Vorteile und Wirkungen analog erzielt werden. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ersichtlich. Die dort beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben dargelegten Merkmale umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele erfolgt dabei unter Bezugnahme auf die begleitenden

Zeichnungen. Kurze Beschreibung der Figuren

Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende

Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 schematisch eine perspektivische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Einlegeteils; Figur 2 schematisch eine Draufsicht eines Teils des Einlegeteils aus Figur 1 ;

Figur 3 schematisch eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Batteriesystemanordnung; und

Figur 4 schematisch eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Batteriesystemanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform. Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

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 Figur 1 ist schematisch eine perspektivische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Einlegeteils 5 gezeigt. Das Einlegeteil 5 umfasst einen Grundkörper 6 aus einem elektrisch isolierenden Material. Vorliegend weist der Grundkörper 6 ein geschäumtes Polymermaterial auf, in diesem Fall geschäumtes PU. Alternativ kann der Grundkörper auch ein anderes geschäumtes Polymermaterial aufweisen, insbesondere TPE, PPE oder EPP. In dem Grundkörper 6 ist eine Mehrzahl von Funktionseinsätzen 7 positioniert und in diesem integriert.

Einer der Funktionseinsätze 7 ist hierbei als elektrisch leitende Sammelschiene für hohe

Spannungen ausgebildet. Die Sammelschiene ist bis auf vorgegebene Kontaktierungsabschnitte zur elektrischen Kontaktierung in den Grundkörper 6 aufgenommen beziehungsweise integriert. Ein weiterer Funktionseinsatz 7 ist ein Kabelbaum für niedrige Spannung. Ein nochmals weiterer

Funktionseinsatz 7 ist als Tropfkante ausgebildet. Ferner ist einer der Funktionseinsätze 7 in Form einer Führung für Werkzeuge für hohe Spannung ausgebildet. Fernerhin können Funktionseinsätze alternativ oder zusätzlich in dem Grundkörper 6 vorgesehen werden, welche insbesondere als eine Dichtung zur Bereitstellung einer Abdichtung eines Batteriegehäuses, eine Kabelbaumführung und/oder ein Kabelbaum für niedrige Spannung, ein Tropfkanal, eine Sperrschichtfolie zum Ausbilden einer Kondensat-Barriere, eine Kavität zur Aufnahme eines Trocknungssackes oder als Trocknungssack, ein Gasableitungskanal zum Ableiten von Gas, ein Ventilationskanal zum Bereitstellen einer Kommunikation mit einem

Trocknungssack, oder als eine Kavität zur Aufnahme einer Brandsperre, bevorzugt einer

Glimmerplatte, oder als Brandsperre ausgebildet sein kann.

Figur 2 zeigt schematisch eine Draufsicht eines Teils des Einlegeteils 4 aus Figur 1 , in welcher die Funktionseinsätze 7 nochmals deutlich zu sehen sind.

In Figur 3 ist schematisch eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße

Batteriesystemanordnung 1 gezeigt. Die Batteriesystemanordnung 1 weist ein Batteriegehäuse 2, umfassend eine Wanne 3 und einen Deckel 4, wobei der Deckel 4 abgedichtet mit der Wanne 3 verbunden ist, sodass das Batteriegehäuse 2 im Wesentlichen gegen die Umgebung abgedichtet ist. Im Inneren des Batteriegehäuses 2 ist eine Mehrzahl von Batteriemodulen 9 angeordnet.

Oberhalb der Batteriemodule 9 ist ein Einlegeteil 5 gemäß den Figuren 1 und 2 von oben auf die Batteriemodule 9 in das Batteriegehäuse 2 eingelegt. Die Funktionseinsätze 7 des Einlegeteils 5 erfüllen dabei verschiedene funktionelle Aufgaben, wie etwa die elektrische Kontaktierung der Batteriemodule 9, sodass auf zusätzliche Einzelteile, welche ansonsten für den Zusammenbau der Batteriesystemanordnung 1 notwendig wären, verzichtet werden kann.

Figur 4 zeigt schematisch eine Seitenansicht durch eine erfindungsgemäße

Batteriesystemanordnung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Batteriesystemanordnung 1 entspricht im Wesentlichen jener, welche in Figur 3 gezeigt ist. In dieser Ausführungsform ist durch das Einlegeteil 5 ein sich zwischen den Batteriemodulen 9 und dem Deckel 4 in dem Batteriegehäuse 2 erstreckender Hohlraum 8 im Wesentlichen durch das Einlegeteil 5 ausgefüllt.

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. Bezugszeichenliste

1 Batteriesystemanordnung

2 Batteriegehäuse

3 Wanne

4 Deckel

5 Einlegeteil

6 Grundkörper

7 Funktionseinsatz

8 Hohlraum

9 Batteriemodul