DE102018218353A1 - Batteriemodul und Batteriesystem - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul (1) mit mehreren zylinderförmigen Batteriezellen (2), aufweisend einen Kühlkörper (3) mit einem Kühlfluideingang (4) zum Zuführen eines Kühlfluids, zum Kühlen der Batteriezellen (2), in ein Kühlvolumen (6) des Kühlkörpers (3), einem Kühlfluidausgang (5) zum Abführen des Kühlfluids aus dem Kühlvolumen (6) des Kühlkörpers (3), und wenigstens einen Parallelblechabschnitt (7a, 7b) für eine Parallelverbindung zwischen den Batteriezellen (2), wobei der Kühlfluideingang (4) und/oder der Kühlfluidausgang (5) stoffschlüssig mit dem wenigstens einen Parallelblechabschnitt (7a, 7b) verbunden ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Batteriesystem (11) mit mehreren erfindungsgemäßen Batteriemodulen (1, 1').

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriemodul mit mehreren zylinderförmigen Batteriezellen, aufweisend einen Kühlkörper mit einem Kühlfluideingang zum Zuführen eines Kühlfluids, zum Kühlen der Batteriezellen, in ein Kühlvolumen des Kühlkörpers, einem Kühlfluidausgang zum Abführen des Kühlfluids aus dem Kühlvolumen des Kühlkörpers, und wenigstens einen Parallelblechabschnitt für eine Parallelverbindung zwischen den Batteriezellen. Die Erfindung betrifft ferner ein Batteriesystem
  • Stand der Technik
  • Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren zum Kühlen von Batteriezellen bekannt. Zur Kühlung wird in der Regel ein Kühlfluid verwendet, das durch ein Kühlvolumen eines Batteriemoduls, in welchem die Batteriezellen angeordnet sind, hindurch gefördert wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden nun ein sowohl hinsichtlich der Kühlfluidführung zwischen mehreren Batteriemodulen als auch der elektrischen Kontaktierung zwischen mehreren Batteriemodulen verbessertes Batteriemodul gemäß Anspruch 1 sowie ein entsprechend verbessertes Batteriesystem gemäß Anspruch 9 mit mehreren Batteriemodulen vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den Unteransprüchen und den Figuren. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem Batteriemodul beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Batteriesystem und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Batteriemodul mit mehreren zylinderförmigen Batteriezellen bereitgestellt. Das Batteriemodul weist einen Kühlkörper mit einem Kühlfluideingang zum Zuführen eines Kühlfluids, zum Kühlen der Batteriezellen, in ein Kühlvolumen des Kühlkörpers, einem Kühlfluidausgang zum Abführen des Kühlfluids aus dem Kühlvolumen des Kühlkörpers, und wenigstens einen Parallelblechabschnitt für eine Parallelverbindung zwischen den Batteriezellen, auf. Der Kühlfluideingang und/oder der Kühlfluidausgang sind erfindungsgemäß stoffschlüssig mit dem wenigstens einen Parallelblechabschnitt verbunden. Genauer gesagt ist der Kühlfluideingang mit einem ersten Parallelblechabschnitt und/oder der Kühlfluidausgang ist mit einem zweiten Parallelblechabschnitt verbunden. Der erste Parallelblechabschnitt ist für eine elektrische Parallelverbindung der Pluspole der Batteriezellen miteinander bereitgestellt und der zweite Parallelblechabschnitt ist für eine elektrische Parallelverbindung der Minuspole der gleichen Batteriezellen miteinander bereitgestellt. Gleichwohl können die Polaritäten bzw. die Parallelblechabschnitte auch vertauscht angeordnet sein.
  • Dadurch, dass der Kühlfluideingang und insbesondere auch der Kühlfluidausgang stoffschlüssig, bspw. verschweißt, bevorzugt einstückig bzw. monolithisch, mit dem wenigstens einen Parallelblech verbunden sind, kann ein doppelter Vorteil erzielt werden. Zum einen kann die elektrische Kontaktierung zwischen zwei Batteriemodulen direkt über den Kühlfluideingang und den Kühlfluidausgang realisiert werden. Zudem kann die aus dem Stand der Technik bekannte kraftschlüssige elektrische Kontaktierung zwischen den Batteriemodulen durch eine stoffschlüssige Kontaktierung substituiert werden. Der Kühlfluidausgang und der Kühlfluideingang sind hierzu bevorzugt aus dem gleichen Material wie das wenigstens eine Parallelblech ausgestaltet. Ferner sind der Kühlfluidausgang und der Kühlfluideingang bevorzugt rohrförmig ausgestaltet, wobei die Rohrform nicht auf eine kreisrunde Rohrform beschränkt betrachtet werden soll.
  • Die stoffschlüssige elektrische Verbindung ist grundsätzlich zuverlässiger als eine kraftschlüssige Verbindung und weist, bei gleichem Querschnitt, einen geringeren elektrischen Widerstand auf. Durch die direkte Kühlung der elektrischen Stromleiter im Batteriemodul können diese leicht, kompakt und somit kostensparend ausgeführt werden. Da sich Temperaturunterschiede in Kupfer, aus welchem das wenigstens eine Parallelblech, der Kühlfluidausgang sowie der Kühlfluideingang vorzugsweise bestehen oder welches diese Bauteile zumindest überwiegend aufweisen, außerdem schnell ausgleichen, kann das Batteriemodul sowie ein Batteriesystem mit mehreren Batteriemodulen effizient und kostengünstig thermisch homogenisiert werden.
  • Durch die funktionale Integration von Fluidführung und elektrischer Kontaktierung zwischen den Batteriemodulen in einem Bauteil entfallen bisher erforderliche zusätzliche Komponenten. Dies führt zu einer Verringerung der Systemkosten und einer Erhöhung der Zuverlässigkeit des Systems. Durch die einfache Möglichkeit der Integration einer elektrischen Schmelzsicherung für jede einzelne Batteriezelle sind darüber hinaus die Vorteile einer Einzelzellabschaltung hergestellt. Die Anzahl der notwendigen Dichtungen zum Abdichten des Kühlvolumens gegenüber der Umgebung des Kühlkörpers kann deutlich reduziert, ggf. mehr als halbiert werden.
  • Insgesamt trägt die erfindungsgemäße Bauweise auch zu einer Reduzierung des Gesamtgewichts des Batteriesystems bei. Dies ist insbesondere bei mobilen Anwendungen von Vorteil. Hierbei ist zu erwähnen, dass unter dem Batteriemodul insbesondere ein Hochspannungs-Batteriemodul zur Stromversorgung eines Elektromotors zum Antreiben eines Elektrofahrzeugs zu verstehen ist.
  • Das Batteriemodul kann mehrere Kühlfluideingänge und mehrere Kühlfluidausgänge aufweisen, die jeweils auf die erfindungsgemäße Art stoffschlüssig mit dem wenigstens einen Parallelblech verbunden sind. Dadurch kann eine noch zuverlässigere, formschlüssige Verbindung zwischen mehreren Batteriemodulen im Rahmen eines Verbindungsprozesses der Batteriemodule miteinander hergestellt werden.
  • Unter einem Parallelblech ist ein plattenförmiger Körper zu verstehen, der aus Metall oder einem anderen elektrisch leitfähigen Material besteht. Das wenigstens eine Parallelblech kann als geschlossener bzw. durchgehender oder als perforierter Körper bzw. gelochter Körper mit Durchgangsöffnungen bereitgestellt sein. Das wenigstens eine Parallelblech kann auch in Form einer Sammelschiene ausgestaltet sein. Die Kühlflüssigkeit ist elektrisch isolierend und chemisch stabil, zumindest bis zu einer Spannung von 1.000 V oder höher.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bei einem Batteriemodul möglich, dass der wenigstens eine Parallelblechabschnitt einen ersten Parallelblechabschnitt für eine Parallelverbindung der Pluspole der Batteriezellen miteinander und einen zweiten Parallelblechabschnitt für eine Parallelverbindung der Minuspole der Batteriezellen miteinander aufweist, wobei der Kühlfluidausgang stoffschlüssig mit dem ersten Parallelblechabschnitt verbunden ist und der Kühlfluideingang stoffschlüssig mit dem zweiten Parallelblechabschnitt verbunden ist. Durch diese Anordnung der Parallelblechabschnitte und der zugehörigen Kühlfluidanschlüsse bzw. dem Kühlfluidausgang und dem Kühlfluideingang ist es möglich, eine grundsätzlich beliebige Anzahl von Batteriemodulen auf einfache und zuverlässige Art sowohl in Kühlfluidverbindung miteinander zu bringen als auch elektrisch miteinander zu verbinden, genauer gesagt in Reihe zu schalten. In einer alternativen Ausgestaltungsvariante kann der wenigstens eine Parallelblechabschnitt einen ersten Parallelblechabschnitt für eine Parallelverbindung der Minuspole der Batteriezellen miteinander und einen zweiten Parallelblechabschnitt für eine Parallelverbindung der Pluspole der Batteriezellen miteinander aufweisen, wobei der Kühlfluidausgang stoffschlüssig mit dem zweiten Parallelblechabschnitt verbunden ist und der Kühlfluideingang stoffschlüssig mit dem ersten Parallelblechabschnitt verbunden ist.
  • Weiterhin ist es möglich, dass bei einem Batteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung der Kühlfluideingang an einer Unterseite des Batteriemoduls ausgestaltet ist und der Kühlfluidausgang an einer Oberseite des Batteriemoduls ausgestaltet ist, wobei der Kühlfluideingang und der Kühlfluidausgang mit Blick auf einen Querschnitt des Kühlkörpers an diagonal zueinander angeordneten Eckbereichen des Kühlkörpers angeordnet sind. Dadurch lässt sich auf einfache Weise ein besonders stabiler Verbund zwischen mehreren Batteriemodulen erzielen. Durch die diagonale Anordnung kann ferner erreicht werden, dass das Kühlfluid das Kühlvolumen der Kühlkörper jeweils möglichst vollständig durchströmt. Bei einem besonders bevorzugten Batteriemodul ist der Kühlfluideingang an einer Unterseite des Batteriemoduls mittig in einem Randbereich auf der Unterseite ausgestaltet und der Kühlfluidausgang ist mittig an einer Oberseite im Randbereich des Batteriemoduls ausgestaltet. Dadurch kann eine besonders gleichmäßige Durchströmung der Kühlvolumina der Kühlkörper mit dem Kühlfluid erreicht werden.
  • Darüber hinaus können bei einem erfindungsgemäßen Batteriemodul der Kühlfluideingang und der Kühlfluidausgang jeweils vom Kühlkörper hervorstehen. Dadurch können mehrere Batteriemodule besonders einfach miteinander verbunden werden, d. h., in Fluidverbindung sowie in elektrischen Kontakt miteinander gebracht werden. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Batteriemodulen mussten bisher stehts sämtliche Batteriezellen des einen Batteriemoduls mit sämtlichen Batteriezellen des anderen Batteriemoduls durch die einleitend beschriebenen Verbindungskronen in Formschluss gebracht werden, um die gewünschte elektrische Kontaktierung zwischen den beiden Batteriemodulen herzustellen. Vorliegend müssen lediglich der elektrisch leitfähige Kühlfluidausgang bzw. ein entsprechendes Verbindungsrohr des einen Batteriemoduls mit dem elektrisch leitfähigen Kühlfluideingang des anderen Batteriemoduls bzw. einem entsprechenden Verbindungsrohr, das vorzugsweise komplementär zum Verbindungsrohr des ersten Batteriemoduls ausgestaltet ist, in Kontakt, insbesondere in Formschluss, gebracht werden. Sobald der Kontakt hergestellt ist, können der elektrisch leitfähige Kühlfluidausgang des einen bzw. ersten Batteriemoduls mit dem elektrisch leitfähigen Kühlfluideingang des anderen bzw. zweiten Batteriemoduls miteinander verschweißt oder anders stoffschlüssig miteinander verbunden werden.
  • Zudem kann ein Außenumfangsabschnitt des Kühlfluideingangs bei einem Batteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung komplementär zu einem Innenumfangsabschnitt des Kühlfluidausgangs ausgestaltet sein. Wie bereits vorstehend erwähnt, können dadurch gemäß einem Baukastenprinzip beliebig viele Batteriemodule auf die erfindungsgemäße Weise miteinander verbunden werden. Genauer gesagt kann stets ein Batteriemodul mit einem Kühlfluidausgang zur Herstellung einer Kühlfluidverbindung sowie einer elektrischen Kontaktierung mit einem weiteren Batteriemodul mit einem Kühlfluideingang des weiteren Batteriemoduls verbunden werden. Die Verbindung zwischen den Batteriemodulen kann durch die komplementäre Ausgestaltung der Fluidanschlüsse zunächst auf einfache Weise formschlüssig hergestellt werden. Für einen noch besseren Halt zwischen den Batteriemodulen und/oder ein noch zuverlässigeres Zusammenfügen der Batteriemodule können am Kühlfluideingang und/oder am Kühlfluidausgang jeweils ein Rastabschnitt und/oder eine komplementäre Rastaufnahme ausgestaltet sein. Dadurch kann bei einem Zusammenbauprozess von mehreren Batteriemodulen schnell, einfach und zuverlässig erkannt werden, ob sich die Batteriemodule in der gewünschten Zusammenbauposition befinden oder nicht. Anschließend können der Kühlfluidausgang des einen Batteriemoduls und der Kühlfluideingang des zweiten Batteriemoduls noch miteinander verschweißt werden. Unter der komplementären Ausgestaltung ist eine komplementäre oder zumindest im Wesentlichen komplementäre Ausgestaltung zu verstehen. D. h., es kann durchaus noch ein Spiel zwischen bspw. einer Außenumfangsfläche des Kühlfluidausgangs und einer Innenumfangsfläche des Kühlfluideingangs oder zwischen einer Innenumfangsfläche des Kühlfluidausgangs und einer Außenumfangsfläche des Kühlfluideingangs vorhanden sein. Von besonderem Vorteil kann es sein, wenn die komplementären Wandabschnitte des Kühlfluideingangs und des Kühlfluidausgangs jeweils rund ausgestaltet sind bzw. einen kreisrunden Querschnitt aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass bei einem Batteriemodul die Batteriezellen vollständig oder im Wesentlichen vollständig innerhalb des Kühlkörpers bzw. innerhalb des Kühlvolumens angeordnet sind. Aufgrund der elektrischen Kontaktierung zwischen den Batteriemodulen über die Fluidleitungen ist es nicht mehr erforderlich, dass Polenden der Batteriezellen aus dem Kühlkörper herausschauen. Dadurch kann das Batteriemodul besonders platzsparend bereitgestellt werden. Darüber hinaus sind dadurch, wie vorstehend bereits erwähnt, deutlich weniger Dichtungen als bei herkömmlichen Systemen erforderlich. Dadurch kann das Batteriemodul besonders Fluiddicht bereitgestellt werden. Dadurch, dass die Batteriezellen vollständig oder im Wesentlichen vollständig innerhalb des Kühlkörpers angeordnet sind, kann das Kühlmittel die Batteriezellen besonders großflächig umströmen. Hierzu können die Batteriezellen bspw. durch Verbindungsdrähte mit den Parallelblechen in elektrischer Verbindung steht. D. h., zwischen einem Pol, insbesondere einem Pluspol, einer Batteriezelle und dem wenigstens einen Parallelblech kann bspw. jeweils ein Verbindungsdraht für eine elektrische Verbindung zwischen dem Pol und dem wenigstens einen Parallelblech ausgestaltet sein, während der Pol bzw. die Batteriezelle an dieser Stelle vom Parallelblech beabstandet ist. Der Verbindungsdraht kann jeweils in Form eines Dickdrahtbonds zur Überstromsicherung ausgestaltet sein.
  • Darüber hinaus können bei einem erfindungsgemäßen Batteriemodul zwischen den Batteriezellen und dem wenigstens einen Parallelblechabschnitt Abstandshalter zum Beabstanden der Batteriezellen voneinander sowie der Batteriezellen von dem wenigstens einen Parallelblechabschnitt ausgestaltet sein. Unter den Abstandshaltern sind insbesondere elektrisch isolierende Abstandshalter, zum Beabstanden der Batteriezellen voneinander sowie zum Beabstanden der Batteriezellen zumindest mit einem Pol, insbesondere dem Pluspol, vom wenigstens einen Parallelblech, zu verstehen. Die Abstandshalter stehen mithin sowohl mit zwei benachbarten Batteriezellen als auch mit einem Parallelblech in Kontakt und sorgen dafür, dass die Batteriezellen möglichst großflächig von Kühlfluid umspült werden können, und dies bei gleichzeitig stabiler Lagerung der Batteriezellen im Batteriemodul.
  • Ferner ist es möglich, dass der Kühlfluideingang und/oder der Kühlfluidausgang bei einem erfindungsgemäßen Batteriemodul jeweils durch eine Durchgangsöffnung im Kühlkörper aus dem Kühlkörper hervorstehen, wobei zwischen einer Innenumfangsfläche der Durchgangsöffnung und einer Außenumfangsfläche des Kühlfluideingangs und/oder einer Außenumfangsfläche des Kühlfluidausgangs jeweils ein Dichtmittel zum Abdichten des Kühlvolumens gegenüber der Umgebung des Kühlkörpers ausgestaltet ist. So kann der bevorzugt jeweils als Kupferrohr ausgestaltete Kühlfluidausgang und/oder Kühlfluideingang mit einer runden Dichtung, bspw. in Form eines O-Ringes, von Innen gegen den Kühlkörper abgedichtet sein. D. h., das Dichtmittel ist bevorzugt auch an einer Innenwandung des Kühlkörpers ausgestaltet. Eine Vorspannung der Ringdichtung kann von außen bspw. durch eine in den Kühlfluideingang und/oder Kühlfluidausgang integrierte Raste erfolgen. Ein solches Dichtmittel ist besonders kostengünstig und einfach realisierbar. Das Dichtmittel kann alternativ auch in Form einer Schweißnaht, einer Lötstelle und/oder einer Verklebung realisiert sein. Ein solches Dichtmittel weist eine besonders hohe Robustheit und eine entsprechende Langlebigkeit auf.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Batteriesystem mit einem ersten Batteriemodul sowie einem zweiten Batteriemodul bereitgestellt, wobei das erste Batteriemodul und das zweite Batteriemodul jeweils gemäß einem wie vorstehend im Detail beschriebenen Batteriemodul ausgestaltet sind. Das erste Batteriemodul weist einen ersten Kühlfluideingang und einen ersten Kühlfluidausgang auf. Das zweite Batteriemodul weist einen zweiten Kühlfluideingang und einen zweiten Kühlfluidausgang auf. Das erste Batteriemodul und das zweite Batteriemodul stehen durch den ersten Kühlfluideingang und den zweiten Kühlfluidausgang in Kühlfluidverbindung miteinander und sind durch den ersten Kühlfluideingang und den zweiten Kühlfluidausgang elektrisch zueinander in Reihe geschaltet. Damit bringt das erfindungsgemäße Batteriesystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Batteriemodul beschrieben worden sind.
  • Das Batteriesystem ist vorzugsweise in Form eines Hochvolt-Batteriesystems zur Stromversorgung eines Elektromotors zum Antreiben eines Elektrofahrzeugs ausgestaltet. An einem Ende und/oder Anfang des Batteriesystems bzw. eines ersten und/oder letzten Batteriemoduls im Batteriesystem kann zur Potentialtrennung ein Kunststoffschlauch auf den Kühlfluideingang bzw. den Kühlfluidausgang, der bevorzugt in Form eines Metallrohrs, insbesondere als Kupferrohr, ausgestaltet ist, gesteckt sein. Der erste Kühlfluideingang des ersten Batteriemoduls kann mit dem zweiten Kühlfluidausgang des zweiten Batteriemoduls verschweißt sein. Eine Verklebung ist auch möglich. Diese bietet Vorteile hinsichtlich des Gewichts sowie für den Herstellungsprozess des Batteriesystems.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Figuren hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Ansicht eines Batteriesystems mit zwei Batteriemodulen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
    • 2 eine perspektivische Ansicht eines in 1 dargestellten Batteriesystems.
  • Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 und 2 jeweils mit demselben Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt ein Batteriesystem 11 in Form eines Hochvolt-Batteriesystems zur Stromversorgung eines Elektromotors zum Antreiben eines Elektrofahrzeugs. Das Batteriesystem weist ein erstes Batteriemodul 1 sowie ein zweites Batteriemodul 1' auf, wobei das erste Batteriemodul 1 einen ersten Kühlfluideingang 4 und einen ersten Kühlfluidausgang 5 aufweist und das zweite Batteriemodul einen zweiten Kühlfluideingang 4' und einen zweiten Kühlfluidausgang 5' aufweist. Das erste Batteriemodul 1 und das zweite Batteriemodul 1' stehen durch den ersten Kühlfluideingang 4 und den zweiten Kühlfluidausgang 5' in Kühlfluidverbindung miteinander und sind durch diese auch elektrisch zueinander in Reihe geschaltet.
  • Die Batteriemodule 1, 1' weisen jeweils mehrere zylinderförmige Batteriezellen 2, 2' auf. Ferner weisen die Batteriemodule 1, 1' jeweils einen Kühlkörper 3, 3' mit einem Kühlfluideingang 4, 4' zum Zuführen eines Kühlfluids, zum Kühlen der Batteriezellen 2, 2', in ein Kühlvolumen 6, 6' des Kühlkörpers 3, und einem Kühlfluidausgang 5, 5' zum Abführen des Kühlfluids aus dem Kühlvolumen 6, 6' des Kühlkörpers 3, 3' auf.
  • Die Batteriemodule 1, 1' weisen ferner jeweils einen ersten Parallelblechabschnitt 7a, 7a' für eine Parallelverbindung der Pluspole der Batteriezellen 2, 2' miteinander und einen zweiten Parallelblechabschnitt 7b, 7b' für eine Parallelverbindung der Minuspole der Batteriezellen 2, 2' miteinander auf.
  • Gemäß 1 ist der erste Kühlfluidausgang 5 stoffschlüssig mit dem ersten Parallelblechabschnitt 7a verbunden und der erste Kühlfluideingang 4 ist stoffschlüssig mit dem zweiten Parallelblechabschnitt 7b verbunden. Entsprechend ist der zweite Kühlfluidausgang 5' stoffschlüssig mit dem ersten Parallelblechabschnitt 7a' verbunden und der zweite Kühlfluideingang 4' ist stoffschlüssig mit dem zweiten Parallelblechabschnitt 7b' verbunden.
  • Der erste Kühlfluideingang 4 ist an einer Unterseite des ersten Batteriemoduls 1 bzw. des Kühlkörpers 3 ausgestaltet und der erste Kühlfluidausgang 5 an einer Oberseite des Batteriemoduls 1 bzw. des Kühlkörpers 3 ausgestaltet. Entsprechend ist der zweite Kühlfluideingang 4' an einer Unterseite des zweiten Batteriemoduls 1' bzw. des Kühlkörpers 3' ausgestaltet und der zweite Kühlfluidausgang 5' ist an einer Oberseite des zweiten Batteriemoduls 1' bzw. des Kühlkörpers 3' ausgestaltet.
  • Der Kühlfluideingang 4, 4' und der Kühlfluidausgang 5, 5' sind mit Blick auf einen Querschnitt des Kühlkörpers 3, 3' jeweils an diagonal zueinander angeordneten Eckbereichen des Kühlkörpers 3, 3' angeordnet. Wie in 1 gezeigt, stehen der Kühlfluideingang 4, 4' und der Kühlfluidausgang 5, 5' jeweils vom Kühlkörper 3, 3' vorsprungsartig hervor.
  • Wie im vergrößerten Ausschnitt der 1 im Detail dargestellt, ist der Außenumfangsabschnitt 8 des ersten Kühlfluideingangs 4 komplementär zum Innenumfangsabschnitt 9' des zweiten Kühlfluidausgangs 5' ausgestaltet. Das Spiel zwischen dem Außenumfangsabschnitt 8 und dem Innenumfangsabschnitt 9' ist in 1 zu Erläuterungszwecken relativ groß eingezeichnet und kann in einer tatsächlichen Ausführungsform deutlich kleiner ausfallen. Der Innenumfangsabschnitt 9 des ersten Batteriemoduls 1 und der Außenumfangsabschnitt 8' des zweiten Batteriemoduls 1' liegen in 1 frei, könnten jedoch mit weiteren Batteriemodulen verbunden werden.
  • Zudem kann in 1 erkannt werden, dass die Batteriezellen 2' jeweils vollständig innerhalb des Kühlkörpers 3, 3' angeordnet sind. Zwischen den Batteriezellen 2, 2' und den Parallelblechabschnitten 7a, 7a' in der Nähe der Pluspole der Batteriezellen 2, 2' sind jeweils Abstandshalter 10, 10' zum Beabstanden der Batteriezellen 2, 2' voneinander sowie der Batteriezellen 2, 2' von den Parallelblechabschnitten 7a, 7a' ausgestaltet.
  • Der Kühlfluideingang 4, 4' und der Kühlfluidausgang 5, 5' stehen jeweils durch eine Durchgangsöffnung im Kühlkörper 3, 3' aus dem Kühlkörper 3, 3' hervor, wobei zwischen einer Innenumfangsfläche der Durchgangsöffnungen und einer Außenumfangsfläche des Kühlfluideingangs 4, 4' sowie einer Außenumfangsfläche des Kühlfluidausgangs 5, 5' jeweils ein Dichtmittel zum Abdichten des Kühlvolumens 6, 6' gegenüber der Umgebung des Kühlkörpers 3, 3' ausgestaltet ist.
  • Die Erfindung lässt neben den dargestellten Ausführungsformen weitere Gestaltungsgrundsätze zu. D. h., die Erfindung soll nicht auf die zu den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt betrachtet werden.

Claims (10)

  1. Batteriemodul (1) mit mehreren zylinderförmigen Batteriezellen (2), aufweisend einen Kühlkörper (3) mit einem Kühlfluideingang (4) zum Zuführen eines Kühlfluids, zum Kühlen der Batteriezellen (2), in ein Kühlvolumen (6) des Kühlkörpers (3), einem Kühlfluidausgang (5) zum Abführen des Kühlfluids aus dem Kühlvolumen (6) des Kühlkörpers (3), und wenigstens einen Parallelblechabschnitt (7a, 7b) für eine Parallelverbindung zwischen den Batteriezellen (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlfluideingang (4) und/oder der Kühlfluidausgang (5) stoffschlüssig mit dem wenigstens einen Parallelblechabschnitt (7a, 7b) verbunden sind.
  2. Batteriemodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Parallelblechabschnitt einen ersten Parallelblechabschnitt (7a) für eine Parallelverbindung der Pluspole der Batteriezellen (2) miteinander und einen zweiten Parallelblechabschnitt (7b) für eine Parallelverbindung der Minuspole der Batteriezellen (2) miteinander aufweist, wobei der Kühlfluidausgang (5) stoffschlüssig mit dem ersten Parallelblechabschnitt (7a) verbunden ist und der Kühlfluideingang (4) stoffschlüssig mit dem zweiten Parallelblechabschnitt (7b) verbunden ist.
  3. Batteriemodul (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlfluideingang (4) an einer Unterseite des Batteriemoduls (1) ausgestaltet ist und der Kühlfluidausgang (5) an einer Oberseite des Batteriemoduls (1) ausgestaltet ist, wobei der Kühlfluideingang (4) und der Kühlfluidausgang (5) mit Blick auf einen Querschnitt des Kühlkörpers (3) an diagonal zueinander angeordneten Eckbereichen des Kühlkörpers (3) angeordnet sind.
  4. Batteriemodul (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlfluideingang (4) und der Kühlfluidausgang (5) jeweils vom Kühlkörper (3) hervorstehen.
  5. Batteriemodul (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenumfangsabschnitt (8) des Kühlfluideingangs (4) komplementär zu einem Innenumfangsabschnitt (9) des Kühlfluidausgangs (5) ausgestaltet ist.
  6. Batteriemodul (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (2) vollständig innerhalb des Kühlkörpers (3) angeordnet sind.
  7. Batteriemodul (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Batteriezellen (2) und dem wenigstens einen Parallelblechabschnitt (7a, 7b) Abstandshalter (10) zum Beabstanden der Batteriezellen (2) voneinander sowie der Batteriezellen (2) von dem wenigstens einen Parallelblechabschnitt (7a, 7b) ausgestaltet sind.
  8. Batteriemodul (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlfluideingang (4) und/oder der Kühlfluidausgang (5) jeweils durch eine Durchgangsöffnung im Kühlkörper (3) aus dem Kühlkörper hervorstehen, wobei zwischen einer Innenumfangsfläche der Durchgangsöffnung und einer Außenumfangsfläche des Kühlfluideingangs (4) und/oder einer Außenumfangsfläche des Kühlfluidausgangs (5) jeweils ein Dichtmittel zum Abdichten des Kühlvolumens (6) gegenüber der Umgebung des Kühlkörpers (3) ausgestaltet ist.
  9. Batteriesystem (11) mit einem ersten Batteriemodul (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche sowie einem zweiten Batteriemodul (1') nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das erste Batteriemodul (1) einen ersten Kühlfluideingang (4) und einen ersten Kühlfluidausgang (5) aufweist und das zweite Batteriemodul einen zweiten Kühlfluideingang (4') und einen zweiten Kühlfluidausgang (5') aufweist, und wobei das erste Batteriemodul (1) und das zweite Batteriemodul (1') durch den ersten Kühlfluideingang (4) und den zweiten Kühlfluidausgang (5') in Kühlfluidverbindung miteinander stehen sowie elektrisch zueinander in Reihe geschaltet sind.
  10. Batteriesystem (1) nach Anspruch 9, das in Form eines Hochvolt-Batteriesystems zur Stromversorgung eines Elektromotors zum Antreiben eines Elektrofahrzeugs ausgestaltet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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