特許 7544878 電気的又は半電気的に駆動される車両のためのバッテリシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-26

(45)【発行日】2024-09-03

(54)【発明の名称】電気的又は半電気的に駆動される車両のためのバッテリシステム

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/507 20210101AFI20240827BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240827BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20240827BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20240827BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20240827BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20240827BHJP

   H01M 50/209 20210101ALN20240827BHJP

【ＦＩ】

H01M50/507

H01M10/613

H01M10/625

H01M10/6556

H01M50/204 401H

H01M50/249

H01M50/204 101

H01M50/209

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023001438

(22)【出願日】2023-01-10

(65)【公開番号】P2023103185

(43)【公開日】2023-07-26

【審査請求日】2023-01-10

(31)【優先権主張番号】10 2022 100 745.6

(32)【優先日】2022-01-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】510238096

【氏名又は名称】ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】Ｄｒ． Ｉｎｇ． ｈ．ｃ． Ｆ． Ｐｏｒｓｃｈｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ

【住所又は居所原語表記】Ｐｏｒｓｃｈｅｐｌａｔｚ １， Ｄ－７０４３５ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100202647

【弁理士】

【氏名又は名称】寺町 健司

(72)【発明者】

【氏名】フィリップ ケルナー

(72)【発明者】

【氏名】クリストファー フォルクマー

(72)【発明者】

【氏名】ベンヤミン パッセンベルク

【審査官】前田 寛之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０１８７９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ５０／５０－５０／５９８

Ｈ０１Ｍ５０／２０－５０／２９８

Ｈ０１Ｍ１０／５２－１０／６６７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気的又は半電気的に駆動される車両のためのバッテリシステム（１）であって、前記バッテリシステム（１）が、少なくとも２つのバッテリモジュール（２）を備え、各々が、モジュールハウジング（３）と、前記モジュールハウジング（３）内に配置される複数のバッテリセル（４）と、を有し、前記バッテリシステム（１）が、前記バッテリセル（４）を冷却するための冷却システムを備え、前記バッテリシステム（１）が、複数のバスバー（５）を備え、前記少なくとも２つのバッテリモジュール（２）が、前記バスバー（５）によって相互に接続されており、前記バッテリシステム（１）が、前記モジュールハウジング（３）の外側に構成されている、バスバーハウジング（６）を備え、複数の前記バスバー（５）が、前記バスバーハウジング（６）内に配置されており、かつ前記バスバーハウジング（６）に熱的に連結されており、前記バスバーハウジング（６）が、少なくとも部分的に、前記少なくとも１つのバッテリモジュール（２）の前記モジュールハウジング（３）に、熱的に連結されており、それぞれの前記バスバー（５）と前記バスバーハウジング（６）との間の熱的な連結が、それぞれの前記バスバー（５）と前記バスバーハウジング（６）との間に配置されている変形可能な熱伝導要素（９）を介してもたらされる、バッテリシステム。

【請求項2】

バスバーハウジング（６）が、少なくとも部分的に、２つのバッテリモジュール（２）の前記モジュールハウジング（３）に熱的に連結されている、請求項１に記載のバッテリシステム。

【請求項3】

前記バスバーハウジング（６）が、互いに解放可能に接続されている、下部シェル（８）及び上部シェル（７）を備える、請求項１に記載のバッテリシステム。

【請求項4】

それぞれの前記バスバー（５）が、前記バスバー（５）の少なくとも２つの側で前記バスバーハウジング（６）に熱的に連結されている、請求項１に記載のバッテリシステム。

【請求項5】

前記バスバーハウジング（６）における前記バスバー（５）が、軸受構造（１７）に機械的に保持されており、前記軸受構造（１７）が、前記バスバーハウジング（６）に熱的に連結されている、請求項１に記載のバッテリシステム。

【請求項6】

前記モジュールハウジング（３）が、接続部分（１３）を備え、前記接続部分（１３）が、前記モジュールハウジング（３）のハウジング壁の外側上で外向きに突出しており、前記バスバーハウジング（６）が、前記接続部分（１３）の領域において、前記モジュールハウジング（３）に機械的に接続されている、請求項１に記載のバッテリシステム。

【請求項7】

前記冷却システムが、前記バッテリセル（４）から離れて面する前記モジュールハウジング（３）の外面に装着されているヒートシンク（１４）を備える、請求項１に記載のバッテリシステム。

【請求項8】

前記それぞれのモジュールハウジング（３）が、前記それぞれのバスバー（５）との電気的接続を確立するための端子開口部（１６）を備え、端子要素（１９）が、前記端子開口部（１６）を通過し、前記モジュールハウジング（３）が、前記端子開口部（１６）を円周方向に取り囲む封止部分を備え、前記バスバーハウジング（６）が、前記円周方向に取り囲む封止部分と封止的に協働する、請求項１に記載のバッテリシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気的又は半電気的に駆動される車両、特に乗用車両のためのバッテリシステムに関する。先行技術において既知であるバッテリシステムは、一般的に、複数のバッテリモジュールを備え、特に、セルスタックとも称されるバッテリセルパックの形態の複数のバッテリセルが、それぞれのバッテリモジュールに配置されている。バッテリモジュールは、典型的に、バスバーによって相互接続されている。

【背景技術】

【0002】

先行技術によれば、電気車両におけるほとんどのバッテリセルは、冷却される。バスバーの冷却は、一般的に、提供されない。しかしながら、充電及び放電電流が大きい場合は、バスバーは、特に、急速充電中に、加熱され、バッテリセルに直接接続されており、それによって、バスバーからバッテリセルに熱が入力されるため、バスバーも冷却することが有利である。このような熱入力は、望ましくなく、熱入力によってストレスを受ける、バッテリセルのより速い劣化につながる可能性がある。更に、バスバーは、最高温度を超えない場合があり、そのため、典型的に、そのようなバスバーを取り囲む、電気絶縁体は、例えば、溶融によって損傷を受けない。

【0003】

典型的に、動作中、バッテリセルは、６０℃を下回る温度に冷却され、典型的に、２０℃～３０℃の範囲に保持される。他方、バスバーは、典型的に、より高い動作温度を有し、確実に最大１５０℃の温度を有することができる。典型的に、バスバーの動作温度は、バスバーの電気絶縁体の材料によって制限される。典型的に、バスバーは、１２０℃を下回るが、バッテリセルの温度を十分に上回る温度で動作される。

【0004】

典型的に、提供されるバッテリセル冷却によるバスバーの直接冷却は、バスバーが必要以上に冷却されるという欠点を有するが、これは、このような冷却システムが、バッテリセルを２０℃～４０℃の温度に冷却するように設計されているためである。バッテリセル冷却回路への追加の熱入力は、バッテリセルをより不十分に冷却させるか、又はバッテリセルを冷却するための冷却システムの電力消費は、バスバーを冷却するために不必要に高い電力消費を有する。バスバー用の個別の冷却システム、又はバッテリセルのための冷却システムによって給電され、バスバーをセル冷却の温度レベルよりも高い温度レベルに保つように設計される、バスバーのための個別の冷却構成要素の提供は、高価であり、かつ実装にコストがかかる。

【0005】

ハイブリッド乗用車両のためのバスバーは、特許文献１から既知であり、このバスバーは、１００～１，０００アンペアの範囲の電流を伝送することができ、このバスバーは、ハウジングによって、バスバーを冷却するための装置を備え、ハウジングは、バスバーから熱エネルギーを受け取り、それを環境に送達する。

【0006】

バスバーを冷却するための冷却装置も、特許文献２から既知であり、バスバーは、アクティブな冷却デバイスに熱的に連結されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】スイス国特許発明第７０２８６３号明細書

【文献】独国特許出願公開第１０２０１７１２９２４９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明によって対処される問題は、特に単純な方法で、バッテリシステムのバスバーの十分な冷却を達成することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この問題は、請求項１の特徴を有するバッテリシステムによって解決される。

【0010】

本発明によるバッテリシステムは、電気的又は半電気的に駆動される車両、特に電気的又は半電気的に駆動される乗用車両のためのバッテリシステムである。バッテリシステムは、少なくとも２つのバッテリモジュールを備え、各々が、モジュールハウジングと、モジュールハウジングに配置される複数のバッテリセルを有する。好ましくは、それぞれのバッテリモジュールのバッテリセルは、１つ以上のバッテリセルパックの中に集められる。バッテリセルパックは、好ましくは、セルスタックである。バッテリシステムは、バッテリモジュールのバッテリセルを冷却するための冷却システムを備える。バッテリシステムは、バスバーを備え、少なくとも２つのバッテリモジュールは、バスバーによって相互に接続される。バッテリシステムは、モジュールハウジングの外側に形成されたバスバーハウジングを備え、バスバーは、バスバーハウジング内に配置されており、かつバスバーハウジングに熱的に連結される。更に、バスバーハウジングは、バッテリモジュールの少なくとも１つに少なくとも部分的に熱的に連結される。

【0011】

バスバーをバスバーハウジングに熱的に連結し、かつバスバーハウジングをバッテリモジュール、好ましくはバッテリモジュールのモジュールハウジングに熱的に連結することにより、バスバーは、かなり長い冷却経路を介してバッテリセルを冷却するための冷却システムを介して冷却されるので、バスバーを低設計スペース、低重量要件、及び簡素な設計により、安価に冷却する。冷却は、バスバーを直接冷却するのではなく、代わりにバッテリモジュール、好ましくはモジュールハウジング、バスバーハウジング、及びバスバーへのバスバーハウジングの熱接続を介して、間接的に冷却が行われるため、バスバーは、バッテリセルが冷却される程度には冷却されないので、それによってバッテリセルを冷却するための冷却システムへの熱入力が少ない状態で、バスバーの妥当な温度レベルが達成される。バスバーハウジングとバッテリモジュール、例えばバッテリモジュールハウジング、同様にバスバーハウジングとバスバーの間の熱的な連結の質を変えることにより、好ましい温度範囲でバッテリセルを冷却するための冷却システムを介してバスバーを動作できるように調整することができるが、これは、バッテリセルの冷却の効率又は安全性に特に悪影響を与えることなく、バッテリセルの温度範囲を大幅に超え得るか、又は概してあり得る。好ましくは、熱的な連結の質は、バッテリシステムが動作しているときに、セルが２０℃～６０℃の温度範囲で動作し、バスバーが６０℃～１５０℃の温度範囲で動作するようなものである。熱的な連結の質の調整は、構成要素の材料の対応する選択によって、例えばバスバーハウジングの材料によって行うことができる。熱的な連結の質は、連結表面積を拡大又は縮小することによっても増加又は減少できる。

【0012】

バスバーとバッテリモジュール、好ましくはモジュールハウジングとの間の熱的な連結は、例えば、対応する熱伝導要素、例えばギャップパッド又はギャップフィラーが、連結される要素間の隙間に導入されることで生じ得る。隙間を大きくすると、熱的な連結の質が低下する可能性があり、その逆も同様である。更に、熱的な連結の質は、熱伝導要素の材料の対応する選択によって影響を受ける可能性がある。バスバーハウジングとモジュールハウジングとの間の接触領域を減少又は増加させることによって、熱的な連結の質を変更又は調整することも全くもって考えられる。また、熱伝導要素とバスバー又は熱伝導要素とバスバーハウジングとの間の接触表面は、熱的な連結の所望の質が得られるように選択することができる。

【0013】

特に、バスバーハウジングは、バッテリモジュール、好ましくはモジュールハウジングに対して完全には当接せず、バッテリモジュール、好ましくはモジュールハウジングに対して部分的にのみ当接することが規定される。すなわち、バスバーに所望の冷却効果を達成するためには、接触面が小さくても十分であることが示されている。この状況において、それぞれのモジュールハウジングが、残りのモジュールハウジングから突出する接続部分を備える場合、特に有利であると考えられ、バスバーハウジングは、接続部分の領域でのみそれぞれのモジュールハウジングに隣接する。これらの接続部分は、好ましくは、バスバーハウジングをそれぞれのバッテリモジュールハウジングに固定するために機能させることができる。特に、それぞれの接続部分は、バスバーハウジングをモジュールハウジングに接続する接続手段のための対向構造を備えることが規定される。対向構造は好ましくはネジ筋であり、接続手段は好ましくはネジである。接続部分はまた、特にバスバーハウジングの固定に関して、残りのモジュールハウジングと比較して、接続部分がその突出のためにより大きい厚さを有するという利点を有するので、その結果、この領域でバスバーの機械的固定がスムーズに行われ、特にこれらの領域でネジ筋が導入される。したがって、残りのバッテリモジュールハウジングは、材料の厚さに関してより低く維持することができ、これは製造の重量及びコストに有利に影響する。

【0014】

好ましくは、バスバーハウジングは、接続部分の領域でのみモジュールハウジングに機械的及び熱的に接続される。

【0015】

好ましくは、接続部分は、環状であり、モジュールハウジングに形成された貫通開口部を取り囲む。この貫通開口部は、特にバスバーをバッテリセルに電気的に接続するのに機能する。バスバーが、貫通開口部を通過する電気接点に機械的及び電気的に接続されていることは十分に考えられる。

【0016】

接続部分は、好ましくは、別個の構成要素として構成され、モジュールハウジングは、好ましくは、押出プロファイルとして構成される。好ましい実施形態では、接続部分は、例えば、溶接により、モジュールハウジングに解放不能に接続されることが規定される。

【0017】

バスバーハウジングが全てのバッテリモジュールに、少なくとも部分的に熱的に連結されている場合、特に有利であると考えられる。

【0018】

好ましくは、バスバーハウジングは、この点で直線的なトレインハウジングとして構成される。

【0019】

好ましい実施形態では、複数のバスバー、好ましくは、全てのバスバーが、バスバーハウジング内に配置されることが規定される。この点で、複数のバスバーに対してバスバーハウジングが１つだけ必要とされ、特にバッテリシステム全体に対してバスバーハウジングが１つだけ必要とされる。

【0020】

バスバーハウジングの特に簡単な組み立てと製造に関して、バスバーハウジングが、互いに解放可能に接続された、例えば互いにボルト止めされた、下部シェル及び上部シェルを備える場合、有利であると考えられる。この状況において、バスバーハウジングをモジュールハウジングに固定するために、バスバーハウジングのボトムシェルが使用されるときに、特に有利であると考えられる。好ましくは、下部シェルは、モジュールハウジングにネジ止めされる。

【0021】

下部シェル及び／又は上部シェルがＵ字形又は実質的にＵ字形の断面を有する場合、特に有利であると考えられる。バスバーハウジングの封止に関しては、上部シェルと下部シェルとの間に封止要素を配置すると有利であると考えられる。上部シェルは、板金曲げ部品として構成されることが好ましく、下部シェルは、鋳造部品として構成されることが好ましい。上部シェルは、下部シェルに比べて安定性が低くなる可能性があるため、下部シェルのみを鋳造部品として形成すれば十分である。

【0022】

例えば、バスバーとそれぞれのシェルとの間に配置された熱伝導要素によって、それぞれのバスバーが上部シェルと下部シェルの両方に熱的に連結されると、特に有利であると考えられる。

【0023】

特に好ましい実施形態において、バスバーハウジングは、バスバーハウジングとそれぞれのモジュールハウジングとの間に局所的な熱的な連結のみが存在する限り、それぞれのバッテリモジュール、好ましくはそれぞれのモジュールハウジングに部分的にのみ熱的に連結されることが規定される。既に述べたように、これは突出した接続部分を介して起こり得る。

【0024】

それぞれのバスバーが、部分的にだけでなく、バスバーの長手方向延長部全体にわたってバスバーハウジングに熱的に連結されている場合、特に有利であると考えられる。この点で、バスバーが、それぞれのバスバーハウジングの全長又はほぼ全長にわたってバスバーハウジングに熱的に連結されている場合、特に有利であると考えられるが、バスバーハウジングは、その長手方向の延長部を介して、それぞれのモジュールハウジングに部分的にのみ熱的に連結される。その結果、バッテリセルの冷却システムに不必要な負担をかけることなく、バスバーの十分に強力で十分に均一な冷却を行うことができる。

【0025】

好ましい実施形態において、それぞれのバスバーとバスバーハウジングとの間の熱的な連結は、それぞれのバスバーの間に配置された１つ以上の変形可能な熱伝導要素を介してもたらされることが規定されている。製造公差は、熱伝導要素の変形性によって補償することができる。好ましくは、熱伝導要素は、弾性的に変形可能である。例えば、変形可能な熱伝導要素は、ギャップパッド又はギャップフィラーによって形成することができる。好ましくは、変形可能な熱伝導要素は、１．０ｍｍ～６ｍｍの厚さを有する。好ましくは、熱伝導要素は、取り付けられた状態で圧縮される。これにより、良好な熱伝導とバスバーの機械的固定が保証される。この点で、変形可能な熱伝導要素の使用は、変形可能な熱伝導要素が更にバスバーを所望の位置に保持するために、バスバーとバスバーハウジングとの間の熱的な連結が特に安定しているという利点も有する。

【0026】

モジュールハウジングとバスバーハウジングとの間の熱的な連結のために、これらの構成要素の間に変形可能な熱伝導要素を配置することも考えられる。しかしながら、バスバーハウジングがそれぞれのモジュールハウジング、特に接続部分に直接隣接する場合、特に有利であると考えられる。この状況において、バスバーハウジングとモジュールハウジングの両方が良好な熱伝導率を有する材料、例えば金属又は金属合金で作られている場合に特に有利であると考えられる。

【0027】

それぞれのバスバーが、バスバーの少なくとも２つの側、好ましくはバスバーの両側部上のバスバーハウジングに熱的に連結されている場合、特に有利であると考えられる。

【0028】

好ましい実施形態において、バスバーハウジング内のバスバーは、１つ以上の軸受構造に機械的に保持されることが考えられ、例えば、保持クリップとして構成されたベアリング構造に事前に固定された状態で保持され、ここで、軸受構造は、例えばギャップパッドを介してバスバーハウジングに熱的に連結される。確実に組立前ブラケットとすることができる軸受構造は、好ましくは、熱伝導性プラスチック及び／又はアルミニウムで作られる。バッテリシステムの装着は、軸受構造によって容易にされる。軸受構造の領域では、熱的な連結が特に局所的に簡単に発生する可能性がある。したがって、好ましくは、軸受構造は、モジュールハウジングに熱的に連結されるバスバーハウジングの部分の領域に配置される。

【0029】

バスバーとバスバーハウジングの間に公差補償要素を配置することはかなり考えられ、例えば、バスバーハウジング内のバスバーの位置を確実に固定するために、機械的ばね要素の形態であり、例えば、バスバーハウジング内のバスバーの位置を確実に固定するために、機械的ばね要素の形態である。更に、公差補償要素は、公差補償要素がバスバーをバスバーハウジング又はバスバーハウジングとバスバーとの間に配置された熱伝導要素に押し付けることで、バスバーがバスバーハウジングに熱的に連結されることを保証する。このような公差補償要素は、好ましくは、モジュールハウジングから離れて面するバスバー側に装着される。公差補償要素は、例えば、発泡体であってもよい。

【0030】

特定の好ましい実施形態において、冷却システムは、バッテリセルから離れて面するモジュールハウジングの外側に装着された、特にヒートシンクプレートの形態のヒートシンクを備え、このヒートシンクは冷却剤によって灌流されることが規定される。このため、ヒートシンクは、例えば１つ以上の冷却剤ダクトを備える。この状況において、バスバーハウジングが、ヒートシンクを備えるモジュールハウジングのハウジング壁に熱的に接続されている場合、特に有利であると考えられる。好ましくは、バスバーハウジングは、バスバーハウジングとヒートシンクとの間に接触がないように外部壁上に配置される。したがって、バスバーハウジングとヒートシンクとが、ヒートシンクを備えるモジュールハウジングのハウジング壁を介して単に間接的に互いに熱的に連結されると有利であると考えられる。好ましくは、バスバーハウジングが接続部分に当接したときに、バスバーハウジングがヒートシンクから離間されるように、いずれの接続部分もヒートシンクとは反対側のバスバーハウジングの方向に突出する。

【0031】

好ましい実施形態において、それぞれのモジュールハウジングが、それぞれのバスバーとの電気接続を確立するための端子開口部を備え、端子要素が、端子開口部を通過し、モジュールハウジングが、端子開口部を円周方向に取り囲む封止部分を備え、バスバーハウジングが、円周方向に取り囲む封止部分と協働して封止することが、規定される。封止部分は、確かに接続部分の一部であり得る。

【0032】

特に好ましい実施形態では、接続部分は、３つの機能を有する。これは、バスバーハウジングをモジュールハウジングに機械的に接続し、バスバーハウジングの一部をモジュールハウジングに熱的に接続し、端子開口部を密に封止するように機能する。

【0033】

バスバーが、例えば、バスバーの電流導電性構成要素を囲むコーティング又はプラスチックハウジングの形態で、電気絶縁体を備える場合、特に有利であると考えられる。

【0034】

バスバーハウジングがそれぞれのモジュールハウジングに導電的に接続されている場合、特に有利であると考えられ、これにより、バスバーハウジングとバイパス用モジュールハウジングを介して追加の電磁シールドを実現する。

【0035】

本発明による解決策は、バスバーの冷却が、バッテリセルの既存の冷却システムを使用することによって特に簡単な方法で提供できるという利点を提供する。これにより相乗効果が得られ、熱的な連結の質により、バッテリセルの冷却システムに不必要な負担をかけることなく、バスバーの十分な冷却を特に簡単な方法で達成することができる。バスバーの冷却は、バスバーの温度を下げることにより、バスバーの電気抵抗による熱損失を減らすことができる。これは、特に急速充電に関連している。更に、バスバーの冷却により、バスバーの横断セクションを縮小することができる。それに応じて熱的な連結を設計すると、セル内の温度分布がより均一になるため、セルの寿命の向上を達成することができる。

【0036】

以下の図において、本発明は、限定されることなく、例示的な実施形態を参照して更に詳細に説明される。図は、次のとおりである。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】バッテリシステムの第１の実施形態の断面図である。

【図2】バッテリシステムの第２の実施形態の断面図である。

【図3】バッテリシステムの第３の実施形態の断面図である。

【図4】バッテリシステムの第４の実施形態の断面図である。

【図5】バッテリシステムの更なる実施形態の上面図である。

【図6】バスバーハウジングを除いた図５による実施形態の上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

図１～６は、本発明によるバッテリシステム１の実施形態を示しており、図１～６の図示は単に概略を表現している。図示は、バッテリシステム１の必須構成要素を描写するために概略的かつ単純化されている。

【0039】

図に示されるＸ軸は車両の長手方向、すなわち進行方向を指し、Ｙ軸は車両の横方向に対応し、Ｚ軸は車両の垂直方向に対応する。

【0040】

図１は、電気的又は半電気的に駆動される車両、この場合は乗用車両のためのバッテリシステム１を簡略化した断面図で示している。バッテリシステム１は、長手方向Ｘに連続して配置された複数のバッテリモジュール２を備える。それぞれのバッテリモジュール２は、断面が長方形のモジュールハウジング３と、モジュールハウジング３内に配置された複数のバッテリセル４とを備える。バッテリセル４は、バッテリセルスタックを形成するために集められる。図１に示すバッテリモジュール２は、車両の横方向Ｙに互いに隣接して配置された２つのバッテリセルパックを備える。バッテリシステム１は、バッテリセル４を冷却するための冷却システムを備える。そのような冷却システムは、先行技術から既知であるため、本発明に関連するそのような冷却システムの構成要素のみを以下で更に詳細に説明する。冷却システムは、冷却剤によって灌流される冷却回路を含み、冷却剤は、バッテリセル３から熱を吸収し、取得した熱を冷却システムのヒートシンクに放散するように機能する。バッテリセル４は、このように冷却システムによって冷却される。典型的に、動作中、バッテリセルは６０℃を下回る温度に冷却され、典型的には２０℃～３０℃の範囲に保持される。

【0041】

バッテリモジュール２は、長手方向Ｘに延在する複数のバスバー５によって互いに電気的に接続されている。バッテリシステム１は、バスバーハウジング６を含み、バスバー５は、バスバーハウジング６内に配置される。この場合、バスバーハウジング６は、直線状に構成され、車両の長手方向Ｘに延在し、図５に例として示されるように、車両の長手方向Ｘに連続して配置された複数のバッテリモジュール２にまたがる。バスバーハウジング６は、別個のハウジングとして構成されているため、モジュールハウジング３の一部ではない。更に、別個のバッテリハウジングは、提供されない。バスバーハウジング６は、モジュールハウジング３の外側に延在し、車両垂直方向Ｚにおいてモジュールハウジング３の上方に配置される。

【0042】

バスバー５を冷却する目的で、バスバー５は、バスバーハウジング６に熱的に連結され、バスバーハウジング６は、モジュールハウジング３に熱的に連結される。バスバー５は、モジュールハウジング３が冷却システムを介して直接的又は間接的に冷却されるので、バスバーハウジング６とバスバー５との間の熱的な連結及びバスバーハウジング６とモジュールハウジング３との間の熱的な連結によって、バッテリセル４の冷却システムを介して間接的に冷却される。ハウジング３、６を横切る冷却経路がかなり長いため、バスバー５は、バッテリセルほど強くは冷却されず、バッテリセル３の温度レベルよりかなり高い、バスバー５の妥当な温度レベルは、同じ冷却システムの使用にもかかわらず達成される。

【0043】

この場合、バスバーハウジング６は、それぞれのバッテリモジュール２のモジュールハウジング３に接続された下部シェル８と、下部シェル８に解放可能に接続された上部シェル７とを備える。この場合、下部シェル８は、接続ネジ１０を介して上部シェル７にネジ止めされる。下部シェル８は、好ましくは鋳造部品として構成され、この場合、板金曲げ部品として構成された、上部シェル７よりも大きな材料厚さを有する。図１による実施形態では、下部シェル８は、モジュールハウジング３の長方形の押出プロファイルに直接かつ完全に隣接する。

【0044】

バスバー５をバスバーハウジング６に熱的に連結する目的のために、熱伝導性熱伝導要素９が、バスバー５と上部シェル７及び下部シェル８との間にギャップパッドの形態で導入される。ギャップパッド９は、バスバー５に直接接触するのではなく、実際のバスバー５を取り囲む電気絶縁体１１に接触する。

【0045】

この場合、下部シェル８は、モジュールハウジング３の上部壁に直接接触し、下部シェル８とモジュールハウジング３の両方が良好な熱伝導率を有する材料で作られているので、対応する熱的な連結が達成される。

【0046】

図２に示される実施形態は、図１に示される実施形態とは異なる。図１による実施形態とは対照的に、下部シェル８は、それぞれのバッテリモジュール２のモジュールハウジング３に局所的にのみ熱的に接続されており、このように、ハウジングの全長手方向の延長にわたってではない。より具体的には、それぞれのバッテリモジュールハウジング３は、バスバーハウジング６に面するモジュールハウジング３の側に、この場合はＺ方向に、突出する接続部分１３を備える。好ましくは、接続部分１３は、バスバーハウジング６をモジュールハウジング３に機械的に固定するためにも使用される。したがって、接続部分１３は、バスバーハウジング６のモジュールハウジング３への機械的及び熱的な接続の両方のために機能する。この目的のために、接続部分１３は、下部シェル８を通過する接続ネジをねじ込むための１つ以上のネジ筋を備えることができる。

【0047】

図２による実施形態において、モジュールハウジング３は、それぞれのバスバー５への電気的な接続を確立するための端子開口部１６（図２には更に詳細には示されていない）を備えており、端子要素１７は、端子開口部１６を通過し、接続部分１３は、端子開口部１６を円周方向に取り囲み、バスバーハウジング６は接続部分１３と封止的に協働する。このような実施形態において、接続部分１３は、好ましくは環状の形状である。このような実施形態は、図５及び６に概略的に示されており、バスバーハウジング６は、明確にするために図６には示されていない。

【0048】

更に、図２による実施形態では、バスバーハウジング６におけるバスバー５が軸受構造１７内に機械的に保持されることが規定されており、軸受構造１７は、組み立てを容易にするためにバスバー５を予め固定するために機能する。軸受構造１７は、熱伝導性プラスチックからなり、バスバーハウジング６の下部シェル８に熱的に連結され、この場合の熱的な連結は、ギャップパッド９を介して行われる。軸受構造１７は、各バスバー５のための別個の保持部分を含み、この場合、その保持部分は、それぞれのバスバー５を円周方向に取り囲む熱伝導要素９で充填される。

【0049】

図２による実施形態において、ばね要素１２は、バスバー５の上に配置され、ばね要素１２がバスバー５を下部シェル８の方向に押すということで、ばね要素１２は、製造公差を補償し、バスバー５とギャップパッド９との間、更にはギャップパッド９とバスバーハウジング６の下部シェル８との間にエアギャップが生じないように保証する。

【0050】

図３に示される実施形態では、ヒートシンクプレートの形態のヒートシンク１４が、バッテリセル４から離れて面するモジュールハウジング３の外側に取り付けられることが規定されており、このヒートシンクプレートは、冷却回路の冷却剤で灌流可能な複数の冷却ダクトを備える。バスバーハウジング６は、ヒートシンクプレートを備えるバッテリモジュールハウジング３のこの外側に装着され、バスバーハウジング６の下部シェル８は、モジュールハウジング３に直接接触し、例えばヒートシンクプレート１４には接触しない。したがって、バスバーハウジング６と冷却システムのヒートシンク１４とが、モジュールハウジング３のハウジング壁を介して単に間接的に互いに熱的に連結される。

【0051】

図４に示す実施形態では、バッテリセル４の冷却は、モジュールハウジング３に装着されたヒートシンク１４を介しては行われず、むしろ、バッテリセル４を受容するモジュールハウジング３によって包囲されたバッテリモジュール２の内部空間は、冷却回路の誘電性冷却流体１８で直接満たされる。端子開口部１６は、封止体１５で密に封止され、それぞれのバスバー５に接続可能な接続要素１９が封止体１５を通過する。

【符号の説明】

【0052】

１ バッテリシステム
２ バッテリモジュール
３ モジュールハウジング
４ バッテリセル
５ バスバー
６ バスバーハウジング
７ 上部シェル
８ 下部シェル
９ 熱伝導要素
１０ ネジ
１１ 電気絶縁体
１２ ばね要素
１３ 接続部分
１４ ヒートシンクプレート
１５ 封止体
１６ 端子開口部
１７ 軸受構造
１８ 誘電性冷却流体
１９ 端末要素

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】