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Patent Searching and Data


Title:
HOUSING PART, BATTERY HOUSING, AND TRACTION BATTERY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/186836
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a housing part (10), in particular a housing cover (10), for a battery housing (100) of a traction battery (200) of an electrically operatable vehicle for connecting to a second housing part (12) of the battery housing (100). The housing part comprises a structure made of multiple layers (20, 22, 24, 26) with different materials, at least comprising an outer layer (20) made of plastic, a metal layer (22) made of steel, and a structure layer (26) made of a structure material, wherein the outer layer (20) and the metal layer (22) are connected over a large surface area, and the structure layer (26) covers at least one part of the surface area of the outer layer (20) and/or the metal layer (22). An intermediate layer (24) is arranged between the structure layer (26) and the combination of the outer layer (20) and the metal layer (22). The invention additionally relates to a battery housing (100) for a traction battery (200) and to a traction battery (200) for an electrically operatable vehicle.

Inventors:
HAEFNER THORSTEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/057884
Publication Date:
October 05, 2023
Filing Date:
March 27, 2023
Export Citation:
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Assignee:
MERCEDES BENZ GROUP AG (DE)
International Classes:
H01M50/231
Domestic Patent References:
WO2021100813A12021-05-27
WO2022034768A12022-02-17
Foreign References:
EP3550632A12019-10-09
CN213717016U2021-07-16
DE102020101039A12021-07-22
Attorney, Agent or Firm:
SCHEIDLE, Thorsten (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Gehäuseteil (10), insbesondere Gehäusedeckel (10), für ein Batteriegehäuse (100) einer Traktionsbatterie (200) eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, zum Verbinden mit einem zweiten Gehäuseteil (12) des Batteriegehäuses (100), mit einem Aufbau aus mehreren Schichten (20, 22, 24, 26) mit unterschiedlichen Werkstoffen, wenigstens umfassend - eine Außenschicht (20) aus einem Kunststoff, - eine Metallschicht (22), insbesondere aus Stahl, - eine Strukturschicht (26) aus einem Strukturwerkstoff, wobei die Außenschicht (20) und die Metallschicht (22) großflächig verbunden sind, wobei die Strukturschicht (26) wenigstens einen Teil einer Fläche der Außenschicht (20) und/oder der Metallschicht (22) überdeckt, wobei zwischen der Strukturschicht (26) und der Kombination aus Außenschicht (20) und Metallschicht (22) eine Zwischenschicht (24) angeordnet ist.

2. Gehäuseteil nach Anspruch 1 , wobei die Meta II schicht (22) in die Außenschicht (20) integriert ist, insbesondere wobei die Metallschicht (22) mit dem Werkstoff der Außenschicht (20) umspritzt ist oder in den Werkstoff der Außenschicht (20) eingegossen ist.

3. Gehäuseteil nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Strukturschicht (26) aus einem

Werkstoff mit einem höheren Elastizitäts-Modul als ein Elastizitäts-Modul der

Kombination aus Außenschicht (20) und Metallschicht (22) ausgebildet ist, insbesondere wobei die Strukturschicht (26) wenigstens Stahl und/oder Aluminium und/oder faserverstärkten Kunststoff aufweist, insbesondere aus Stahl und/oder Aluminium und/oder faserverstärktem Kunststoff ausgebildet ist.

4. Gehäuseteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die

Zwischenschicht (24) einen Formschaum aufweist, insbesondere wobei die Zwischenschicht (24) wenigstens eines von Kunststoff-Schaum, insbesondere Polyurethan-Schaum, Faltkernen aus Papier, Glasgewebe, Textilen aufweist.

5. Gehäuseteil nach Anspruch 4, wobei die Zwischenschicht (24) Kanäle (30) zum Ableiten von Fluiden, insbesondere von Gasen aufweist.

6. Gehäuseteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend eine elektrische Isolationsschicht (28) aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, insbesondere aus wenigstens einem von Kunststoff, Keramik, Faser-Kunststoff- Verbundwerkstoff.

7. Gehäuseteil nach Anspruch 6, wobei die Meta II schicht (22) mit der Zwischenschicht (24) und/oder die Strukturschicht (26) mit der elektrischen Isolationsschicht (28) fest verbunden sind.

8. Gehäuseteil nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei wenigstens ein durchgehend ausgebildeter Gasdurchtrittsbereich (32) in der Strukturschicht (26) und der elektrischen Isolationsschicht (28) angeordnet ist, um Fluide, insbesondere Gase, von einem Gehäuseinnenraum (40) in Kanäle (30) der Zwischenschicht (24) zu leiten.

9. Batteriegehäuse (100) für eine Traktionsbatterie (200) eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, mit einem ersten Gehäuseteil (10), insbesondere Gehäusedeckel (10), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und mit einem zweiten Gehäuseteil (12), wobei das erste Gehäuseteil (10) einen Aufbau aus mehreren Schichten (20, 22, 26) mit unterschiedlichen Werkstoffen aufweist, wenigstens umfassend - eine Außenschicht (20) aus einem Kunststoff, - eine Metallschicht (22) mit einem Stahleinleger, - eine Strukturschicht (26) aus einem Strukturwerkstoff, wobei die Außenschicht (20) und die Metallschicht (22) großflächig verbunden sind, wobei die Strukturschicht (26) wenigstens einen Teil einer Fläche der Außenschicht (20) und/oder der Metallschicht (22) überdeckt, wobei zwischen der Strukturschicht (26) und der Kombination aus Außenschicht (20) und Metallschicht (22) eine Zwischenschicht (24) angeordnet ist. 10. Traktionsbatterie (200) für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug, mit einer Vielzahl von Batteriezellen (50) und einem Batteriegehäuse (100) nach Anspruch 9, wobei die Batteriezellen (50) in einem Gehäuseinnenraum (40) des Batteriegehäuses (100) angeordnet sind.

Description:
Gehäuseteil, Batteriegehäuse und Traktionsbatterie

Die Erfindung betrifft ein Gehäuseteil, insbesondere Gehäusedeckel, für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, ein Batteriegehäuse für eine Traktionsbatterie sowie eine Traktionsbatterie für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug.

Gehäusedeckel oder großflächige Teile von Traktionsbatterien müssen aufgrund eines eventuell störenden Schwingungsverhaltens und der Betriebsfestigkeit über zusätzliche Anbindungspunkte stabilisiert werden. Dadurch entsteht ein hoher Prüfaufwand zur Sicherstellung der Dichtheit und der Korrosionsanforderungen. Durch versteifende Sicken geht zusätzlicher Bauraum innerhalb der Batterie verloren.

Die DE 10 2020 101 039 A1 offenbart einen Gehäusedeckel für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, welcher zum Aufsetzen auf ein Gehäuseunterteil des Batteriegehäuses dient. Der Gehäusedeckel weist eine Abdeckschicht zum Abschließen, insbesondere zum Abdichten, eines Gehäuseinnenraumes des Batteriegehäuses auf. Der Gehäuseinnenraum ist zum Aufnehmen zumindest einer Batteriezelle ausgebildet. Außerdem weist der Gehäusedeckel eine zumindest bereichsweise mit der Abdeckschicht überlappende Schutzschicht zum Standhalten gegenüber einer thermischen Belastung auf, welche durch eine Hitzebeaufschlagung des Gehäusedeckels bei einer Notentgasung der zumindest einen Batteriezelle verursacht wird. Die Schutzschicht ist in Verbindungsbereichen mit der Abdeckschicht mechanisch verbunden und in Schutzbereichen unter Ausbildung eines zur Erhöhung eines thermischen Übergangswiderstands zwischen der Schutzschicht und der Abdeckschicht vorgesehenen Spaltes beabstandet zu der Abdeckschicht angeordnet.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Gehäuseteil, insbesondere einen verbesserten Gehäusedeckel, für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs zu schaffen, welches bauraumsparend ist und kostengünstig zu fertigen ist.

Eine weitere Aufgabe ist es, ein Batteriegehäuse für eine Traktionsbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs mit einem solchen verbesserten Gehäuseteil zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe ist es, eine Traktionsbatterie für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug mit einem solchen Batteriegehäuse zu schaffen.

Die vorgenannten Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Gehäuseteil, insbesondere Gehäusedeckel, für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs vorgeschlagen, zum Verbinden mit einem zweiten Gehäuseteil des Batteriegehäuses, mit einem Aufbau aus mehreren Schichten mit unterschiedlichen Werkstoffen. Das Gehäuseteil umfasst wenigstens eine Außenschicht aus einem Kunststoff, eine Metallschicht, insbesondere aus Stahl, eine Strukturschicht aus einem Strukturwerkstoff, wobei die Außenschicht und die Metallschicht großflächig verbunden sind. Die Strukturschicht überdeckt wenigstens einen Teil einer Fläche der Außenschicht und/oder der Metallschicht. Zwischen der Strukturschicht und der Kombination aus Außenschicht und Metallschicht ist eine Zwischenschicht angeordnet.

Das vorgeschlagene Gehäuseteil, insbesondere Gehäusedeckel, für eine Traktionsbatterie setzt sich aus mehreren Schichten mit unterschiedlichen Eigenschaften zusammen.

Die Außenschicht bildet eine Korrosionsschutzschicht für das Gehäuseteil, sowie auch eine thermische Isolation und Steinschlagschutz für Traktionsbatterien im Unterbodenbereich eines Fahrzeugs.

Diese Außenschicht ist fest mit der Metallschicht verbunden, welche als Stahleinleger ausgebildet sein kann. Diese Metallschicht kann beispielsweise im Fertigungsprozess des Gehäuseteils mit dem Werkstoff des Gehäuseteils umspritzt oder in den Werkstoff eingegossen werden. Die Metallschicht schützt das Innere der Traktionsbatterie gegen punktuelle Belastungen in der vertikalen Z-Richtung des Fahrzeugs, da dieser sich stark verformen kann und keine Risse bei Belastung bekommt. Somit kann eine Dichtheit des Gehäuseteils gewährleistet werden. Ebenfalls bildet die Metallschicht auch einen Schutz gegen ein Durchbrennen des Gehäuseteils bei einem thermischen Ereignis einer Batteriezelle aus einem Zellmodul. Außerdem bildet die Metallschicht eine elektromagnetische Abschirmung. Dadurch kann auf zusätzliche metallische Abdeckungen für eine verbesserte elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) verzichtet werden und es kann Bauraum eingespart werden.

Auf die Metallschicht ist eine Zwischenschicht aufgesetzt, welche als Verbindungsschicht zwischen der Metallschicht bzw. der Kombination aus Außenschicht und Metallschicht und einer darüber liegenden, in Richtung Innenraum des Gehäuseteils beabstandet angeordnete Strukturschicht dient.

Die Strukturschicht wird durch einen Werkstoff mit höherem Elastizitäts-Modul, beispielsweise aus Stahl und/oder Aluminium und/oder faserverstärkten Kunststoff ausgebildet und bildet einen sogenannten Obergurt im Schichtaufbau ab. Biegekräfte oder Torsionskräfte werden durch die obere Schicht bzw. untere Schicht geleitet. Hier kann vorteilhaft ein Material mit hohem Elastizitäts-Modul eingesetzt werden.

Die Beanspruchungen für Gehäusedeckel in einer Hochvolt-Batterie werden durch Schwingungen im Fährbetrieb des Fahrzeuges, beispielsweise durch Unterdrück erzeugende Luftströmungen, oder Vibrationen, ausgelöst vom Fahrbahnuntergrund, aber auch beim Aufsetzen oder Überfahren von großen Gegenständen sowie dem Gasdruck, der bei einem thermischen Ereignis in der Hochvolt-Batterie entsteht, ausgelöst. Großflächige Teile, wie Gehäusedeckel in Hochvolt-Batterien von Fahrzeugen, die sehr leicht in Schwingung versetzt werden können, müssen üblicherweise über zusätzliche Schraubpunkte abgestützt werden, die bei dem vorgeschlagenen Gehäuseteil entfallen können.

Mit dem erfindungsgemäßen Schichtaufbau des Gehäuseteils, insbesondere Gehäusedeckels, können Schwingungen und/oder unangenehme Geräusche reduziert oder ganz vermieden werden. Dadurch werden Belastungen auf die Materialen reduziert. Die Mehrschichtstruktur ermöglicht es, einen Gehäusedeckel über eine große Fläche zu spannen, ohne dabei diese Fläche extra abzustützen. Dabei werden die Belastungen über die ausgebildete Obergurtschicht aufgenommen. Die Belastungen im sogenannten Untergurt werden über die Deckelaußenschicht übertragen. Eine zwischen der Außenschicht mit Metallschicht und der Strukturschicht angeordnete Zwischenstruktur kann zur Lastverteilung dienen.

Wird das Gehäuse auf Biegung beansprucht, beispielsweise durch Schwingungen, im Fährbetrieb des Fahrzeuges, oder beim Aufsetzen auf einen Gegenstand, oder durch den Gasdruck bei einem thermischen Ereignis, wird die oberste Schicht auf Zugkraft beansprucht. Hier treten die höchsten Kräfte auf. In der untersten Schicht, dem Untergurt, treten die gleichen Kräfte auf, allerdings in einer anderen Richtung als Druckkräfte. Eine Zwischenstruktur wird kaum bis gar nicht belastet. Daher gewährleisten ein leistungsfähiger Obergurt und ein Untergurt, beispielsweise aus Stahl, eine hohe Belastungsfähigkeit der Bauweise.

Die Kombination aus mehreren Schichten mit unterschiedlichen Werkstoffen ermöglicht eine verbesserte Eigensteifigkeit von großflächigen Teilen. Strukturschichten ermöglichen den Entfall von Anbindungspunkten für großflächige Bauteile, sowie eine gleichmäßige Lastverteilung bei punktuellen Krafteinleitungen. Beispielsweise werden Kräfte in einer vertikalen Z-Richtung des Bauteils beim bestimmungsgemäßen Einbau in ein Fahrzeug, großflächig verteilt, sodass nur eine reduzierte Flächenlast auf das Innere der Batterie wirkt. Eine Integration mehrerer Anforderungen in die einzelnen Schichten wie die Ausbildung von Gaskanälen sowie das Vorhandensein von Isolationseigenschaften ist vorteilhaft möglich.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gehäuseteils kann die Metallschicht in die Außenschicht integriert sein. Insbesondere kann dabei die Metallschicht mit dem Werkstoff der Außenschicht umspritzt sein oder in den Werkstoff der Außenschicht eingegossen sein. Dadurch ist eine feste Anbindung oder Einbindung der Metallschicht in die Außenschicht möglich, welche sich mit gängigen Kunststoffherstellverfahren günstig fertigen lässt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gehäuseteils kann die Strukturschicht aus einem Werkstoff mit einem höheren Elastizitäts-Modul als ein Elastizitäts-Modul der Kombination aus Außenschicht und Metallschicht ausgebildet sein. Insbesondere kann dabei die Strukturschicht wenigstens Stahl und/oder Aluminium und/oder faserverstärkten Kunststoff aufweisen. Insbesondere kann die Strukturschicht aus Stahl und/oder Aluminium und/oder faserverstärktem Kunststoff ausgebildet sein. Vorteilhaft können so Biegekräfte oder Torsionskräfte durch die obere Schicht bzw. untere Schicht der Mehrschichtstruktur des Gehäuseteils geleitet werden.

Zusammen mit dem Stahleinleger der Außenschicht wird somit ein struktureller Obergurt- und Untergurt-Aufbau dargestellt. Dadurch kann die Steifigkeit des Gehäuseteils deutlich gesteigert werden und die Gesamtschwingungen deutlich reduziert werden. Somit ist es möglich, eventuelle Abstützungsverschraubungen und die damit verbundenen aufwendigen Prozessschritte zu vermeiden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gehäuseteils kann die Zwischenschicht einen Formschaum aufweisen. Insbesondere kann dabei die Zwischenschicht wenigstens eines von Kunststoff-Schaum, insbesondere Polyurethan-Schaum, Faltkernen aus Papier, Glasgewebe, Textilen aufweisen.

Die Zwischenschicht aus Formschaum kann auf den Stahleinleger der Außenschicht aufgesetzt werden. Der Formschaum kann vorteilhaft aus einem Werkstoff sein, der bei einer Belastung in Z-Richtung die Kraft flächig verteilt und die punktuelle Belastung auf ein im Inneren des Batteriegehäuses angeordnetes Zellmodul reduziert. Die Zwischenschicht kann beispielsweise durch Aufschäumen oder Aufkleben auf die Außenschicht mit Stahleinleger gefertigt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gehäuseteils kann die Zwischenschicht Kanäle zum Ableiten von Fluiden, insbesondere von Gasen aufweisen. Über die Kanäle können beispielsweise bei einem thermischen Ereignis entstehende Gase entsprechend abgeleitet werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Gehäuseteil weiter eine elektrische Isolationsschicht aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff umfassen, insbesondere aus wenigstens einem von Kunststoff, Keramik, Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff. Die Isolationsschicht kann vorteilhaft als innerste Schicht des Batteriegehäuses aufgebracht werden und als elektrischer Isolator zu einem darüber montierten Zellmodul eingesetzt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gehäuseteils können die Metallschicht mit der Zwischenschicht und/oder die Strukturschicht mit der elektrischen Isolationsschicht fest verbunden sein. Auf diese Weise ist ein massiver Schichtaufbau des Gehäuseteils zu erreichen, der eine vorteilhafte Gehäusesteifigkeit gegenüber üblichen Batteriegehäusen aufweist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gehäuseteils kann wenigstens ein durchgehend ausgebildeter Gasdurchtrittsbereich in der Strukturschicht und der elektrischen Isolationsschicht angeordnet sein, um Fluide, insbesondere Gase, von einem Gehäuseinnenraum in Kanäle der Zwischenschicht zu leiten. Über den Gasdurchtrittsbereich können im Fall eines thermischen Ereignisses entstehende Gase oder Partikel in die Kanäle der Zwischenschicht geleitet und darüber aus dem Gehäuseinnenraum abgeführt werden.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Batteriegehäuse vorgeschlagen für eine Traktionsbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, mit einem ersten Gehäuseteil, insbesondere Gehäusedeckel, und mit einem zweiten Gehäuseteil, wobei das erste Gehäuseteil einen Aufbau aus mehreren Schichten mit unterschiedlichen Werkstoffen aufweist, wenigstens umfassend eine Außenschicht aus einem Kunststoff, eine Metallschicht mit einem Stahleinleger, eine Strukturschicht aus einem Strukturwerkstoff, wobei die Außenschicht und die Metallschicht großflächig verbunden sind. Die Strukturschicht überdeckt wenigstens einen Teil einer Fläche der Außenschicht und/oder der Metallschicht. Zwischen der Strukturschicht und der Kombination aus Außenschicht und Metallschicht ist eine Zwischenschicht angeordnet.

Bei dem mit wenigstens einem ersten Gehäuseteil wie oben beschrieben ausgebildeten Batteriegehäuse kann auf Grund der erhöhten Steifigkeit durch den Mehrschichtaufbau mit unterschiedlichen Werkstoffen ein Teil der Verschraubungen eines üblichen Batteriegehäuses entfallen. Dadurch reduzieren sich Fertigungs- und Prüfkosten für das Batteriegehäuse.

Weiter kann eine Verbesserung störenden Schwingungsverhaltens von großflächigen Bauteilen, wie Gehäusedeckel oder Gehäusewanne erreicht werden. Darüber ist eine einfachere Demontage im Falle einer nötigen Reparatur durch eine reduzierte Anzahl an Schrauben oder Fixierungen möglich.

Vorteilhaft weist das Batteriegehäuse eine Funktionsintegration auf, einzelne Schichten übernehmen unterschiedliche Aufgaben wie beispielsweise Erhöhung der Festigkeit, Dämpfung des Schwingungsverhaltens, Ausbildung von Gaskanälen. Dadurch kann mehr Bauraum für Batteriezellen geschaffen werden und somit mehr Reichweite erzielt werden.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Traktionsbatterie für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug vorgeschlagen, mit einer Vielzahl von Batteriezellen und einem solchen Batteriegehäuse, wobei die Batteriezellen in einem Gehäuseinnenraum des Batteriegehäuses angeordnet sind.

Vorteilhaft lässt sich mit der Traktionsbatterie mit einem solchen Batteriegehäuse wie oben beschrieben bei gleichem Außenvolumen ein größeres freies Innenvolumen zum Unterbringen von Batteriezellen darstellen. Dadurch ergibt sich ein größerer Energieinhalt der Traktionsbatterie, was zu einer größeren Reichweite des damit ausgestatteten Fahrzeugs führt.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Teil eines Gehäuseteils, insbesondere Gehäusedeckels, für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine isometrische Darstellung eines Ausschnitts aus dem Gehäuseteil nach Figur 1 mit offen gelegter Zwischenschicht nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 3 eine isometrische Darstellung eines Ausschnitts aus dem Gehäuseteil nach Figur 1 mit offen gelegter Zwischenschicht nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen. Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Teil eines Gehäuseteils 10, insbesondere Gehäusedeckels 10, für ein Batteriegehäuse 100 einer Traktionsbatterie 200 eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Der Gehäusedeckel 10 ist im Querschnitt teilweise abgeschnitten dargestellt, um eine vergrößerte Darstellung des Aufbaus zu zeigen. Ein zweites Gehäuseteil 12 des Batteriegehäuses 100, welches mit dem Gehäusedeckel 10 verbunden ist, ist nur schematisch als Platte dargestellt. Wenigstens ein Batteriemodul 52 ist im Gehäuseinnenraum 40 dargestellt, welches weiter nicht dargestellte Batteriezellen 50 der Traktionsbatterie 200 umfasst.

Der Gehäusedeckel 10 weist einen Aufbau aus mehreren Schichten 20, 22, 24, 26 mit unterschiedlichen Werkstoffen auf und umfasst eine Außenschicht 20 aus einem Kunststoff, eine Metallschicht 22 aus Stahl, und eine Strukturschicht 26 aus einem Strukturwerkstoff. Die Außenschicht 20 und die Metallschicht 22 sind großflächig verbunden.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Metallschicht 22 auf der Außenschicht 20 auf und ist mit dieser fest verbunden. Alternativ kann die Metallschicht 22 in die Außenschicht 20 integriert sein. Insbesondere kann die Metallschicht 22 mit dem Werkstoff der Außenschicht 20 umspritzt sein oder in den Werkstoff der Außenschicht 20 eingegossen sein, um einen festen Verbund zu bilden. Dadurch ist eine feste Anbindung oder Einbindung der Metallschicht 22 in die Außenschicht 20 möglich, welche sich mit gängigen Kunststoffherstellverfahren günstig fertigen lässt.

Die Strukturschicht 26 überdeckt wenigstens einen Teil einer Fläche der Außenschicht 20 und/oder Metallschicht 22. Zwischen der Strukturschicht 26 und der Kombination aus Außenschicht 20 und Metallschicht 22 ist dabei eine Zwischenschicht 24 angeordnet.

Die Strukturschicht 26 ist bevorzugt aus einem Werkstoff mit einem höheren Elastizitäts- Modul als ein Elastizitäts-Modul der Kombination aus Außenschicht 20 und Metallschicht 22 ausgebildet. Insbesondere kann die Strukturschicht 26 wenigstens Stahl und/oder Aluminium und/oder faserverstärkten Kunststoff aufweisen oder aus Stahl und/oder Aluminium und/oder faserverstärktem Kunststoff ausgebildet sein. Vorteilhaft können so Biegekräfte oder Torsionskräfte durch die obere Schicht bzw. untere Schicht der Mehrschichtstruktur des Gehäuseteils 10 geleitet werden. Die Zwischenschicht 24 kann bevorzugt einen Formschaum aufweisen. Insbesondere kann die Zwischenschicht 24 Kunststoff-Schaum, beispielsweise Polyurethan-Schaum aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist auch möglich, dass die Zwischenschicht 24 Faltkerne aus Papier, und/oder Glasgewebe, und/oder Textilen aufweist.

Der Formschaum kann vorteilhaft aus einem Werkstoff sein, der bei einer Belastung in Z- Richtung die Kraft flächig verteilt und die punktuelle Belastung auf ein im Inneren des Batteriegehäuses 100 angeordnetes Zellmodul 52 reduziert. Die Zwischenschicht 24 kann beispielsweise durch Aufschäumen oder Aufkleben auf die Außenschicht mit Stahleinleger gefertigt werden.

Das Gehäuseteil 10 umfasst auf der zum Gehäuseinnenraum 40 gerichteten Seite der Strukturschicht 26 eine elektrische Isolationsschicht 28 aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff. Insbesondere kann die elektrische Isolationsschicht 28 beispielsweise aus Kunststoff, Keramik, oder einem Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff ausgebildet sein. Die Strukturschicht 26 ist dabei mit der elektrischen Isolationsschicht 28 fest verbunden. Die Isolationsschicht 28 kann vorteilhaft als innerste Schicht des Batteriegehäuses 100 aufgebracht werden und aus Sicherheitsgründen als elektrischer Isolator zu einem darüber montierten Zellmodul 52 eingesetzt werden.

Wie in Figur 1 weiter erkennbar, kann die Zwischenschicht 24 Kanäle 30 zum Ableiten von Fluiden, insbesondere von Gasen aufweisen. Über die Kanäle 30 können beispielsweise bei einem thermischen Ereignis entstehende Fluide, insbesondere Gase entsprechend abgeleitet werden.

Weiter ist in der Strukturschicht 26 und der elektrischen Isolationsschicht 28 ein durchgehend ausgebildeter Gasdurchtrittsbereich 32 angeordnet, um die Fluide, insbesondere Gase, von dem Gehäuseinnenraum 40 in die Kanäle 30 der Zwischenschicht 24 zu leiten. In dem Batteriemodul 52 ist dabei ein Öffnungsbereich 54 der Batteriezellen 50 schematisch dargestellt, aus welchem Fluide, insbesondere Gase über den Gasdurchtrittsbereich 32 in die Kanäle 30 strömen können.

Die Kombination aus mehreren Schichten 20, 22, 24, 26 mit unterschiedlichen Werkstoffen ermöglicht eine verbesserte Eigensteifigkeit des Gehäusedeckels 10. Ein solcher Mehrschichtaufbau ermöglicht den Entfall von Anbindungspunkten für den Gehäusedeckel 10, sowie eine gleichmäßige Lastverteilung bei punktuellen Krafteinleitungen. Beispielsweise werden Kräfte in einer vertikalen Z-Richtung des Bauteils 10 beim bestimmungsgemäßen Einbau in ein Fahrzeug, großflächig verteilt, sodass nur eine reduzierte Flächenlast auf das Innere der Batterie 200 wirkt. Eine Integration mehrerer Anforderungen in die einzelnen Schichten 20, 22, 24, 26 wie die Ausbildung von Gaskanälen 30 sowie das Vorhandensein von Isolationseigenschaften ist vorteilhaft möglich.

Figur 2 zeigt eine isometrische Darstellung eines Ausschnitts aus dem Gehäuseteil 10 nach Figur 1 mit offen gelegter Zwischenschicht 24 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Dabei ist das Gehäuseteil 10 abgeschnitten dargestellt, sodass in einem Teil des Gehäuseteils 10 nur noch die Zwischenschicht 24 zu erkennen ist. Die Zwischenschicht 24 ist aus Formschaum gebildet und ist in einer Ausführung für prismatische Batteriezellen dargestellt. Dies ist an den in einer Reihe angeordneten ellipsenförmigen Entgasungsöffnungen 34 erkennbar, welche im mittleren Bereich der Zwischenschicht 24 angeordnet sind. Über die Entgasungsöffnungen 34 der Zwischenschicht 24 können Fluid, insbesondere Gase aus Ventingöffnungen der Batteriezellen austreten. In der Zwischenschicht 24 können die Fluide dann aus den Entgasungsöffnungen 34 über die Kanäle 30 abgeleitet werden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind jeweils nur einzelne Entgasungsöffnungen 34 und Kanäle 30 mit Bezugszeichen versehen.

Figur 3 zeigt eine isometrische Darstellung eines Ausschnitts aus dem Gehäuseteil nach Figur 1 mit offen gelegter Zwischenschicht nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Diese Ausführung der Zwischenschicht 24 ist für Rundzellen vorgesehen. Die Entgasungsöffnungen 34 in der Zwischenschicht 24 sind kreisförmig ausgebildet und sind in einer dichtesten Packung für zylindrische Rundzellen angeordnet, welche nebeneinander stehend angeordnet sind. Die Kanäle 30 zum Ableiten der Fluide verbinden die verschiedenen Entgasungsöffnungen 34. Bezugszeichenliste

10 Gehäuseteil

12 zweites Gehäuseteil

20 Außenschicht

22 Metallschicht

24 Verbindungsschicht

26 Strukturschicht

28 elektrische Isolationsschicht

30 Kanal

32 Gasdurchtrittsbereich

34 Entgasungsöffnung

40 Gehäuseinnenraum

50 Batteriezellen

52 Batteriemodul

54 Öffnungsbereich

100 Batteriegehäuse

200 Traktionsbatterie