(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-12-27
(54)【発明の名称】自動車用のバッテリアセンブリ
(51)【国際特許分類】
H01M 50/249 20210101AFI20231220BHJP
H01M 50/244 20210101ALI20231220BHJP
H01M 10/6554 20140101ALI20231220BHJP
H01M 10/613 20140101ALN20231220BHJP
H01M 10/625 20140101ALN20231220BHJP
【ＦＩ】
H01M50/249
H01M50/244 Z
H01M10/6554
H01M10/613
H01M10/625
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023537255
(86)(22)【出願日】2022-04-26
(85)【翻訳文提出日】2023-06-19
(86)【国際出願番号】 EP2022061113
(87)【国際公開番号】W WO2022253493
(87)【国際公開日】2022-12-08
(31)【優先権主張番号】102021002803.1
(32)【優先日】2021-05-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】598051819
【氏名又は名称】メルセデス・ベンツ グループ アクチェンゲゼルシャフト
【氏名又は名称原語表記】Ｍｅｒｃｅｄｅｓ－Ｂｅｎｚ Ｇｒｏｕｐ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｍｅｒｃｅｄｅｓｓｔｒａｓｓｅ １２０，７０３７２ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】100090583
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 清
(74)【代理人】
【識別番号】100098110
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 みどり
(72)【発明者】
【氏名】アンドレーアス・シュルツ
(72)【発明者】
【氏名】アンドレーアス・ルオフ
(72)【発明者】
【氏名】シュテファン・リードリンガー
(72)【発明者】
【氏名】ライナー・ヨースト
(72)【発明者】
【氏名】クリスティアン・シュタッシュ
(72)【発明者】
【氏名】マリウス・ゲックル
【テーマコード（参考）】
5H031
5H040
【Ｆターム（参考）】
5H031KK01
5H040AA07
5H040AS07
5H040AY08
5H040NN00
5H040NN03
(57)【要約】
本発明は、バッテリハウジング（１４）と、バッテリハウジング（１４）の底部プレート（１６）の上に配置されている少なくとも１つのセルモジュール（１２）とを備える自動車用のバッテリアセンブリに関する。少なくとも１つのセルモジュール（１２）は、セルモジュールハウジング（２２）と、セルモジュールハウジング（２２）内に配置された複数のバッテリセル（２４）とを含む。セルモジュールハウジング（２２）の底部（２６）は、接着コンパウンド（２８）を使用して、バッテリハウジング（１４）の底部プレート（１６）に接続されている。セルモジュールハウジング（２２）は、更なる接着剤（３０）を使用して、バッテリハウジング（１４）の側壁（１８）に接続されている。その場合、更なる接着剤（３０）は、セルモジュールハウジング（２２）の底部（２６）とバッテリハウジング（１４）の底部プレート（１６）との間に配置された接着コンパウンド（２８）よりも大きいせん断強さを有する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
バッテリハウジング（１４）と、前記バッテリハウジング（１４）の底部プレート（１６）の上に配置されている少なくとも１つのセルモジュール（１２）とを備える自動車用のバッテリアセンブリであって、前記少なくとも１つのセルモジュール（１２）は、セルモジュールハウジング（２２）と、前記セルモジュールハウジング（２２）内に配置された複数のバッテリセル（２４）とを含み、前記セルモジュールハウジング（２２）の底部（２６）は、接着コンパウンド（２８）を使用して、前記バッテリハウジング（１４）の前記底部プレート（１６）に接続されている、前記バッテリアセンブリにおいて、前記セルモジュールハウジング（２２）は、更なる接着剤（３０）を使用して、前記バッテリハウジング（１４）の側壁（１８）に接続され、前記更なる接着剤（３０）は、前記セルモジュールハウジング（２２）の前記底部（２６）と前記バッテリハウジング（１４）の前記底部プレート（１６）との間に配置された前記接着コンパウンド（２８）よりも大きいせん断強さを有することを特徴とする、前記バッテリアセンブリ。
【請求項2】
前記接着コンパウンド（２８）の前記せん断強さは、約０．１ＭＰａ～約２ＭＰａの範囲にあり、及び／又は前記更なる接着剤（３０）の前記せん断強さは、約５ＭＰａ～約１５ＭＰａの範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリアセンブリ。
【請求項3】
前記接着コンパウンド（２８）は、前記更なる接着剤（３０）よりも高い熱伝導率を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のバッテリアセンブリ。
【請求項4】
前記側壁（１８）は、前記バッテリハウジング（１４）の前記底部プレート（１６）と一体に形成されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリアセンブリ。
【請求項5】
前記接着コンパウンド（２８）は、前記セルモジュールハウジング（２２）の前記底部（２６）を実質的に面状に覆っており、前記セルモジュールハウジング（２２）の前記底部（２６）の、前記接着コンパウンド（２８）によって覆われた面は、前記セルモジュールハウジング（２２）の側壁（３２）の、前記更なる接着剤（３０）によって覆われた面よりも何倍も大きいことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリアセンブリ。
【請求項6】
前記バッテリハウジング（１４）の前記底部プレート（１６）の上で前記接着コンパウンド（２８）が占める面の周辺は、特にシールコード及び／又はシールテープ（３４）として形成された画定要素によって画定されており、前記画定要素は前記バッテリハウジング（１４）の前記底部プレート（１６）と前記セルモジュールハウジング（２２）の前記底部（２６）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリアセンブリ。
【請求項7】
前記セルモジュールハウジング（２２）は、前記バッテリハウジング（１４）の前記側壁（１８）に面する外壁（３８）を有するエネルギー吸収要素（３６）を含み、前記更なる接着剤（３０）は、前記エネルギー吸収要素（３６）の前記外壁（３８）と前記側壁（１８）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のバッテリアセンブリ。
【請求項8】
前記バッテリハウジング（１４）のトラフ形状の収容部が、前記側壁（１８）及び前記底部プレート（１６）によって提供され、前記バッテリハウジング（１４）は、前記収容部に接続されるハウジングカバー（２０）を備えることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バッテリハウジングと、バッテリハウジングの底部プレートの上に配置されている少なくとも１つのセルモジュールとを備える自動車用のバッテリアセンブリに関する。少なくとも１つのセルモジュールは、セルモジュールハウジングと、セルモジュールハウジング内に配置された複数のバッテリセルとを含む。セルモジュールハウジングの底部は、接着コンパウンドを使用して、バッテリハウジングの底部プレートに接続されている。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、バッテリモジュールがハウジング内に配置されている、車両用の液冷バッテリシステムを記載している。ハウジングは、バッテリモジュールを取り囲むフレームと、フレームに接続されている冷却プレートと、を含む。フレームの内部では、バッテリモジュールが冷却プレートの上に配置されている。一方では、バッテリモジュールは、熱伝導性構造接着剤を使用して冷却プレートに接着されている。他方では、フレームもまた、構造接着剤を使用して冷却プレートの上側に接続されており、フレームの角部領域では、追加して溶接接続が設けられている。
【0003】
更に、自動車用のバッテリアセンブリでは、セルモジュールをバッテリハウジングにねじ止めすることが企図されていてもよい。その場合、セルモジュールハウジングの底部とバッテリハウジングの底部プレートとの間に熱伝導性ペーストが配置されていてもよい。それぞれのセルモジュールハウジングの側面付近に配置されたねじ止めストリップにねじを取り付けることによって、セルモジュールをバッテリハウジングに接続することができる。ただし、この実施形態では、セルモジュールの側面付近には、ねじ用工具によるねじへのアクセスを確保するために、対応する空きスペースを設ける必要がある。これは不適切である。
【0004】
更に、バッテリハウジングの側面でのみ行われるそのようなセルモジュールの接続は、自動車のバッテリアセンブリ用セルモジュールの場合に当てはまり得るように、特にセルモジュールが比較的高重量を有する場合、理想的でない。
【0005】
そのうえ、セルモジュールがバッテリハウジングのねじ止めストリップにねじ止めされている、セルモジュールのそのような配置の場合、バッテリハウジングの側面押込みを顧慮すると、各セルモジュールによって、有効性が比較的低い側面形状しか提供されていない。これにより、バッテリアセンブリの断面係数が相応に低くなる。それに対応して、セルモジュールをバッテリハウジングにねじ止めする場合、バッテリアセンブリの機械的総合性能のために各セルモジュールの機械的剛性が最適には使用されない。
【0006】
更に、セルモジュールハウジングの底部とバッテリハウジングの底部プレートとの間に比較的高額の熱伝導性ペーストを配置することは、比較的高コストにつながる。これに加えて、その場合、設けるべき大量の熱伝導性ペーストは、不利な様式で、バッテリアセンブリの相応に高い重量の原因となる。
【0007】
これに加えて、セルモジュールハウジングの底部とバッテリハウジングの底部プレートとの間に隙間又は空間を設計する場合には、許容誤差を考慮に入れる必要がある。その結果、セルモジュールハウジングの底部とバッテリハウジングの底部プレートとの間に比較的大きな隙間又は大きな空間が生じる。それに対応して、このような空間又は隙間をできる限り広範囲にわたって充填するために、比較的高額の熱伝導性ペーストを使用する必要がある。これは、上述のように、バッテリアセンブリの費用及び重量の観点から不利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】ＣＮ １１２１５１９１０ Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の課題は、少なくとも１つのセルモジュールのバッテリハウジングへの機械的接続の改善が達成される、冒頭に記載の種類のバッテリアセンブリを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本課題は、請求項１の特徴を有するバッテリアセンブリによって解決される。本発明の目的に応じた発展形態を有する有利な実施形態は、従属請求項及び以下の説明に記載される。
【0011】
本発明による自動車用のバッテリアセンブリは、バッテリハウジングと、少なくとも１つのセルモジュールとを備える。少なくとも１つのセルモジュールは、バッテリハウジングの底部プレートの上に配置されている。少なくとも１つのセルモジュールは、セルモジュールハウジングと、セルモジュールハウジング内に配置された複数のバッテリセルとを含む。セルモジュールハウジングの底部は、接着コンパウンドを使用して、バッテリハウジングの底部プレートに接続されている。更に、セルモジュールハウジングは、更なる接着剤を使用して、バッテリハウジングの側壁に接続されている。その場合、更なる接着剤は、セルモジュールハウジングの底部とバッテリハウジングの底部プレートとの間に配置された接着コンパウンドよりも大きいせん断強さを有する。
【0012】
それに対応して、バッテリハウジングの側壁とセルモジュールハウジングとの間に配置された更なる接着剤によって、少なくとも１つのセルモジュールのバッテリハウジングへの機械的接続が確保される。すなわち、比較的高いせん断強さを有する更なる接着剤は、機械的要件を顧慮すると、主荷重を担う。したがって、本バッテリアセンブリの場合、少なくとも１つのセルモジュールのバッテリハウジングでの機械的接続の改善が実現される。
【0013】
それに対して、接着コンパウンドのせん断強さが低いことによって、必要な取り外しの際、少なくとも１つのセルモジュールハウジングをバッテリハウジングから極めて容易に分離することができる。この目的のために、確かに最初に更なる接着剤を切断する必要がある。しかし、この更なる接着剤の優れたアクセス性により、例えば、振動カッタなどの形態の前後に動く切断工具を使用して、極めて容易にその切断を実施することができる。
【0014】
更なる接着剤を使用して形成された接着剤層のそのような切断の後、例えば、取り出しツールを使用して、少なくとも１つのセルモジュールをバッテリハウジングから極めて容易に取り出すことができる。接着コンパウンドが比較的低いせん断強さしか有していないので、少なくとも１つのセルモジュールのバッテリハウジングからのこの取り出しは、特に容易である。
【0015】
少なくとも１つのセルモジュールをバッテリハウジングに、特にバッテリハウジングの側壁にねじ止めすることを省略することによって、特に費用削減及び重量削減を達成することができる。ここでは、特に、高いせん断強さを有する更なる接着剤を使用することによる、バッテリ全体構造へのセルモジュールの効果的な機械的接続が重要である。
【0016】
更に、このようにして、少なくとも１つのセルモジュールハウジングの底部とバッテリハウジングの底部プレートとの間の隙間又は空間を特にわずかに抑えることができる。これは、特に、少なくとも１つのセルモジュールがバッテリハウジングにねじ止めされているバッテリアセンブリと比較した場合に当てはまる。接着コンパウンドを介在させて、少なくとも１つのセルモジュールをバッテリハウジングの底部プレートの上で直接位置合わせすることにより、許容差の連鎖（Ｔｏｌｅｒａｎｚｋｅｔｔｅ）の低減が達成可能である。それに伴い、接着コンパウンドの費用、及び接着コンパウンドの量もまた節約することができる。これは、バッテリアセンブリの重量削減に寄与する。
【0017】
自動車内に本バッテリアセンブリを使用すると、この場合、本バッテリアセンブリの少なくとも１つのセルモジュールによって、好適には、高電圧バッテリが設けられているので、そのような重量削減は、特に自動車のＣＯ２収支を顧慮すると、とりわけ有利である。
【0018】
これに加えて、セルモジュールハウジングの底部とバッテリハウジングの底部プレートとの間のわずかなギャップ裕度により、セルモジュールハウジング内に収容されたバッテリセルの特に効果的な冷却を、バッテリセルの動作中に実現することができる。特に、これにより、バッテリセルの急速充電能力を向上させることができる。
【0019】
ギャップ裕度は、本バッテリアセンブリの場合、有利な様式で、バッテリハウジングの底部プレートによって提供された接着面の面形状許容誤差と、少なくとも１つのセルモジュールハウジングの底部によって提供された接着面の面形状許容誤差と、からのみ生じる。これにより、バッテリアセンブリを、比較的少量の接着コンパウンドで仕上げることができる。
【0020】
更に、ねじ用工具を用いてねじ止めするアクセス性のための空きスペースをあらかじめ備える必要がないため、少なくとも１つのセルモジュールのバッテリハウジングへの接続が、設置空間を顧慮すると改善されている。このとき、セルモジュールハウジングをバッテリハウジングに接続するために更なる接着剤を使用することにより、少なくとも１つのセルモジュールのバッテリハウジングとのねじ止めが省略されることが重要である。
【0021】
そのうえ、セルモジュールハウジングによって、バッテリ全体又はバッテリアセンブリの機械的性能に有効に寄与することが可能である。更に、バッテリアセンブリの内部でパワーパスを簡単な解決策で開くことができ、かつ有効に利用することができる。しかも、少なくとも１つのセルモジュールは、ねじ又は全ねじを使用して少なくとも１つのセルモジュールをバッテリハウジングに接続する場合と同様に、容易に取り外すことができる。
【0022】
好適には、接着コンパウンドのせん断強さは、約０．１ＭＰａ～約２ＭＰａの範囲にある。更に、更なる接着剤のせん断強さは、約５ＭＰａ～約１５ＭＰａの範囲にある場合、それは有利であることが判明した。特にこのようにして、更なる接着剤を使用してセルモジュールハウジングがバッテリハウジングの側壁に接続されている比較的小さな接着面を設ける場合であっても、大きな粘着力をもたらすことを達成することができる。一方、接着コンパウンドの比較的低いせん断強さ又は低い引張強さは、修理又はリサイクルの場合、セルモジュールを上方に引っ張ることによってセルモジュールを破損なく取り外すことができることを保証する。
【0023】
本発明の更なる利点、特徴、及び詳細は、好ましい実施形態の以下の説明及び図面（複数可）の参照によって明らかになる。これまで記載した特徴、及び図面の説明で以下に記載し、及び／又は図面にのみで示される特徴及び特徴の組み合わせは、そのつど示される組み合わせだけではなく、本発明の範囲を逸脱することなく別の組み合わせ又は単独で使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】異なるせん断強さを有する２つの接着剤を使用して、セルモジュールがバッテリアセンブリのバッテリハウジングに接着されている、バッテリアセンブリの極概略図である。
【図3】バッテリアセンブリと、バッテリハウジングからセルモジュールを持ち上げるための取り出しツールと、の更なる部分概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
図では、同じ要素、又は機能が同じ要素には、それぞれ同じ参照符号が付与されている。
【0026】
図１では、セルモジュール１２がバッテリハウジング１４に配置されているバッテリアセンブリ１０が、極めて概略的に示されている。バッテリハウジング１４は、底部プレート１６と、底部プレート１６を取り囲む側壁１８と、を有する、本明細書ではトラフ形状の収容部を含む。側壁１８は、例えば本明細書で示されているように、特にバッテリハウジング１４の底部プレート１６と一体に形成されていてもよい。更に、バッテリハウジング１４は、本明細書では詳細に図示されていない手法で、トラフ形状の収容部に接続されているハウジングカバー２０を含む。トラフ形状の収容部及びハウジングカバー２０により画定された収容スペースの内部には、少なくとも１つのセルモジュール１２が配置されている。
【0027】
少なくとも１つのセルモジュール１２は、本明細書では、セルモジュールハウジング２２と、本明細書では詳細に図示されていない、そのセルモジュールハウジング２２の内部に配置されたバッテリセル２４と、を有する。実際に、セルモジュール１２の個々のバッテリセル２４は、導電するように相互に接続されており、各セルモジュール１２のバッテリセル２４は、電気的に直列接続及び／又は並列接続され得る。
【0028】
特にバッテリアセンブリ１０によって、自動車用高電圧バッテリを提供する必要がある場合、すなわち、定格出力が６０ボルトを超え、かつ特に数１００ボルトまでを有する、好適には自動車のトラクションバッテリとして形成された電気エネルギー貯蔵器を設ける必要がある場合、バッテリハウジング１４内で複数のセルモジュール１２は、導電するように相互に接続されていてもよい。
【0029】
セルモジュールハウジング２２は、バッテリハウジング１４の底部プレート１６を向いている底部２６を有する。底部２６と底部プレート１６との間には、接着コンパウンド２８が配置されている。この接着コンパウンド２８は、好適には、熱伝導性に形成されているので、接着コンパウンド２８を介して、バッテリセル２４の動作中にバッテリセル２４からバッテリハウジング１４又は対応する冷却装置に放出されたその熱を吸収することができる。例えば、接着コンパウンド２８の熱伝導率は、約２Ｗ／ｍＫである、特に、２Ｗ／ｍＫ～２．５Ｗ／ｍＫの範囲である。
【0030】
接着コンパウンド２８は、確かに、バッテリハウジング１４の内部でセルモジュール１２の確実な固定をもたらす。ただし、好適には、少なくとも１つのセルモジュール１２を修理又は交換する場合、セルモジュール１２をバッテリハウジング１４から、特に底部プレート１６から再度、容易に分離することができるように、接着コンパウンド２８のせん断強さ又は粘着力が決定されている。好適には、接着コンパウンド２８は、クラッシュ要件及び動作安定性要件を満たすことができる最低粘着量を有する。しかも、接着コンパウンド２８の比較的低いせん断強さ又は低い引張強さによって、セルモジュール１２をバッテリハウジング１４から破損せずに取り外すこと、特にバッテリハウジング１４のトラフ形状の収容部から取り出すことが保証されている。
【0031】
熱伝導性接着剤として使用される接着剤２８とは異なり、更なる接着剤３０は、バッテリケース１４への少なくとも１つのセルモジュール１２の構造的接続をもたらす。図１に概略的に示されるこの更なる接着剤３０を使用して、セルモジュールハウジング２２は、本明細書では、バッテリハウジング１４の側壁１８に接続されている。この更なる接着剤３０は、極めて高いせん断強さを有し、このせん断強さは、例えば、特に８ＭＰａ～１４ＭＰａの範囲であり得る。それに対して、接着コンパウンド２８のせん断強さ又は引張強さは、特に約０．５ＭＰａ～１．５ＭＰａの範囲であり得る。
【0032】
固定用接着剤として使用される更なる接着剤３０のせん断強さ又は引張強さも、熱伝導性接着剤として使用される接着コンパウンド２８のせん断強さ又は引張強さも、特にＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ５２７－２に準拠して決定することができる。
【0033】
バッテリハウジング１４への少なくとも１つのセルモジュール１２の安定した固定のために、更なる接着剤３０は、セルモジュール１２の横に、特にセルモジュールハウジング２２の側壁３２とバッテリハウジング１４のトラフ形状の収容部の側壁１８との間に配置されている。セルモジュール１２を取り外すために、高いせん断強さを有する更なる接着剤３０を、例えば、振動カッタを使用して切断することができる。セルモジュールハウジング２２の側面では、そのような切断工具に対して優れたアクセス性が提供されているため、切断は特に容易である。
【0034】
好適には、接着コンパウンド２８は、セルモジュールハウジング２２の底部２６を実質的に平面状に覆う。接着コンパウンド２８が十分平らにされているように、かつバッテリハウジング１４の底部プレート１６とセルモジュールハウジング２２の底部２６との間の空間又は隙間ができる限り均一に接着コンパウンド２８によって満たされるように、対応する接着面を画定するために、画定要素が設けられていてもよい。
【0035】
したがって、例えば、シールコード又はシールテープ３４として形成された画定要素は、接着コンパウンド２８がバッテリハウジング１４の底部プレート１６の上を占める面の周辺を画定する。その場合、シールテープ３４などの画定要素は、少なくとも１つのセルモジュール１２をバッテリハウジング１４へと取り付ける前に、セルモジュール１２及び／又は底部プレート１６に貼付けてもよい。
【0036】
そのような画定要素を設けるには、特に、フォーム材が適切である。セルモジュール１２の底部プレート１６との導電接続部が設けられている必要がある場合、そのようなフォーム材はまた、金属でコーティングされていてもよい。それに対応して、フォーム材は、画定要素の導電性金属によって取り囲まれていてもよい。
【0037】
図１からは更に、セルモジュール１２が、耐衝撃形状をもたらしているエネルギー吸収要素３６を有することができることが明らかである。そのようなエネルギー吸収要素３６は、バッテリアセンブリ１０に側方からの力が印加されたときに、変形することによって衝撃エネルギーを吸収し、これにより、特にバッテリセル２４の損傷を回避することができる。図１で概略的に示された実施形態の場合、更なる接着剤３０は、エネルギー吸収要素３６の外壁３８とバッテリハウジング１４のトラフ形状の収容部の側壁１８との間に配置されている。
【0038】
中空スペースを有するチャンバという方法により、側壁３２と特に一体に形成されたエネルギー吸収要素３６の考えられる実施形態は、例えば、図２で示されている。
【0039】
それに対して、図３から、バッテリハウジング１４のトラフ形状の収容部に付属し得るエッジフランジ４０の可能な実施形態が明らかである。特に、そのようなエッジフランジ４０には、バッテリハウジング１４のハウジングカバー２０（図１を参照）を固定することができる。
【0040】
図３では、更に、接着剤３０の切断後、セルモジュール１２をバッテリハウジング１４から取り外すために使用することができるリフト装置４２が概略的に示されている。したがって、リフト装置４２を操作することによって、特にセルモジュールハウジング２２の底部２６をバッテリハウジング１４の底部プレート１６（図１を参照）から分離することを達成できる。セルモジュール１２のバッテリハウジング１４への構造的接続に使用することができる、したがって、固定接着剤と称され得る更なる接着剤３０を切断した後、リフト装置４２を操作することができる。
【0041】
例えば、リフト装置４２は、スレッドスピンドル４４を含んでもよく、スレッドスピンドル４４を回転させることによって、セルモジュールハウジング２２の底部２６の持ち上げ、したがって、セルモジュール１２全体をバッテリハウジング１４の底部プレート１６（図１を参照）から持ち上げることを達成できる。セルモジュール１２をバッテリハウジング１４のトラフ形状の収容部から取り出すことは、そのようなリフト装置４２を設けた場合に極めて容易である。
【0042】
異なるせん断強さを有する接着剤を、好適には、一方では熱伝導性接着コンパウンド２８の形態で提供し、他方では固定接着剤として使用される更なる接着剤３０の形態で提供することによって、本明細書では、相互にマッチングされた２つの接合コンセプトが実現されている。一緒に作用する接合コンセプトによって、一方では、バッテリアセンブリ１０の通常動作時の要件に対して、他方では、例えば、バッテリアセンブリ１０を装備した自動車の事故発生時のような、特別なインシデント時の要件に対しても、セルブロック又はセルモジュール１２をバッテリハウジング１４の内部に固定するために十分な粘着力が提供される。
【0043】
更に、少なくとも１つのセルモジュール１２を破損することなく取り外し、修理時に個別構成部品を再使用する選択肢が与えられており、表面の手間のかかる清掃を必要としないであろう。これに加えて、セルモジュール１２のバッテリセル２４からバッテリハウジング１４への、特に内蔵冷却装置への十分な放熱が保証されている。
【0044】
熱伝導性接着剤又は接着コンパウンド２８によって提供される接合コンセプトの可能なパラメータは、以下で例示して説明される。したがって、接着コンパウンド２８として、Ｓｉｋａ Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ ＧｍｂＨ製の接着剤を使用してもよく、ブランド名Ｓｉｋａｆｌｅｘ（登録商標）－９５３ Ｌ３０で入手可能である。これは、シラン末端ポリマーからなる二液性接着剤である。この接着剤は、０．５ＭＰａ～１．５ＭＰａの引張強さ及び３０±２０Ｐａ・ｓの粘度を有する。この接着剤又はこの接着コンパウンド２８の熱伝導率は、２Ｗ／ｍＫ～２．５Ｗ／ｍ／Ｋの範囲にある。更に、この材料を使用すると、接着コンパウンド２８のＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ５２７－２準拠の破断伸びは、約２０％～５０％である。
【0045】
バッテリハウジング１４の底部プレート１６と少なくとも１つのセルモジュール１２の底部２６との間の実質的に水平な面上に、この接着コンパウンド２８は、広く平面状に塗布することができる。しかし、例えば、接着コンパウンド２８が塗布される底部プレート１６の面は、完全に水平である必要はない。特に、水平から＋１０°～－１０°の逸脱が存在してもよい。
【0046】
十分な放熱が保証されているように、好適には、底部プレート１６と底部２６との間の接合部又は隙間は、できる限り小さい。特に、隙間のサイズは、０．５ミリメートル～３ミリメートルの範囲であってもよい。
【0047】
この接合箇所で、接着コンパウンド２８は、バッテリハウジング１４の底部プレート１６と各セルモジュールハウジング２２の底部２６との間でできる限り全面に配置されているので、一方では、均一な熱輸送を達成し、他方では、セルモジュール１２の均一な固定を達成することができる。
【0048】
それに対して、更なる接着剤３０を使用する構造的接続のために、ポリウレタン接着剤の形態での二液性接着剤、例えば、ＤｕＰｏｎｔ製のＢＥＴＡＦＯＲＣＥ（商標）９０５０という名称で入手でき、それに対応して識別コードＢＦ９０５０を有する場合がある接着剤を使用することができる。この接着剤は、１Ｐａ・ｓ未満の粘度及び０．３Ｗ／ｍＫ未満の熱伝導率を有する。
【0049】
更に、この接着剤では、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ５２７－２準拠の破断伸びは、１５０％～２５０％の範囲にある。そのうえ、この接着剤は、約１００ショアＡ未満のショア硬度と、最高約８００℃の耐熱性と、を有する。
【0050】
更なる接着剤３０は、好適には、セルブロック又はセルモジュール１２の長手方向の両側面と、バッテリハウジング１４、つまり、特に側壁１８との間で、実質的に垂直な面上に塗布される。ただし、その面は、厳密に垂直である必要はなく、特に垂直からの逸脱は＋１０°～－１０°であり得る。
【0051】
更なる接着剤３０が塗布される接合部は、関連する全ての許容誤差を考慮に入れて、好適には、少なくとも１．５ｍｍの厚さがある。これにより、修理時には、切断工具、例えば、振動工具をこの領域に挿入して、接着接続を緩めることができる。
【0052】
好適には、更なる接着剤３０は、そのせん断強さが少なくとも８ＭＰａであるように、剛性要件を満たす。このようにして、更なる接着剤３０によって、比較的小さな面であっても極めて大きな粘着力をもたらすことができる。
【0053】
特に、セルモジュールハウジング２２の底部２６の、接着コンパウンド２８によって覆われた面に対して、セルモジュールハウジング２２の側壁３２で接着剤３０によって覆われた面は、極めて小さく、好適には、何倍も小さい。比較的短い長さと低い切断力の切断工具によって、又は短い工程時間内に、接着剤３０の切断とその後のセルモジュール１２の取り外しが可能であるため、相応に小さな、更なる接着剤３０が占める面を設けることは、一方では、有利である。
【0054】
更に、次いで、バッテリセル２４の起こり得る故障に対する措置を設けるために、セルモジュール１２の側壁３２の領域に、更に大きな面を用意している。例えば、次いで、セルモジュール１２又はセルブロックに全く妨げることなく側面の通気孔又は換気口を設けることができるか、又は側壁３２の領域に自由な空隙を用意することができる。特にそのような予防措置によって、熱的イベント発生時に、少なくとも１つのバッテリセル２４から流出する気体又は流体をバッテリハウジング１４の対応する開口部に誘導することができる、特に適切に誘導することができる。
【0055】
更に、両方の接合コンセプトは、更なる接着剤３０によって実行されている構造的接続を十分に再度緩めることができるように、好適には、シールテープ３４若しくは対応するシールリップ及び／又はフォームビードなどによって分離されている。更に、例えば、図１で示されたシールテープ３４などの形態の画定要素は、熱伝導性接着剤又は接着コンパウンド２８が水平面に残るように働く。
【0056】
接着箇所の清掃が必要な場合、異なる措置を採用してもよい。例えば、単純なプラスチックスクレーパを使用することで、接着コンパウンド２８をセルモジュール１２若しくはセルモジュールハウジング２２の下側から、又は底部プレート１６の上側から容易に手作業で取り除くことができる。側面の固定接着剤として使用される更なる接着剤３０の余分な量は、単純に鋭利な工具によって機械的に取り除くことができる。修理時には、これに加えて、固着している接着剤残留物を完全に取り除く必要はない。むしろ、この場合、接着コンパウンド２８を再度塗布するために設けられるべき隙間高さ、又は更なる接着剤３０を再度塗布するために設けられるべき隙間幅を考慮に入れる必要があるのみである。
【0057】
接着コンパウンド２８及び更なる接着剤３０を提供するための上記で例示した製品の代わりに、熱伝導性接着剤又は接着コンパウンド２８用に、例えば、Ｐｏｌｙｔｅｃ ＰＴ ＧｍｂＨの製品、例えば、熱伝導率が約２．５Ｗ／ｍＫでは０．５ＭＰａの剛性又はせん断強さを有する型式ＶＰ２１０８の製品を使用してもよい。Ｐｏｌｙｔｅｃ ＰＴ ＧｍｂＨ社から、接着コンパウンド２８を提供するために、更なる熱伝導性接着剤、例えば、識別コードＴＣ ４３３を有する、充填剤として窒化ホウ素を含むエポキシ樹脂系接着剤を購入することができる。
【0058】
更に、Ｃｏｐａｌｔｅｃ社から、例えば、型式ＳＴ ２５又はＳＴ ３０の製品を、接着コンパウンド２８を提供するために購入することができる。そのようなポリウレタン封止用コンパウンドは、有利な様式で同様に、熱伝導率が約１．５Ｗ／ｍＫでは２ＭＰａの範囲の低剛性又は低せん断強さを有する。
【0059】
固定接着剤として使用される更なる接着剤３０のために、特に、Ｒｕｅｈｌ社の製品、例えば、３ＭＰａ～１０ＭＰａのせん断強さを有する型式Ｐｕｒｏｃａｓｔ ７６５の製品を使用してもよい。
【0060】
更に、更なる接着剤３０を提供するために、例えば、Ｌ＆Ｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社からの、約１０ＭＰａのせん断強さを有する型式ＰＵ １０キャストの製品を使用してもよい。
【符号の説明】
【0061】
１０ バッテリアセンブリ
１２ セルモジュール
１４ バッテリハウジング
１６ 底部プレート
１８ 側壁
２０ ハウジングカバー
２２ セルモジュールハウジング
２４ バッテリセル
２６ 底部
２８ 接着コンパウンド
３０ ハウジングカバー
３２ 側壁
３４ シールテープ
３６ エネルギー吸収要素
３８ 外壁
４０ エッジフランジ
４２ ディスペンサ装置
４４ スレッドスピンドル
１２ セルモジュール
１４ バッテリハウジング
１６ 底部プレート
１８ 側壁
２０ ハウジングカバー
２２ セルモジュールハウジング
２４ バッテリセル
２６ 底部
２８ 接着コンパウンド
３０ ハウジングカバー
３２ 側壁
３４ シールテープ
３６ エネルギー吸収要素
３８ 外壁
４０ エッジフランジ
４２ ディスペンサ装置
４４ スレッドスピンドル
【図1】
【図2】
【図3】
【手続補正書】
【提出日】2023-06-20
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
バッテリハウジング（１４）と、前記バッテリハウジング（１４）の底部プレート（１６）の上に配置されている少なくとも１つのセルモジュール（１２）とを備える自動車用のバッテリアセンブリであって、前記少なくとも１つのセルモジュール（１２）は、セルモジュールハウジング（２２）と、前記セルモジュールハウジング（２２）内に配置された複数のバッテリセル（２４）とを含み、前記セルモジュールハウジング（２２）の底部（２６）は、接着コンパウンド（２８）を使用して、前記バッテリハウジング（１４）の前記底部プレート（１６）に接続されている、前記バッテリアセンブリにおいて、前記セルモジュールハウジング（２２）は、更なる接着剤（３０）を使用して、前記バッテリハウジング（１４）の側壁（１８）に接続され、前記更なる接着剤（３０）は、前記セルモジュールハウジング（２２）の前記底部（２６）と前記バッテリハウジング（１４）の前記底部プレート（１６）との間に配置された前記接着コンパウンド（２８）よりも大きいせん断強さを有することを特徴とする、前記バッテリアセンブリ。
【請求項2】
前記接着コンパウンド（２８）の前記せん断強さは、約０．１ＭＰａ～約２ＭＰａの範囲にあり、及び／又は前記更なる接着剤（３０）の前記せん断強さは、約５ＭＰａ～約１５ＭＰａの範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリアセンブリ。
【請求項3】
前記接着コンパウンド（２８）は、前記更なる接着剤（３０）よりも高い熱伝導率を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のバッテリアセンブリ。
【請求項4】
前記側壁（１８）は、前記バッテリハウジング（１４）の前記底部プレート（１６）と一体に形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のバッテリアセンブリ。
【請求項5】
前記接着コンパウンド（２８）は、前記セルモジュールハウジング（２２）の前記底部（２６）を実質的に面状に覆っており、前記セルモジュールハウジング（２２）の前記底部（２６）の、前記接着コンパウンド（２８）によって覆われた面は、前記セルモジュールハウジング（２２）の側壁（３２）の、前記更なる接着剤（３０）によって覆われた面よりも何倍も大きいことを特徴とする、請求項１又は２に記載のバッテリアセンブリ。
【請求項6】
前記バッテリハウジング（１４）の前記底部プレート（１６）の上で前記接着コンパウンド（２８）が占める面の周辺は、特にシールコード及び／又はシールテープ（３４）として形成された画定要素によって画定されており、前記画定要素は前記バッテリハウジング（１４）の前記底部プレート（１６）と前記セルモジュールハウジング（２２）の前記底部（２６）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のバッテリアセンブリ。
【請求項7】
前記セルモジュールハウジング（２２）は、前記バッテリハウジング（１４）の前記側壁（１８）に面する外壁（３８）を有するエネルギー吸収要素（３６）を含み、前記更なる接着剤（３０）は、前記エネルギー吸収要素（３６）の前記外壁（３８）と前記側壁（１８）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のバッテリアセンブリ。
【請求項8】
前記バッテリハウジング（１４）のトラフ形状の収容部が、前記側壁（１８）及び前記底部プレート（１６）によって提供され、前記バッテリハウジング（１４）は、前記収容部に接続されるハウジングカバー（２０）を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のバッテリアセンブリ。【国際調査報告】