DE102017206564A1

DE102017206564A1 - Untereinheit eines Batteriemoduls, Batteriemodul mit einer solchen Untereinheit und Verfahren zur Herstellung einer solchen

Info

Publication number: DE102017206564A1
Application number: DE102017206564.8A
Authority: DE
Inventors: Andreas Wolpert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-04-19
Filing date: 2017-04-19
Publication date: 2018-10-25
Also published as: CN108735922A; US10833348B2; CN108735922B; US20180309154A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Untereinheit eines Batteriemoduls (2) mit einem ersten Aufnahmeelement (3) und einem zweiten Aufnahmeelement (4), welche unter Ausbildung zumindest eines ersten Aufnahmeraumes (7) und zumindest eines zweiten Aufnahmeraums (8) miteinander verbunden sind, wobei der erste Aufnahmeraum (7) und der zweite Aufnahmeraum (8) voneinander getrennt sind, und in dem ersten Aufnahmeraum (7) zumindest ein Batteriezellenstack (5) oder zumindest eine Batteriezelle (6) angeordnet ist, und der zweite Aufnahmeraum (8) zu einer Aufnahme eines Temperierfluids (9) ausgebildet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Untereinheit eines Batteriemoduls nach Gattung des unabhängigen Anspruchs. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Batteriemodul mit einer solchen Untereinheit. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Untereinheit eines Batteriemoduls.
Die Druckschrift DE 103 52 046 A1 offenbart eine Kühlvorrichtung für eine Batterie, wobei die Batteriezellen in zylindrischen Aufnahmen angeordnet werden und von einem, insbesondere flüssigen, Fluid durchströmt werden können.
Die Druckschrift DE 10 2007 001 590 A1 offenbart ein Batteriemodul mit einer Mehrzahl an Batteriezellen, welche stapelartig übereinander angeordnet sind und wobei zwischen jeweils zwei Batteriezellen eine Kühlplatte angeordnet ist.
Die Kühlplatte weist hierbei eine Mehrzahl von durchströmbaren Kanälen zur Abführung von Wärme auf, wobei die Kühlplatten vorzugsweise als Blechformteile mit einer Mehrzahl von Rippen ausgebildet sein können.
Die Druckschrift EP 2 930 782 A1 offenbart eine Kühlvorrichtung zur Kühlung eines elektrischen Bauteils eines Batteriesystems, wobei die Kühlvorrichtung ein Kühleroberteil und ein Kühlerunterteil aufweist und wobei zwischen Oberteil und Unterteil zumindest ein von einem Kühlmedium durchströmbarer Kühlkanal ausgebildet ist.
Offenbarung der Erfindung
Eine Untereinheit eines Batteriemoduls mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat den Vorteil, dass auf einfache Weise eine Aufnahme eines Batteriezellenstacks oder einer Batteriezelle mit einer zuverlässigen Kühlung ausgebildet werden kann.
Dazu wird eine Untereinheit eines Batteriemoduls zur Verfügung gestellt. Dabei weist die Untereinheit des Batteriemoduls ein erstes Aufnahmeelement und ein zweites Aufnahmeelement auf.
Dabei sind das erste Aufnahmeelement und das zweite Aufnahmeelement unter Ausbildung zumindest eines ersten Aufnahmeraumes und zumindest eines zweiten Aufnahmeraumes miteinander verbunden.
Weiterhin sind der erste Aufnahmeraum und der zweite Aufnahmeraum voneinander getrennt.
In dem ersten Aufnahmeraum ist dabei zumindest ein Batteriezellenstack oder zumindest eine Batteriezelle angeordnet.
Der zweite Aufnahmeraum ist dabei zu einer Aufnahme eines Temperierfluids ausgebildet.
An dieser Stelle sei hierzu angemerkt, dass unter einer Untereinheit eines Batteriemoduls insbesondere verstanden sein soll, dass ein Batteriemodul vorzugsweise aus einer Mehrzahl an solchen Untereinheiten aufgebaut sein kann.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Es ist zweckmäßig, wenn in dem ersten Aufnahmeraum weiterhin ein Ausgleichselement angeordnet ist.
Dabei ist das Ausgleichselement elastisch und/oder plastisch verformbar ausgebildet.
Dadurch ist es möglich, dass das Ausgleichselement als Schwellung bezeichnete Volumenveränderungen des zumindest einen Batteriezellenstacks oder der zumindest einen Batteriezelle kompensieren kann oder diesen auch entgegenwirken kann.
Von Vorteil ist es, wenn das erste Aufnahmeelement und das zweite Aufnahmeelement stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Eine solche stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise geschweißt, wie vorzugsweise lasergeschweißt, ausgebildet sein.
Dadurch ist es möglich, das erste Aufnahmeelement und das zweite Aufnahmeelement zuverlässig miteinander zu verbinden, wodurch insgesamt eine zuverlässige Ausbildung eines ersten Aufnahmeraumes für die Aufnahme zumindest eines Batteriezellenstacks oder zumindest einer Batteriezelle ausgebildet werden kann, wobei der erste Aufnahmeraum dabei insbesondere durch die stoffschlüssige Verbindung von dem für die Aufnahme eines Temperierfluids ausgebildeten zweiten Aufnahmeraum getrennt ist.
Somit ist es möglich, auf zuverlässige Weise einen Kontakt zwischen dem Temperierfluid und dem zumindest einen Batteriezellestack bzw. der zumindest einen Batteriezelle zu verhindern.
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung weist der erste Aufnahmeraum weiterhin ein elektrisch isolierend ausgebildetes Isolationselement auf.
Dabei umschließt das Isolationselement den zumindest einen Batteriezellenstack oder die zumindest eine Batteriezelle zumindest teilweise.
Weiterhin ist es aber auch möglich, dass das Isolationselement den zumindest einen Batteriezellenstack oder die zumindest eine Batteriezelle vollständig umschließt, wobei in einem solchen Fall das Isolationselement bevorzugt noch Durchführungen für die Spannungsabgriffe, insbesondere den positiven Spannungsabgriff und den negativen Spannungsabgriff, des zumindest einen Batteriezellenstacks oder der zumindest einen Batteriezelle aufweist.
Damit ist es möglich, eine elektrische Kontaktierung zwischen dem zumindest einen Batteriezellenstack bzw. der zumindest einen Batteriezelle und dem ersten Aufnahmeelement sowie dem zweiten Aufnahmeelement der Untereinheit des Batteriemoduls zu verhindern, wodurch die Sicherheit des Batteriemoduls beispielsweise erhöht werden kann.
Vorzugsweise umfasst die Untereinheit des Batteriemoduls eine Mehrzahl an ersten Aufnahmeräumen und eine Mehrzahl an zweiten Aufnahmeräumen.
Dabei sind in den ersten Aufnahmeräumen jeweils zumindest ein Batteriezellenstack oder zumindest eine Batteriezelle angeordnet.
Dabei sind die zweiten Aufnahmeräume jeweils zur Aufnahme eines Temperierfluids ausgebildet.
Dadurch ist es möglich, eine Mehrzahl an Batteriezellenstacks bzw. eine Mehrzahl an Batteriezellen zu einer Untereinheit eines Batteriemoduls zusammenzufassen.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn die ersten Aufnahmeräume und die zweiten Aufnahmeräume in einer Längsrichtung der Untereinheit alternierend angeordnet sind.
Dabei folgt in einer Längsrichtung also ein zweiter Aufnahmeraum auf einen ersten Aufnahmeraum und ein erster Aufnahmeraum auf einen zweiten Aufnahmeraum.
Eine solche Ausbildung bietet bei einer Ausbildung eines Batteriemoduls aus einer Mehrzahl von solcher Untereinheiten den Vorteil eines kompakten Aufbaus.
Ferner betrifft die Erfindung auch ein Batteriemodul, welches eine Mehrzahl an erfindungsgemäßen Untereinheiten aufweist.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Batteriemodul eine erste Untereinheit und eine zweite Untereinheit aufweist.
Dabei ist ein erster erster Abschnitt des ersten Aufnahmeelements direkt benachbart zu einem zweiten zweiten Abschnitt des zweiten Aufnahmeelements angeordnet.
Der erste erste Abschnitt des ersten Aufnahmeelements begrenzt dabei einen ersten Aufnahmeraum der ersten Untereinheit.
Der zweite zweite Abschnitt des zweiten Aufnahmeelements begrenzt dabei einen zweiten Aufnahmeraum der zweiten Untereinheit.
Weiterhin ist dabei ein zweiter erster Abschnitt des zweiten Aufnahmeelements direkt benachbart zu einem ersten zweiten Abschnitt des ersten Aufnahmeelements angeordnet.
Der zweite erste Abschnitt des zweiten Aufnahmeelements begrenzt dabei einen ersten Aufnahmeraum der zweiten Untereinheit.
Der erste zweite Abschnitt des ersten Aufnahmeelements begrenzt dabei einen zweiten Aufnahmeraum der ersten Untereinheit.
Dadurch kann ein Batteriemodul mit zumindest zwei Untereinheiten bereitgestellt werden, welches einfach aufgebaut ist und bei welchem die Batteriezellenstacks des Batteriemoduls oder die Batteriezellen des Batteriemoduls zuverlässig gekühlt werden können.
An dieser Stelle sei noch angemerkt, dass die erste Untereinheit bzw. die zweite Untereinheit selbstverständlich mit jeder der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Untereinheit des Batteriemoduls beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen weitergebildet werden kann.
Von Vorteil ist es auch, wenn zwischen dem ersten ersten Abschnitt sowie dem zweiten zweiten Abschnitt und/oder zwischen dem zweiten ersten Abschnitt sowie dem ersten zweiten Abschnitt ein Ausgleichselement angeordnet ist, welches elastisch und/oder plastisch verformbar ausgebildet ist.
Insbesondere ist das Ausgleichselement dabei zusätzlich wärmeleitend ausgebildet oder umfasst Additive zu einer Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit, wodurch ein zuverlässiger Wärmeübergang zwischen einem in einem zweiten Aufnahmeraum aufgenommenen Temperierfluid und einem in einem ersten Aufnahmeraum aufgenommenen Batteriezellenstack bzw. einer in einem ersten Aufnahmeraum aufgenommenen Batteriezelle ausgebildet werden kann.
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist das Batteriemodul in einem Gehäuse aufgenommen, wobei das Gehäuse einen zum Einlassen von Temperierfluid in zumindest einen zweiten Aufnahmeraum ausgebildeten ersten Anschluss umfasst und einen zum Auslassen von Temperierfluid aus zumindest einem zweiten Aufnahmeraum ausgebildeten zweiten Anschluss umfasst. Dadurch kann eine zuverlässige Kühlung des Batteriemoduls zur Verfügung gestellt werden.
Insbesondere ist das Batteriemodul in einem Gehäuse aufgenommen, wobei zwischen einem zweiten Aufnahmeraum einer Untereinheit des Batteriemoduls und einer Gehäusewand des Batteriemoduls eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung und/oder eine elektrische Verbindungsleitung angeordnet sind. Dadurch kann ein kompakter Aufbau eines Batteriemoduls zur Verfügung gestellt werden, welches auch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung und/oder eine elektrische Verbindungsleitung umfassen kann.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer Untereinheit eines Batteriemoduls.
Dabei werden in einem ersten Verfahrensschritt ein erstes Aufnahmeelement und ein zweites Aufnahmeelement bereitgestellt.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird zwischen dem ersten Aufnahmeelement und dem zweiten Aufnahmeelement zumindest ein Batteriezellenstack oder zumindest eine Batteriezelle angeordnet.
Weiterhin werden in einem dritten Verfahrensschritt das erste Aufnahmeelement und das zweite Aufnahmeelement in der Art miteinander verbunden, dass ein erster Aufnahmeraum ausgebildet wird, in welchem der zumindest eine Batteriezellenstack oder die zumindest eine Batteriezelle aufgenommen ist.
Weiterhin werden in dem dritten Verfahrensschritt das erste Aufnahmeelement und das zweite Aufnahmeelement in der Art miteinander verbunden, dass ein zweiter Aufnahmeraum ausgebildet wird, welcher zur Aufnahme eines Temperierfluids ausgebildet ist.
Dabei sind der erste Aufnahmeraum und der zweite Aufnahmeraum voneinander getrennt.
Ein erfindungsgemäßes Batteriemodul kann sowohl für Batterien in Elektrofahrzeugen, Hybridfahrzeug und Plug-in-Hybrid Fahrzeugen wie auch in mobilen Unterhaltungs- und Kommunikationsgeräten als auch in stationären Speichern eingesetzt werden.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigt:

1 schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Untereinheit eines Batteriemoduls,
2 schematisch ein erfindungsgemäßes Batteriemodul mit erfindungsgemäßen Untereinheiten in einer Seitenansicht,
3 schematisch ein erfindungsgemäßes Batteriemodul in einer Draufsicht,
4 schematisch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls in einer Seitenansicht und
5 schematisch in einer Seitenansicht ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls.

Die 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Untereinheit 1 eines Batteriemoduls 2.
Dabei werden in einem ersten Verfahrensschritt ein erstes Aufnahmeelement 3 und ein zweites Aufnahmeelement 4 bereitgestellt.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird ein Batteriezellenstack 5 oder eine Batteriezelle 6 zwischen dem ersten Aufnahmeelement 3 und dem zweiten Aufnahmeelement 4 angeordnet.
Dabei zeigt die obere Darstellung der 1 insbesondere einen Zustand des erfindungsgemäßen Verfahrens nach der Ausführung des zweiten Verfahrensschritts.
In einem dritten Verfahrensschritt werden das erste Aufnahmeelement 3 und das zweite Aufnahmeelement 4 miteinander verbunden.
Dabei werden das erste Aufnahmeelement 3 und das zweite Aufnahmeelement 4 in der Art miteinander verbunden, dass ein erster Aufnahmeraum 7 und ein zweiter Aufnahmeraum 8 ausgebildet werden.
Dabei wird in dem ersten Aufnahmeraum 7 der Batteriezellenstack 5 oder die Batteriezelle 6 aufgenommen.
Weiterhin wird der zweite Aufnahmeraum 8 zur Aufnahme eines Temperierfluids 9 ausgebildet.
Dabei zeigt die untere Darstellung der 1 insbesondere einen Zustand des erfindungsgemäßen Verfahrens während der Ausführung des dritten Verfahrensschritts.
Mit einem erfindungsgemäßen Verfahren kann also eine Untereinheit 1 eines Batteriemoduls 2 zur Verfügung gestellt werden, welche ein erstes Aufnahmeelement 3 und ein zweites Aufnahmeelement 4 aufweist, wobei das erste Aufnahmeelement 3 und das zweite Aufnahmeelement 4 unter Ausbildung eines ersten Aufnahmeraumes 7 und eines zweiten Aufnahmeraumes 8 miteinander verbunden sind.
Dabei ist in dem ersten Aufnahmeraum 7 zumindest ein Batteriezellenstack 5 oder zumindest eine Batteriezelle 6 angeordnet.
Weiterhin ist der zweite Aufnahmeraum 8 zur Aufnahme eines Temperierfluids 9 ausgebildet.
Weiterhin ist aus der 1 zu erkennen, dass in dem ersten Aufnahmeraum 7 weiterhin ein Ausgleichselement 10 angeordnet ist.
Dabei ist das Ausgleichselement 10 elastisch und/oder plastisch verformbar ausgebildet.
Das erste Aufnahmeelement 3 und das zweite Aufnahmeelement 4 sind dabei stoffschlüssig miteinander verbunden, wobei gemäß der unteren Darstellung der 1 das erste Aufnahmeelement 3 und das zweite Aufnahmeelement 4 geschweißt miteinander verbunden sind.
Weiterhin umfasst der erste Aufnahmeraum 7 der Untereinheit 1 ein Isolationselement 11, welches elektrisch isolierend ausgebildet ist.
Gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform der Untereinheit 1 umfasst das Isolationselement 11 ein erstes Isolationselement 111 und ein zweites Isolationselement 112.
Dabei ist das erste Isolationselement 111 an dem ersten Aufnahmeelement 3 angeordnet, insbesondere deckt das erste Isolationselement 111 diejenigen Bereiche des ersten Aufnahmeelements 3 ab, welche den ersten Aufnahmeraum 7 begrenzen.
Dabei ist das zweite Isolationselement 112 an dem zweiten Aufnahmeelement 4 angeordnet, insbesondere deckt das zweite Isolationselement 112 diejenigen Bereiche des zweiten Aufnahmeelements 4 ab, welche den ersten Aufnahmeraum 7 begrenzen.
Dabei umschließt das Isolationselement 11 den Batteriezellenstack 5 oder die Batteriezelle 6 zumindest teilweise.
Insbesondere umschließen das erste Isolationselement 111 und das zweite Isolationselement 112 den Batteriezellenstack 5 oder die Batteriezelle 6 zumindest teilweise.
Unter einer teilweisen Umschließung soll insbesondere verstanden sein, dass der Batteriezellenstack 5 oder die Batteriezelle 6 gegenüber dem ersten Aufnahmeelement 3 und dem zweiten Aufnahmeelement 4 elektrisch isoliert sind.
Sind das erste Aufnahmeelement 3 und das zweite Aufnahmeelement 4 miteinander verbunden, isolieren das erste Isolationselement 111 und das zweite Isolationselement 112 gemeinsam den ersten Aufnahmeraum 7 gegenüber dem Aufnahmeelement 3 und dem zweiten Aufnahmeelement 4 sowie insbesondere auch gegenüber dem zweiten Aufnahmeraum 8, in welchem ein Temperierfluid 9 strömen kann.
Weiterhin zeigt die 1 auch, dass die Untereinheit 1 eine Mehrzahl an ersten Aufnahmeräumen 7 und eine Mehrzahl an zweiten Aufnahmeräumen 8 aufweist. Dabei sind die ersten Aufnahmeräume 7 jeweils zur Aufnahme eines Batteriezellenstacks 5 bzw. einer Batteriezelle 6 ausgebildet, wobei die ersten Aufnahmeräume 7 weiterhin jeweils auch ein Ausgleichselement 10 und ein Isolationselement 11 aufweisen können.
Dabei sind die zweiten Aufnahmeräume 8 jeweils zur Aufnahme eines Temperierfluids 9 ausgebildet.
Wie aus der 1 zu erkennen ist, sind die ersten Aufnahmeräume 7 und die zweiten Aufnahmeräume 8 in einer Längsrichtung 12 der Untereinheit 1 alternierend angeordnet.
An dieser Stelle sei noch auf die Ausbildung des ersten Aufnahmeelements 3 bzw. des zweiten Aufnahmeelements 4 eingegangen.
Bevorzugt weisen das erste Aufnahmeelement 3 bzw. das zweite Aufnahmeelement 4 jeweils eine erste Grundebene 131 bzw. eine zweite Grundebene 132 auf.
Weiterhin weisen das erste Aufnahmeelement 3 bzw. das zweite Aufnahmeelement 4 jeweils eine erste weitere Ebene 141 bzw. eine weitere zweite weitere Ebene 142 auf.
Bevorzugt sind dabei die erste Grundebene 131 und die erste weitere Ebene 141 bzw. die zweite Grundebene 132 und die zweite weitere Ebene 142 parallel zueinander angeordnet und voneinander beabstandet.
Insbesondere sind dabei die erste Grundebene 131 und die erste weitere Ebene 141 sowie die zweite Grundebene 132 und die zweite weitere Ebene 142 in solchen Bereichen voneinander beabstandet, welche zu einer Ausbildung des ersten Aufnahmeraumes 7 bzw. auch des zweiten Aufnahmeraumes 8 ausgebildet sind.
Dabei umfassen das erste Aufnahmeelement 3 und das zweite Aufnahmeelement 4 jeweils Verbindungsbereiche 15, welche Abschnitte der ersten Grundebene 131 und der ersten weiteren Ebene 141 miteinander verbinden bzw. welche Abschnitte der zweiten Grundebene 132 und der weiteren zweiten Ebene 142 miteinander verbinden.
Insbesondere ist es dabei möglich, das erste Aufnahmeelement 3 und das zweite Aufnahmeelement 4 als ein Stanzteil auszubilden.
Die 2 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Batteriemodul 2 mit einer Mehrzahl an erfindungsgemäßen Untereinheiten 1. Insbesondere weist das in der 2 gezeigte Batteriemodul 2 vier Untereinheiten 1 auf.
Dabei weist das Batteriemodul 2 insbesondere eine erste Untereinheit 16 und eine zweite Untereinheit 17 auf.
Das erste Aufnahmeelement 31 der ersten Untereinheit 16 weist dabei einen ersten ersten Abschnitt 161 auf, welcher einen ersten Aufnahmeraum 71 der ersten Untereinheit 16 begrenzt.
Das zweite Aufnahmeelement 42 der zweiten Untereinheit 17 weist dabei einen zweiten zweiten Abschnitt 172 auf, welcher einen zweiten Aufnahmeraum 82 der zweiten Untereinheit 17 begrenzt.
Dabei sind wie aus der 2 zu erkennen ist, der erste erste Abschnitt 161 und der zweite zweite Abschnitt 172 direkt benachbart zueinander angeordnet.
Das zweite Aufnahmeelement 42 der zweiten Untereinheit 17 weist dabei einen zweiten ersten Abschnitt 171 auf, welcher einen ersten Aufnahmeraum 72 der zweiten Untereinheit 17 begrenzt.
Das erste Aufnahmeelement 31 der ersten Untereinheit 16 weist dabei einen ersten zweiten Abschnitt 162 auf, welcher einen zweiten Aufnahmeraum 81 der ersten Untereinheit 16 begrenzt.
Dabei sind wie aus der 2 zu erkennen ist, der zweite erste Abschnitt 171 und der erste zweite Abschnitt 162 direkt benachbart zueinander angeordnet.
Weiterhin kann zwischen dem ersten ersten Abschnitt 161 und dem zweiten zweiten Abschnitt 172 ein Ausgleichselement 18 angeordnet sein, welches elastisch und/oder plastisch verformbar ausgebildet ist.
Weiterhin kann zwischen dem zweiten ersten Abschnitt 171 und dem ersten zweiten Abschnitt 162 ein Ausgleichselement 18 angeordnet sein, welches elastisch und/oder plastisch verformbar ausgebildet ist.
Dabei kann das Ausgleichselement 18 zusätzlich auch mit einer erhöhten Wärmeleitfähigkeit ausgebildet sein oder Additive zu einer Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit umfassen, damit der Wärmeübergang zwischen einem innerhalb des zweiten Aufnahmeraumes 8 strömenden Temperierfluids 9 und einem innerhalb des ersten Aufnahmeraums 7 aufgenommen Batteriezellenstacks 5 bzw. einer innerhalb des ersten Aufnahmeraums 7 aufgenommenen Batteriezelle 6 erhöht werden kann.
Die 3 zeigt schematisch in einer Draufsicht ein erfindungsgemäßes Batteriemodul 2. Insbesondere zeigt die 3 einen Schnitt durch eine Untereinheit 1 des Batteriemoduls 2, wobei die gezeigte Schnittansicht parallel zu der ersten Grundebene 131 bzw. der zweiten Grundebene 132 ist.
Dabei sind schematisch erste Aufnahmeräume 7 und zweite Aufnahmeräume 8 zu erkennen.
Das Batteriemodul 2 ist dabei in einem Gehäuse 19 aufgenommen.
Das Gehäuse 19 des Batteriemoduls 2 umfasst dabei einen ersten Anschluss 20, welcher zu einem Einlassen von Temperierfluid 9 in einen zweiten Aufnahmeraum 8 ausgebildet ist.
Das Gehäuse 19 des Batteriemoduls 2 umfasst dabei einen zweiten Anschluss 21, welcher zu einem Auslassen von Temperierfluid 9 aus dem zweiten Aufnahmeraum 8 ausgebildet ist.
Weiterhin zeigt die 3, dass das Batteriemodul 1 Spannungsabgriffe 22 umfasst, welche aus dem Gehäuse 19 des Batteriemoduls 2 geführt sind.
Die 4 zeigt schematisch in einer Seitenansicht eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls 2.
Dabei unterscheidet sich die in der 4 gezeigte weitere Ausführungsform des Batteriemoduls 2 von der in der 2 gezeigten Ausführungsform des Batteriemoduls 2 dadurch, dass das Batteriemodul 2 weiterhin eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 23 und elektrische Verbindungsleitungen 24 umfasst.
Das Batteriemodul 2 gemäß der 4 umfasst auch eine Mehrzahl an Untereinheiten 1. Insbesondere umfasst das Batteriemodul 2 dabei zwei Untereinheiten 113, welche endständig angeordnet sind und somit in der Längsrichtung 12 der jeweiligen Untereinheit 1 über der gesamten jeweiligen Längsrichtung 12 benachbart zu einer Gehäusewand 25 des Batteriemoduls 2 angeordnet sind.
Dabei sind die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 23 sowie die elektrischen Verbindungsleitungen 24 jeweils zwischen der Gehäusewand 25 und einem zweiten Aufnahmeraum 83 der endständigen Untereinheiten 113 angeordnet.
Insbesondere durch die Ausbildung der ersten Aufnahmeräume 7 und der zweite Aufnahmeräume 8 derart, dass bei den ersten Aufnahmeräumen 7 der größte Abstand zwischen dem ersten Aufnahmeelement 3 und dem zweiten Aufnahmeelement 4 größer ist als der größte Abstand zwischen dem ersten Aufnahmeelement 3 und dem zweiten Aufnahmeelement 4 bei den zweiten Aufnahmeräumen 8, können die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 23 bzw. die elektrischen Leitungen 24 zwischen der Gehäusewand 25 und dem zweiten Aufnahmeraum 83 der jeweiligen endständigen Untereinheiten 113 angeordnet werden.
Die 5 zeigt schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines Batteriemoduls 2 mit erfindungsgemäßen Untereinheiten 1 in einer Seitenansicht.
Hierzu sei angemerkt, dass die Ansicht der 5 im Vergleich zu den Ansichten der 2 und 4 um 90° gedreht ist.
Insbesondere entspricht die in der 5 dargestellte rechte Seite der in der 3 dargestellten oberen Seite, so das Temperierfluid in der 5 von rechts nach links fließen kann.
Die Untereinheiten 1 des Batteriemoduls 2 werden gemäß 5 von rechts nach links in das Gehäuse 19 des Batteriemoduls 2 eingeschoben. Dabei kann das Gehäuse 19 des Batteriemoduls 2 Aufnahmen 26 für die Untereinheiten 1 aufweisen.
Dabei weist das Gehäuse 19 des Batteriemoduls 2 insbesondere erste Aufnahmen 261 zur Aufnahme von Untereinheiten 1 auf, bei welchem der erste Aufnahmeraum 7 direkt benachbart zu der jeweiligen Aufnahme 26 angeordnet ist.
Dabei weist das Gehäuse 19 des Batteriemoduls 2 insbesondere zweite Aufnahmen 262 zur Aufnahme von Untereinheiten 1 auf, bei welchem der zweite Aufnahmeraum 8 direkt benachbart zu der jeweiligen Aufnahme 26 angeordnet ist.
Insbesondere weist der Batteriezellenstack 5 oder die Batteriezelle 6 zumindest einen Spannungsabgriff 27 auf, welcher mit der ersten Aufnahme 262 elektrisch kontaktiert ist, so dass über die erste Aufnahme 26 eine Spannung des Batteriezellenstacks 5 oder der Batteriezelle 6 abgegriffen werden kann. Weiterhin kann der Batteriezellenstack 5 bzw. die Batteriezelle 6 zumindest einen Spannungsabgriff 28 aufweisen, welcher durch die erste Aufnahme 261 durchgeführt ist und somit von einer Umgebung 29 des Batteriemoduls 2 aus kontaktiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10352046 A1 [0002]
DE 102007001590 A1 [0003]
EP 2930782 A1 [0005]

Claims

Untereinheit eines Batteriemoduls (2) mit einem ersten Aufnahmeelement (3) und einem zweiten Aufnahmeelement (4), welche unter Ausbildung zumindest eines ersten Aufnahmeraumes (7) und zumindest eines zweiten Aufnahmeraums (8) miteinander verbunden sind, wobei der erste Aufnahmeraum (7) und der zweite Aufnahmeraum (8) voneinander getrennt sind, und in dem ersten Aufnahmeraum (7) zumindest ein Batteriezellenstack (5) oder zumindest eine Batteriezelle (6) angeordnet ist, und der zweite Aufnahmeraum (8) zu einer Aufnahme eines Temperierfluids (9) ausgebildet ist.
Untereinheit eines Batteriemoduls nach dem vorhergehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Aufnahmeraum (7) weiterhin ein elastisch und/oder plastisch verformbar ausgebildetes Ausgleichelements (10) angeordnet ist.
Untereinheit eines Batteriemoduls nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Aufnahmeelement (3) und das zweite Aufnahmeelement (4) stoffschlüssig, insbesondere geschweißt, miteinander verbunden sind.
Untereinheit eines Batteriemoduls nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Aufnahmeraum (7) weiterhin ein elektrisch isolierend ausgebildetes Isolationselement (11) aufweist, welches zumindest den zumindest einen Batteriezellenstack (5) oder die zumindest eine Batteriezelle (6) teilweise umschließt.
Untereinheit eines Batteriemoduls nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Untereinheit (1) eine Mehrzahl an ersten Aufnahmeräumen (7), in welchen jeweils zumindest ein Batteriezellenstack (5) oder jeweils zumindest eine Batteriezelle (6) angeordnet ist, und eine Mehrzahl an zweiten Aufnahmeräumen (8), welche jeweils zu einer Aufnahme eines Temperierfluids (9) ausgebildet sind, aufweist.
Untereinheit eines Batteriemoduls nach dem vorherigen Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Aufnahmeräume (7) und die zweiten Aufnahmeräume (8) in einer Längsrichtung (12) der Untereinheit (1) alternierend angeordnet sind.
Batteriemodul mit einer Mehrzahl an Untereinheiten (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Batteriemodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemodul (2) eine erste Untereinheit (16) und eine zweite Untereinheit (17) aufweist, wobei ein einen ersten Aufnahmeraum (71) der ersten Untereinheit (16) begrenzender erster erster Abschnitt (161) des ersten Aufnahmeelements (31) direkt benachbart zu einem einen zweiten Aufnahmeraum (82) der zweiten Untereinheit (17) begrenzenden zweiten zweiten Abschnitt (172) des zweiten Aufnahmeelements (42) angeordnet ist und/oder ein einen ersten Aufnahmeraum (72) der zweiten Untereinheit (17) begrenzender zweiter erster Abschnitt (171) des zweiten Aufnahmeelements (42) direkt benachbart zu einem einen zweiten Aufnahmeraum (81) der ersten Untereinheit (16) begrenzenden ersten zweiten Abschnitt (171) des ersten Aufnahmeelements (31) angeordnet ist.
Batteriemodul nach dem vorhergehenden Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten ersten Abschnitt (161) sowie dem zweiten zweiten Abschnitt (172) und/oder zwischen dem zweiten ersten Abschnitt (171) sowie dem ersten zweiten Abschnitt (162) ein elastisch und/oder plastisch verformbar ausgebildetes Ausgleichselement (18) angeordnet ist.
Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemodul (2) in einem Gehäuse (19) aufgenommen ist, welches einen zum Einlassen von Temperierfluid (9) in zumindest einen zweiten Aufnahmeraum (8) ausgebildeten ersten Anschluss (20) und welches einen zum Auslassen von Temperierfluid (9) aus zumindest einem zweiten Aufnahmeraum (8) ausgebildeten zweiten Anschluss (21) umfasst.
Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemodul (2) in einem Gehäuse (19) aufgenommen ist, wobei zwischen einem zweiten Aufnahmeraum (83) einer Untereinheit (113) des Batteriemoduls (2) und einer Gehäusewand (25) des Batteriemoduls (2) eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (23) und/oder eine elektrische Verbindungsleitung (24) angeordnet sind.
Verfahren zur Herstellung einer Untereinheit (1) eines Batteriemoduls (2), wobei in einem ersten Verfahrensschritt ein erstes Aufnahmeelement (3) und ein zweites Aufnahmeelement (4) bereitgestellt werden, und in einem zweiten Verfahrensschritt zumindest ein Batteriezellenstack (5) oder zumindest eine Batteriezelle (6) zwischen dem ersten Aufnahmeelement (3) und dem zweiten Aufnahmeelement (4) angeordnet wird, und in einem dritten Verfahrensschritt das erste Aufnahmeelement (3) und das zweite Aufnahmeelement (4) in der Art miteinander verbunden werden, dass ein erster Aufnahmeraum (7) ausgebildet wird, in welchem der zumindest eine Batteriezellenstack (5) oder die zumindest eine Batteriezelle (6) aufgenommen ist, und ein zweiter Aufnahmeraum (8) ausgebildet wird, welcher zur Aufnahme eines Temperierfluids (9) ausgebildet ist, wobei der erste Aufnahmeraum (7) und der zweite Aufnahmeraum (8) voneinander getrennt sind.