DE102018109470A1 - Battery module for use with a high-voltage battery of an electric vehicle - Google Patents

Battery module for use with a high-voltage battery of an electric vehicle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul (1) zur Verwendung bei einer Hochvolt-Batterie eines Elektrofahrzeugs, wobei das Batteriemodul (1) ein Batteriemodulgehäuse (2) und mehrere vom Batteriemodulgehäuse (2) aufgenommene temperierbare Batteriezellen (3) aufweist.Bei einem solchen Batteriemodul wird vorgeschlagen, dass das Batteriemodul (1) auf einer Oberseite (4) und einer Unterseite (5) Temperierkanäle (6) zum Führen eines temperierten Mediums aufweist, wobei die Temperierkanäle (6) entweder direkt in das Batteriemodulgehäuse (2) integriert sind oder durch zusätzliche Bauteile (24, 25) in Kombination mit dem Batteriemodulgehäuse (2) gebildet werden, sowie die Batteriezellen (3) derart innerhalb des Batteriemodulgehäuses (2) angeordnet sind, dass deren Stromanschlüsse (22, 23) zu mindestens einer seitlichen Seite (10, 11) des Batteriemoduls (1) ausgerichtet sind.Ein solches Batteriemodul zeichnet sich durch eine optimale Kühlungseffizienz, Funktionsintegration, Gewichtsreduktion, Kostenreduktion und geringem Bauraumbedarf aus.The invention relates to a battery module (1) for use in a high-voltage battery of an electric vehicle, wherein the battery module (1) has a battery module housing (2) and a plurality of temperature-controlled battery cells (3) accommodated by the battery module housing (2) in that the battery module (1) has temperature control channels (6) for guiding a temperature-controlled medium on an upper side (4) and a lower side (5), wherein the temperature control channels (6) are integrated either directly into the battery module housing (2) or through additional components (24, 25) are formed in combination with the battery module housing (2), and the battery cells (3) are arranged within the battery module housing (2) such that their power connections (22, 23) to at least one lateral side (10, 11) of the battery module (1). Such a battery module is characterized by an optimal cooling efficiency, functional integration, weight reduction operation, cost reduction and low space requirements.

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul zur Verwendung bei einer Hochvolt-Batterie eines Elektrofahrzeugs, wobei das Batteriemodul ein Batteriemodulgehäuse und mehrere vom Batteriemodulgehäuse aufgenommene temperierbare Batteriezellen aufweist.The invention relates to a battery module for use in a high-voltage battery of an electric vehicle, wherein the battery module has a battery module housing and a plurality of temperature-controlled battery cells accommodated by the battery module housing.

Hochvolt-Batterien benötigen eine effiziente Temperierung. Insbesondere aufgrund der entstehenden Wärmeentwicklung beim Be- und Entladen benötigen Hochvolt-Batterien eine Kühlung.High-voltage batteries require efficient temperature control. Especially due to the heat generated during loading and unloading, high-voltage batteries require cooling.

Ein Batteriemodul, das die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist, ist aus der US 9,774,064 B2 bekannt. Bei diesem Batteriemodul sind innerhalb eines Batteriemodulgehäuses mehrere Batteriezellen angeordnet. Diese sind flach ausgebildet und vertikal angeordnet, wobei zwischen benachbarten Batteriezellen Kühlplatten positioniert sind. Diese sind in einem über die Batteriezellen oben hinausstehenden Bereich, der in den oberen Bereich des Batteriemodulgehäuses ragt, mit Kühllamellen versehen, die im Wirkbereich eines elektrischen Kühlgebläses angeordnet sind. Die Batteriezellen sind so innerhalb des Batteriemodulgehäuses angeordnet, dass deren Stromanschlüsse zu einer seitlichen Seite des Batteriemodulgehäuses gerichtet sind.A battery module having the features of the preamble of claim 1 is known from US 9,774,064 B2 known. In this battery module, a plurality of battery cells are arranged within a battery module housing. These are flat and vertically arranged, wherein between adjacent battery cells cooling plates are positioned. These are provided in a projecting beyond the battery cells area, which projects into the upper region of the battery module housing, with cooling fins, which are arranged in the effective range of an electric cooling fan. The battery cells are arranged inside the battery module housing such that their power connections are directed to a lateral side of the battery module housing.

Aus der US 2014/0178721 A1 ist ein Batteriepack bekannt, mit Batteriezellen, die zur Umströmung mit Kühlmittel in einem relativen Abstand zueinander angeordnet sind.From the US 2014/0178721 A1 a battery pack is known, with battery cells, which are arranged to flow around with coolant in a relative distance from each other.

Bekannt sind ferner Pouchzellen, bei denen eine Temperierung einseitig durch separate Kühlkanäle außerhalb der Batteriemodule oder zweiseitig durch Integration der Kühlung in ein Batteriemodulgehäuse erfolgt.Also known are pouch cells, in which a temperature control takes place on one side by separate cooling channels outside the battery modules or on two sides by integrating the cooling in a battery module housing.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Batteriemodul der eingangs genannten Art, das somit gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist, so weiterzubilden, dass eine erhebliche Verbesserung der Kühlungseffizienz zu verzeichnen ist, bei Funktionsintegration, Gewichtsreduktion, Kostenreduktion und geringem Bauraumbedarf.Object of the present invention is to develop a battery module of the type mentioned, which is thus formed according to the features of the preamble of claim 1, so that a significant improvement in cooling efficiency is recorded in functional integration, weight reduction, cost reduction and low space requirement.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Batteriemodul, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.The problem is solved by a battery module having the features of claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Batteriemodul ist vorgesehen, dass dieses auf einer Oberseite und einer Unterseite Temperierkanäle zum Führen eines Temperiermediums aufweist, wobei die Temperierkanäle entweder direkt in das Batteriemodulgehäuse integriert sind oder durch zusätzliche Bauteile in Kombination mit dem Batteriemodulgehäuse gebildet werden. Ferner ist vorgesehen, dass die Batteriezellen derart innerhalb des Batteriemodulgehäuses angeordnet sind, dass deren Stromanschlüsse zu mindestens einer seitlichen Seite des Batteriemoduls ausgerichtet sind.In the case of the battery module according to the invention, it has temperature control channels for guiding a temperature control medium on an upper side and a lower side, wherein the temperature control channels are either integrated directly into the battery module housing or are formed by additional components in combination with the battery module housing. It is further provided that the battery cells are arranged within the battery module housing such that their power connections are aligned to at least one lateral side of the battery module.

Bei dem Batteriemodul ist somit eine besondere Anordnung der Stromanschlüsse der Batteriezellen und eine besondere Anordnung der Kühlkomponenten des Batteriemoduls vorgesehen. Die Stromanschlüsse sind zur Seite ausgerichtet, somit nicht nach oben oder unten. Die Temperierkanäle sind auf der Oberseite und der Unterseite des Batteriemoduls angeordnet. Die Temperierung erfolgt somit auf abgewandten Seiten des Batteriemoduls. Da die Temperierkanäle entweder direkt in das Batteriemodulgehäuse integriert sind oder durch zusätzliche Bauteile in Kombination mit dem Batteriemodulgehäuse gebildet werden, ist es nicht erforderlich, separate Kühleinrichtungen unterhalb des Batteriemodulgehäuses vorzusehen. Somit wird für das Batteriemodul nur geringer Bauraum benötigt bei geringem Gewicht des Batteriemoduls. Die Funktionen insbesondere der Aufnahme der Batteriezellen im Batteriemodulgehäuse und der Kühlung der Batteriezellen ist funktionell einfach mittels weniger Bauteile verwirklicht. Hierdurch kann das Batteriemodul kostengünstig hergestellt werden. In the battery module thus a special arrangement of the power terminals of the battery cells and a special arrangement of the cooling components of the battery module is provided. The power connections are aligned to the side, so not up or down. The temperature control channels are arranged on the top side and the bottom side of the battery module. The temperature control thus takes place on opposite sides of the battery module. Since the temperature control channels are either integrated directly into the battery module housing or are formed by additional components in combination with the battery module housing, it is not necessary to provide separate cooling devices below the battery module housing. Thus, only small space is required for the battery module with low weight of the battery module. The functions, in particular the recording of the battery cells in the battery module housing and the cooling of the battery cells is functionally easily realized by means of fewer components. As a result, the battery module can be produced inexpensively.

Vorzugsweise sind die Stromanschlüsse der Batteriezellen entweder zu derselben seitlichen Seite oder zu einander abgewandten seitlichen Seiten ausgerichtet.Preferably, the power connections of the battery cells are aligned either to the same lateral side or to opposite lateral sides.

Vorzugsweise sind die Stromanschlüsse der Batteriezellen auf einander zugewandten Seiten der Batteriezellen oder auf einander abgewandten Seiten der Batteriezellen angeordnet.Preferably, the power connections of the battery cells are arranged on mutually facing sides of the battery cells or on opposite sides of the battery cells.

Vorzugsweise sind die Batteriezellen als prismatische Zellen, insbesondere quaderförmige Zellen, ausgebildet.The battery cells are preferably designed as prismatic cells, in particular rectangular cells.

Bezogen auf die gemäß bekannter Praxis übliche Anordnung einer Batteriezelle, bei der deren Stromanschlüsse nach oben gerichtet sind, weist die jeweilige Batteriezelle vorzugsweise eine Bodenfläche, eine parallel zu dieser angeordnete Deckfläche sowie zwischen Bodenfläche und Deckfläche angeordnete Seitenflächen auf. Hierbei sind die Stromanschlüsse im Bereich der Deckfläche angeordnet. Bezogen auf das erfindungsgemäße Batteriemodul ist vorgesehen, dass die Batteriezellen derart in das Batteriemodulgehäuse eingebaut sind, dass deren Bodenfläche und deren Deckfläche vertikal orientiert sind, somit die Deckfläche zu einer seitlichen Seite des Batteriemoduls ausgerichtet ist, demzufolge auch die Stromanschlüsse zu dieser seitlichen Seite des Batteriemoduls ausgerichtet sind. Die prismatischen Batteriezellen werden somit mit deren Stromanschlüssen nicht nach oben, sondern um 90° gedreht zur seitlichen Seite ausgerichtet und es sind hierbei die Oberseite und die Unterseite der Batteriezelle den auf der Oberseite und der Unterseite des Batteriemoduls befindlichen Temperierkanälen zugewandt.Based on the usual arrangement according to known practice of a battery cell, in which the electrical connections are directed upward, the respective battery cell preferably has a bottom surface, a cover surface arranged parallel to this and arranged between the bottom surface and top surface side surfaces. Here, the power connections are arranged in the region of the top surface. Based on the battery module according to the invention it is provided that the battery cells are installed in the battery module housing, that the bottom surface and the top surface are oriented vertically, thus the top surface is aligned to a side of the battery module, consequently also the power connections to this side Side of the battery module are aligned. The prismatic battery cells are thus not turned upwards with their power connections, but rotated by 90 ° to the lateral side and in this case the upper side and the lower side of the battery cell face the temperature control channels located on the upper side and the lower side of the battery module.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der prismatischen Batteriezelle ist vorgesehen, dass diese zwei parallel zueinander angeordneten großen Seitenflächen und zwei parallel zueinander angeordnete, die beiden Seitenflächen verbindende kleine Seitenflächen aufweist, wobei die eine kleine Seitenfläche oben und die andere kleine Seitenfläche unten angeordnet ist. Diese Weiterbildung ist vor dem Hintergrund zu sehen, dass die großen Seitenflächen üblicherweise schlecht wärmeleitfähig, die kleinen Seitenflächen hingegen gut wärmeleitfähig sind, schließlich die Bodenfläche üblicherweise gleichfalls gut wärmeleitfähig ist. Die gut wärmeleitfähigen kleinen Seitenflächen sind somit in denjenigen Bereichen des Batteriemoduls angeordnet, die die Temperierkanäle aufweisen. Hierdurch ergibt sich ein besonders guter Wärmeübergang zwischen den Batteriezellen und den Temperierkanälen.According to a preferred development of the prismatic battery cell, it is provided that it has two large side surfaces arranged parallel to one another and two small side surfaces which are arranged parallel to one another and connect the two side surfaces, one small side surface at the top and the other small side surface at the bottom. This development is to be seen against the background that the large side surfaces usually poor thermal conductivity, the small side surfaces, however, are good thermal conductivity, finally, the bottom surface is usually also good thermal conductivity. The good thermal conductivity small side surfaces are thus arranged in those areas of the battery module having the temperature control channels. This results in a particularly good heat transfer between the battery cells and the Temperierkanälen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Batteriemodulgehäuse einen Mittelsteg aufweist, der das Batteriemodulgehäuse in zwei Batteriezellaufnahmeräume unterteilt. Insbesondere ist durch das Batteriemodulgehäuse ein Crash-Querlastpfad gebildet. Vorzugsweise dient als Crash-Lastpfad der Mittelsteg.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the battery module housing has a central web which divides the battery module housing into two battery cell receiving spaces. In particular, a crash transverse load path is formed by the battery module housing. Preferably serves as a crash load path of the central web.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Batteriemodulgehäuse zumindest einen ein- oder mehrteiligen Mittelteil aufweist, wobei der Mittelteil die Batteriezellen zumindest in vier Richtungen umschließt, somit in aller Regel oben, unten und auf zwei einander abgewandten Seiten.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the battery module housing has at least one single or multi-part middle part, wherein the middle part surrounds the battery cells at least in four directions, thus usually up, down and on two opposite sides.

Vorzugsweise sind die Temperierkanäle entweder direkt in das Mittelteil integriert oder es werden die Temperierkanäle durch die zusätzlichen Bauteile, in Kombination mit dem Mittelteil, gebildet.Preferably, the temperature control channels are either integrated directly into the central part or the temperature control channels are formed by the additional components, in combination with the central part.

Insbesondere ist vorgesehen, dass das Mittelteil aus einem zumindest teilweise aus einem extrudierten und/oder in einem kontinuierlichen Fertigungsprozess hergestellten Batteriemodulgehäuseprofil besteht. Insbesondere unter dem Aspekt, dass das Batteriemodulgehäuse im Crash einen Querlastpfad bildet, ist vorgesehen, dass das Batteriemodulgehäuse eine relativ große Wandstärke aufweist, beispielsweise 2 mm oder dicker ausgeführt ist, insbesondere im Bereich der Temperierkanäle idealerweise doppelwandig ausgeführt ist.In particular, it is provided that the middle part consists of an at least partially made of an extruded and / or produced in a continuous manufacturing process battery module housing profile. In particular, under the aspect that the battery module housing forms a transient load path in the event of a crash, it is provided that the battery module housing has a relatively large wall thickness, for example 2 mm or thicker, in particular ideally double-walled in the region of the temperature control channels.

Das Batteriemodulgehäuse, insbesondere das Batteriemodulgehäuseprofil, besteht vorzugsweise aus Leichtmetall oder Kunststoff oder faserverstärktem Kunststoff oder einem Faser-Kunststoff-Verbund. Bei dem Leichtmetall handelt es sich insbesondere um Aluminium oder Magnesium. Das aus Leichtmetall bestehende Batteriemodulgehäuseprofil wird insbesondere mittels Strangpressen hergestellt. Besteht das Batteriemodulgehäuseprofil aus einem Faser-Kunststoff-Verbund, erfolgt die Herstellung vorzugsweise mittels Flechten und/oder Pultrusion. Besteht das Batteriemodulgehäuseprofil aus Kunststoff oder faserverstärktem Kunststoff, wird dieses vorzugsweise mittels Extrusion hergestellt.The battery module housing, in particular the battery module housing profile, preferably consists of light metal or plastic or fiber-reinforced plastic or a fiber-plastic composite. The light metal is in particular aluminum or magnesium. The existing light metal battery module housing profile is made in particular by extrusion. If the battery module housing profile consists of a fiber-plastic composite, the production preferably takes place by means of braiding and / or pultrusion. If the battery module housing profile consists of plastic or fiber-reinforced plastic, this is preferably produced by means of extrusion.

Insbesondere ist vorgesehen, dass zwischen den Batteriezellen und dem Batteriemodulgehäuse ein den Abstand zwischen diesen überbrückender wärmeleitender Stoff, insbesondere eine Wärmeleitpaste oder ein Wärmeleitharz oder ein Wärmeleitpad angeordnet ist. Vorzugsweise erfolgt die Wärmeübertragung zwischen der jeweiligen Batteriezelle und dem Batteriemodulgehäuse mittels dieses wärmeleitenden Stoffs, der den Abstand zwischen der Batteriemodulgehäuseinnenseite und der Batteriezellenaußenseite thermisch überbrückt.In particular, it is provided that between the battery cells and the battery module housing a distance between them bridging heat-conducting material, in particular a thermal paste or a heat conducting resin or a heat conducting pad is arranged. The heat transfer between the respective battery cell and the battery module housing preferably takes place by means of this heat-conducting material, which thermally bridges the distance between the battery module housing inner side and the battery cell outside.

Hergestellt wird das Batteriemodul unter dem Aspekt der wichtigsten Schritte der Fertigungsfolge, insbesondere derart, dass mehrere Batteriezellen, insbesondere mehrere prismatische Batteriezellen elektrisch verbunden und eventuell mechanisch verspannt werden. Dieses Batteriezellpaket wird von der Seite in den Batteriemodulgehäusemittelteil eingeschoben. Dann wird das Batteriemodulgehäuse seitlich mit Endplatten verschlossen, der wärmeleitende Stoff, vorzugsweise Wärmeleitpaste oder Wärmeleitharz oder Wärmeleitpad wird appliziert.The battery module is produced under the aspect of the most important steps of the production sequence, in particular such that a plurality of battery cells, in particular a plurality of prismatic battery cells, are electrically connected and possibly mechanically clamped. This battery cell pack is inserted from the side into the battery module housing middle part. Then, the battery module housing is laterally closed with end plates, the heat-conducting material, preferably thermal grease or Wärmeleitharz or Wärmeleitpad is applied.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung der in der Zeichnung wiedergegebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiele, ohne hierauf beschränkt zu sein.Further features of the invention will become apparent from the dependent claims, the accompanying drawings and the description of the reproduced in the drawing, preferred embodiments, without being limited thereto.

Es zeigt:

  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls in einem Vertikalschnitt, in einer X-Z-Ebene geschnitten, bezogen auf ein orthogonales Koordinatensystem eines Elektrofahrzeugs mit Vorwärtsfahrtrichtung X, Querrichtung Y und Hochrichtung Z,
  • 2 eine räumliche Ansicht der bei dem Batteriemodul gemäß 1 jeweils Verwendung findenden Batteriezellen,
  • 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des Batteriemoduls, in einer Schnittdarstellung gemäß 1,
  • 4 ein drittes Ausführungsbeispiel des Batteriemoduls, in einer Schnittdarstellung gemäß 1,
  • 5 ein viertes Ausführungsbeispiel des Batteriemoduls, in einer Schnittdarstellung gemäß 1,
  • 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel des Batteriemoduls, in einer Schnittdarstellung gemäß 1.
It shows:
  • 1 a first embodiment of a battery module according to the invention in a vertical section, cut in an XZ plane, relative to an orthogonal coordinate system of an electric vehicle with the forward direction X, transverse direction Y and vertical direction Z,
  • 2 a spatial view of the battery module according to 1 respectively used battery cells,
  • 3 a second embodiment of the battery module, in a sectional view according to 1 .
  • 4 a third embodiment of the battery module, in a sectional view according to 1 .
  • 5 A fourth embodiment of the battery module, in a sectional view according to 1 .
  • 6 a fifth embodiment of the battery module, in a sectional view according to 1 ,

Figurenbeschreibungfigure description

1 zeigt ein Batteriemodul 1 zur Verwendung bei einer Hochvolt-Batterie eines Elektrofahrzeugs. Das Batteriemodul 1 weist ein Batteriemodulgehäuse 2 und mehrere vom Batteriemodulgehäuse 2 aufgenommene temperierbare Batteriezellen 3 auf. In der Schnittführung gemäß 1 sind zwei Batteriezellen sichtbar. Diverse weitere Batteriezellen können entsprechend angeordnet in Y-Richtung vorgesehen sein. 1 shows a battery module 1 for use with a high-voltage battery of an electric vehicle. The battery module 1 has a battery module housing 2 and a plurality of the battery module housing 2 recorded temperature-controlled battery cells 3 on. In the cut according to 1 Two battery cells are visible. Various other battery cells can be arranged appropriately arranged in the Y direction.

Das Batteriemodul 1 weist auf einer Oberseite 4 und einer Unterseite 5 Temperierkanäle 6 zum Führen eines Temperiermediums auf. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Wasser oder Wasser-Glykol-Gemisch oder verdampftes Kältemittel oder Öl. Die Temperierkanäle 6 sind direkt in das Batteriemodulgehäuse 2 integriert. Die 1 zeigt konkret eine Ansicht eines einteiligen Mittelteils 7 des Batteriemodulgehäuses 2. Dieses Mittelteil 7 ist auf seinen abgewandten Stirnseiten mit nicht einsehbaren bzw. nicht veranschaulichten Endplatten verbunden, sodass sich das Batteriemodulgehäuse 2 als allseitig geschlossener, weitgehend quaderförmiger Körper darstellt. Die Schnittführung der 1 ist zwischen der einen Endplatte und dem Mittelteil 7. Die Temperierkanäle 6 können untereinander verbunden sein, entweder direkt im Bereich der stirnseitigen Enden des Mittelteils 7 oder über Verbindungskanäle in den Endplatten.The battery module 1 points to a top 4 and a bottom 5 tempering 6 for guiding a tempering medium. These are, for example, water or water-glycol mixture or vaporized refrigerant or oil. The temperature control channels 6 are directly in the battery module housing 2 integrated. The 1 shows concretely a view of a one-piece middle part 7 of the battery module housing 2 , This middle part 7 is connected on its opposite end faces with non-visible or unillustrated end plates, so that the battery module housing 2 as completely closed, largely cuboid body represents. The cut of the 1 is between the one end plate and the middle part 7 , The temperature control channels 6 can be connected to each other, either directly in the region of the front ends of the middle part 7 or via connection channels in the end plates.

Das Mittelteil 7 weist zwei lange Wandungen, nämlich eine obere Wandung 8 und eine untere Wandung 9 auf, die sich in der X-Y-Ebene erstrecken, ferner zwei auf den seitlichen Seiten 10 und 11 angeordnete seitliche Wandungen 12 und 13, die in Y-Z-Ebenen verlaufen. Die Wandungen 8 und 9 verlaufen somit horizontal, die Wandungen 12 und 13 vertikal. Etwa auf halber Länge der Erstreckungsrichtung X ist das Mittelteil 7 mit einem Mittelsteg 14 versehen, der parallel zu den Wandungen 12, 13 angeordnet ist. Dieser Mittelsteg 13 unterteilt das Mittelteil 7 in zwei gleich große Aufnahmeräume, wobei der jeweilige Aufnahmeraum der Aufnahme einer Batteriezelle 3 dient. Die Batteriezellen 3 sind identisch ausgebildet.The middle part 7 has two long walls, namely an upper wall 8th and a lower wall 9 which extend in the XY plane, and two on the lateral sides 10 and 11 arranged lateral walls 12 and 13 that run in YZ levels. The walls 8th and 9 thus run horizontally, the walls 12 and 13 vertical. About halfway along the direction of extension X is the middle part 7 with a central pier 14 provided, which is parallel to the walls 12 . 13 is arranged. This middlebridge 13 divides the middle part 7 in two equal receiving spaces, wherein the respective receiving space of the inclusion of a battery cell 3 serves. The battery cells 3 are identical.

Das Mittelteil 7 besteht aus einem zumindest teilweise aus einem extrudierten und/oder in einem kontinuierlichen Fertigungsprozess hergestellten Batteriemodulgehäuseprofil. Die Temperierkanäle 6 sind direkt in das Mittelteil 7 integriert. Das Batteriemodulgehäuse 2 bzw. das Mittelteil 7 ist im Bereich der Temperierkanäle 6 doppelwandig ausgebildet. Die Temperierkanäle 6 sind im Bereich der oberen Wandung 8 und der unteren Wandung 9 ausgebildet, nicht aber im Bereich der seitlichen Wandungen 12, 13. Durch den Mittelsteg 14 wird ein Querlastpfad gebildet, der im Crash-Fall die erhöhten einwirkenden Kräfte aufnehmen und weiterleiten kann.The middle part 7 consists of a battery module housing profile produced at least partially from an extruded and / or in a continuous manufacturing process. The temperature control channels 6 are right in the middle part 7 integrated. The battery module housing 2 or the middle part 7 is in the range of tempering channels 6 double-walled design. The temperature control channels 6 are in the area of the upper wall 8th and the lower wall 9 trained, but not in the area of the lateral walls 12 . 13 , Through the central pier 14 a Querlastpfad is formed, which can absorb the increased forces acting in the event of a crash and forward.

2 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der jeweiligen Batteriezelle 3. Die jeweilige Batteriezelle 3 ist als prismatische Zelle, im Ausführungsbeispiel konkret als quaderförmige Zelle ausgebildet. 2 shows the basic structure of the respective battery cell 3 , The respective battery cell 3 is designed as a prismatic cell, in the exemplary embodiment concretely as a cuboid cell.

Die jeweilige Batteriezelle 3 weist, auf eine übliche Orientierung der Batteriezelle 3 bezogen, eine Bodenfläche 15, eine parallel zu dieser angeordnete Deckfläche 16 sowie zwischen Bodenfläche 15 und Deckfläche 16 angeordnete Seitenflächen 17, 18, 19, 20 auf. Hierbei sind die Seitenflächen 19, 20 zwei parallel zueinander angeordnete große Seitenflächen und es sind die Seitenflächen 17, 18 zwei parallel zueinander angeordnete kleine Seitenflächen, die die beiden großen Seitenflächen 19, 20 verbinden. Die eine kleine Seitenfläche 18 ist oben, somit im Wesentlichen an die obere Wandung 8 angrenzend, und die andere kleine Seitenfläche 17 unten, somit im Wesentlichen an die untere Wandung 9 angrenzend, angeordnet. Zwischen den beiden Batteriezellen 3 und dem Batteriemodulgehäuse 2 bzw. dem Mittelteil 7 ist ein den Abstand zwischen diesen überbrückender wärmeleitender Stoff 21 vorgesehen. Bei diesem wärmeleitenden Stoff handelt es sich insbesondere um eine Wärmeleitpaste oder ein Wärmeleitharz oder ein Wärmeleitpad.The respective battery cell 3 indicates a common orientation of the battery cell 3 based, a floor area 15 , a cover surface arranged parallel to this 16 as well as between ground surface 15 and top surface 16 arranged side surfaces 17 . 18 . 19 . 20 on. Here are the side surfaces 19 . 20 two mutually parallel large side surfaces and it is the side surfaces 17 . 18 two mutually parallel small side surfaces, the two large side surfaces 19 . 20 connect. The one small side surface 18 is above, thus essentially to the upper wall 8th adjacent, and the other small side surface 17 below, thus essentially to the lower wall 9 adjacent, arranged. Between the two battery cells 3 and the battery module housing 2 or the middle part 7 is a distance between these bridging thermally conductive material 21 intended. This thermally conductive material is in particular a thermal compound or a thermally conductive resin or a thermal pad.

Jede Batteriezelle weist zwei Stromanschlüsse 22, 23 im Bereich der Deckfläche 16 der Batteriezelle 3 auf. Der Stromanschluss 22 ist benachbart der Seitenfläche 18, der Stromanschluss 23 benachbart der Seitenfläche 17 angeordnet.Each battery cell has two power connections 22 . 23 in the area of the top surface 16 the battery cell 3 on. The power connection 22 is adjacent to the side surface 18 , the power connection 23 adjacent to the side surface 17 arranged.

Die jeweilige Batteriezelle 3 ist derart innerhalb des Batteriemodulgehäuses 2 bzw. des Mittelteils 7 angeordnet, dass deren Stromanschlüsse 22, 23 zu mindestens einer seitlichen Seite 10 bzw. 11 des Batteriemoduls 1 gerichtet sind. Konkret sind die Stromanschlüsse 22 aufeinander zu gerichtet und jeweils in geringem Abstand zum Mittelsteg 14 angeordnet, ferner die Stromanschlüsse 23 aufeinander zu gerichtet und gleichfalls in geringem Abstand zum Mittelsteg 14 angeordnet.The respective battery cell 3 is such inside the battery module housing 2 or the middle part 7 arranged that their power connections 22 . 23 to at least one lateral side 10 respectively. 11 of the battery module 1 are directed. Specifically, the power connections 22 directed towards each other and in each case at a small distance to the central web 14 arranged, furthermore the power connections 23 directed towards each other and also at a small distance to the central web 14 arranged.

Das Ausführungsbeispiel nach der 3 unterscheidet sich von demjenigen nach den 1 und 2 nur dadurch, dass die beiden veranschaulichten Batteriezellen 3 um die Z-Achse um 180° gedreht angeordnet sind, sodass die eine Batteriezelle 3 mit ihren Stromanschlüssen 22, 23 der seitlichen Wandung 12 zugewandt ist und die andere Batteriezelle 3 mit ihren Stromanschlüssen 22, 23 der seitlichen Wandung 13 zugewandt ist.The embodiment of the 3 differs from the one after the 1 and 2 only in that the two illustrated battery cells 3 arranged around the Z-axis rotated by 180 °, so that the one battery cell 3 with their power connections 22 . 23 the lateral wall 12 is facing and the other battery cell 3 with their power connections 22 . 23 the lateral wall 13 is facing.

Das Ausführungsbeispiel gemäß der 4 unterscheidet sich von demjenigen nach den 1 bis 3 nur dadurch, dass das Mittelteil 7 keinen Mittelsteg 14 aufweist und das Mittelteil 7 der Aufnahme einer einzigen Batteriezelle 3 dient. Diese weist etwa eine doppelt so große Erstreckung in X-Richtung auf wie die Batteriezellen 3 gemäß der Ausführungsform nach den 1 bis 3. Diese größere Batteriezelle 3 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 4 weist benachbart der seitlichen Wandung 13 angeordnete Stromanschlüsse 22, 23 auf. Zwischen dieser Batteriezelle 3 und dem Mittelteil 7 ist im Bereich der Wandungen 8 und 9 entsprechend der wärmeleitende Stoff 21 vorgesehen.The embodiment according to the 4 differs from the one after the 1 to 3 only in that the middle part 7 no central pier 14 and the middle part 7 the inclusion of a single battery cell 3 serves. This has about twice as large extent in the X direction as the battery cells 3 according to the embodiment of the 1 to 3 , This larger battery cell 3 according to the embodiment according to 4 points adjacent to the lateral wall 13 arranged power connections 22 . 23 on. Between this battery cell 3 and the middle part 7 is in the area of the walls 8th and 9 according to the heat-conducting substance 21 intended.

Das Ausführungsbeispiel nach der 5 unterscheidet sich von demjenigen nach den 1 und 2 nur dadurch, dass die Temperierkanäle 6 nicht direkt in das Batteriemodulgehäuse 2 integriert sind, sondern durch zusätzliche Bauteile in Kombination mit dem Batteriemodulgehäuse 2 gebildet werden. Diese zusätzlichen Bauteile sind thermisch und/oder mechanisch mit dem Batteriemodulgehäuse 2 bzw. dem Mittelteil 7 verbunden. Es sind die Wandungen 8 und 9 des Mittelteils 7 dünner als bei dem anderen Ausführungsbeispiel ausgebildet und weisen keine Temperierkanäle 6 auf. In eine im Bereich der Wandungen 8 und 9 befindliche Vertiefung wird eine profilierte Abdeckplatte 24 bzw. 25 eingesetzt, die auf deren dem Mittelteil 7 zugewandten Seite mit diversen Nuten 26 versehen ist, sodass beim dichtenden Ineinanderfügen bzw. Verbinden der Abdeckplatte 24 mit der oberen Wandung 8 und der Abdeckplatte 25 mit der unteren Wandung 9 die Temperierkanäle 6 zwischen der jeweiligen Abdeckplatte 24 bzw. 25 und dem Mittelteil 7 gebildet werden.The embodiment of the 5 differs from the one after the 1 and 2 only in that the tempering channels 6 not directly into the battery module housing 2 but by additional components in combination with the battery module housing 2 be formed. These additional components are thermal and / or mechanical with the battery module housing 2 or the middle part 7 connected. It's the walls 8th and 9 of the middle section 7 Thinner than in the other embodiment formed and have no tempering 6 on. In one in the area of the walls 8th and 9 located depression is a profiled cover plate 24 respectively. 25 used on their middle part 7 facing side with various grooves 26 is provided so that when sealing nesting or connecting the cover plate 24 with the upper wall 8th and the cover plate 25 with the lower wall 9 the temperature control channels 6 between the respective cover plate 24 respectively. 25 and the middle part 7 be formed.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der 5 sind die Stromanschlüsse 22, 23 der jeweiligen Batteriezelle 3 somit benachbart dem Mittelsteg 14 angeordnet.In the embodiment of the 5 are the power connections 22 . 23 the respective battery cell 3 thus adjacent to the central pier 14 arranged.

Das Ausführungsbeispiel nach der 6 entspricht demjenigen gemäß 5, allerdings mit der Modifikation, dass die Batteriezellen 3 nicht mit deren Stromanschlüssen 22, 23 einander zugewandt, sondern abgewandt sind, wie es grundsätzlich zum Ausführungsbeispiel nach der 3 veranschaulicht ist.The embodiment of the 6 corresponds to that according to 5 However, with the modification that the battery cells 3 not with their power connections 22 . 23 facing each other, but are turned away, as is basically the embodiment of the 3 is illustrated.

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Claims (14)

Batteriemodul (1) zur Verwendung bei einer Hochvolt-Batterie eines Elektrofahrzeugs, wobei das Batteriemodul (1) ein Batteriemodulgehäuse (2) und mehrere vom Batteriemodulgehäuse (2) aufgenommene temperierbare Batteriezellen (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemodul (1) auf einer Oberseite (4) und einer Unterseite (5) Temperierkanäle (6) zum Führen eines temperierten Mediums aufweist, wobei die Temperierkanäle (6) entweder direkt in das Batteriemodulgehäuse (2) integriert sind oder durch zusätzliche Bauteile (24, 25) in Kombination mit dem Batteriemodulgehäuse (2) gebildet werden, sowie die Batteriezellen (3) derart innerhalb des Batteriemodulgehäuses (2) angeordnet sind, dass deren Stromanschlüsse (22, 23) zu mindestens einer seitlichen Seite (10, 11) des Batteriemoduls (1) ausgerichtet sind.Battery module (1) for use in a high-voltage battery of an electric vehicle, wherein the battery module (1) a battery module housing (2) and a plurality of battery module housing (2) accommodated temperature-controlled battery cells (3), characterized in that the battery module (1) an upper side (4) and a lower side (5) Temperierkanäle (6) for guiding a tempered medium, the Temperierkanäle (6) either directly into the battery module housing (2) are integrated or by additional components (24, 25) in combination with the battery module housing (2) are formed, and the battery cells (3) are arranged within the battery module housing (2) such that their power connections (22, 23) to at least one lateral side (10, 11) of the battery module (1) are aligned. Batteriemodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromanschlüsse (22, 23) der Batteriezellen (3) zu derselben seitlichen Seite (10 bzw. 11) oder zu einander abgewandten seitlichen Seiten (10, 11) ausgerichtet sind.Battery module after Claim 1 , characterized in that the power connections (22, 23) of the battery cells (3) to the same lateral side (10 or 11) or facing away from each other lateral sides (10, 11) are aligned. Batteriemodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromanschlüsse (22, 23) der Batteriezellen (3) auf einander zugewandten Seiten der Batteriezellen (3) oder auf einander abgewandten Seiten der Batteriezellen (3) angeordnet sind.Battery module after Claim 1 or 2 , characterized in that the power connections (22, 23) of the battery cells (3) on mutually facing sides of the battery cells (3) or on opposite sides of the battery cells (3) are arranged. Batteriemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (3) als prismatische Batteriezellen, insbesondere quaderförmige Batteriezellen ausgebildet sind.Battery module according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the battery cells (3) are designed as prismatic battery cells, in particular cuboid battery cells. Batteriemodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Batteriezelle (3) eine Bodenfläche (15), eine parallel zu dieser angeordnete Deckfläche (16) sowie zwischen Bodenfläche (15) und Deckfläche (16) angeordnete Seitenflächen (17, 18, 19, 20) aufweist, wobei die Stromanschlüsse (22, 23) im Bereich der Deckfläche (16) angeordnet sind.Battery module after Claim 4 , characterized in that the respective battery cell (3) has a bottom surface (15), a cover surface (16) arranged parallel thereto, and side surfaces (17, 18, 19, 20) arranged between bottom surface (15) and top surface (16), wherein the power connections (22, 23) in the region of the top surface (16) are arranged. Batteriemodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei parallel zueinander angeordnete große Seitenflächen (19, 20) und zwei parallel zueinander angeordnete, diese beiden Seitenflächen (19, 20) verbindende kleinere Seitenflächen (17, 18) vorgesehen sind, wobei die eine kleinere Seitenfläche (18) oben und die andere kleine Seitenfläche (17) unten angeordnet ist.Battery module after Claim 5 , characterized in that two mutually parallel large side surfaces (19, 20) and two mutually parallel, these two side surfaces (19, 20) connecting smaller side surfaces (17, 18) are provided, wherein a smaller side surface (18) above and the other small side surface (17) is disposed below. Batteriemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Batteriemodulgehäuse (2) einen Mittelsteg (14) aufweist, der das Batteriemodulgehäuse (2) in zwei Batteriezellaufnahmeräume unterteilt.Battery module according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that battery module housing (2) has a central web (14) which divides the battery module housing (2) into two battery cell receiving spaces. Batteriemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemodulgehäuse (2) zumindest einen ein- oder mehrteiligen Mittelteil (7) aufweist, wobei der Mittelteil (7) die Batteriezellen (3) zumindest in vier Richtungen umschließt.Battery module according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the battery module housing (2) has at least one single or multi-part central part (7), wherein the central part (7) surrounds the battery cells (3) at least in four directions. Batteriemodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierkanäle (6) entweder direkt in das Mittelteil (7) integriert sind oder durch die zusätzlichen Bauteile (24, 25), in Kombination mit dem Mittelteil (7), gebildet werden.Battery module after Claim 8 , characterized in that the Temperierkanäle (6) are either integrated directly into the central part (7) or by the additional components (24, 25), in combination with the central part (7) are formed. Batteriemodul nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelteil (7) aus einem zumindest teilweise aus einem extrudierten und/oder in einem kontinuierlichen Fertigungsprozess hergestellten Batteriemodulgehäuseprofil besteht.Battery module after Claim 8 or 9 , characterized in that the central part (7) consists of an at least partially made of an extruded and / or produced in a continuous manufacturing process battery module housing profile. Batteriemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Batteriemodulgehäuse (2) ein Crash-Querlastpfad gebildet ist.Battery module according to one of Claims 1 to 10 , characterized in that a crash transverse load path is formed by the battery module housing (2). Batteriemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemodulgehäuse (2) im Bereich der Temperierkanäle (6) doppelwandig ausgebildet ist.Battery module according to one of Claims 1 to 11 , characterized in that the battery module housing (2) in the region of the temperature control channels (6) is double-walled. Batteriemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemodulgehäuse (2), insbesondere das Batteriemodulgehäuseprofil aus Leichtmetall oder Kunststoff oder faserverstärktem Kunststoff oder einem Faser-Kunststoff-Verbund besteht.Battery module according to one of Claims 1 to 12 , characterized in that the battery module housing (2), in particular the battery module housing profile made of light metal or plastic or fiber-reinforced plastic or a fiber-plastic composite. Batteriemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Batteriezellen (3) und dem Batteriemodulgehäuse (2) ein den Abstand zwischen diesen überbrückender wärmeleitender Stoff (21), insbesondere eine Wärmeleitpaste oder ein Wärmeleitharz oder ein Wärmeleitpad angeordnet ist.Battery module according to one of Claims 1 to 13 , characterized in that between the battery cells (3) and the battery module housing (2) a distance between them bridging heat-conducting material (21), in particular a thermal paste or a heat conducting resin or a heat conducting pad is arranged.
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