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Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle, welche eine Elektrodeneinheit mit einer mit einem negativen Terminal verbundenen Anode und mit einer mit einem positiven Terminal verbundenen Kathode umfasst, und welche ein Zellengehäuse umfasst, in welchem die Elektrodeneinheit angeordnet ist, und welches prismatisch ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Batteriemodul, welches eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Batteriezellen umfasst.
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Stand der Technik
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Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft vermehrt elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge zum Einsatz kommen werden. In solchen Elektrofahrzeugen werden aufladbare Batterien eingesetzt, vorwiegend um elektrische Antriebseinrichtungen mit elektrischer Energie zu versorgen. Für solche Anwendungen eignen sich insbesondere Lithium-Batteriezellen. Lithium-Batteriezellen zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus. Mehrere derartige Lithium-Batteriezellen werden elektrisch seriell als auch parallel miteinander verschaltet und zu Batteriemodulen verbunden. Ein Batteriesystem des Elektrofahrzeugs umfasst mehrere derartig ausgebildete und miteinander verschaltete Batteriemodule.
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Lithium-Ionen-Batteriezellen weisen beispielsweise einen flüssigen Elektrolyt auf. Lithium-Batteriezellen neuartiger Technologien weisen Festkörperelektrolyte auf und haben verhältnismäßig hohe Energiedichten. Die chemischen Bestandteile von solchen Lithium-Batteriezellen sind hoch aktiv, können aber nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs, beispielsweise oberhalb von 80°C und unterhalb von 90°C, optimal betrieben werden. Batteriesysteme mit derartigen Lithium-Batteriezellen werden auch als Mitteltemperaturbatterien (Mid-T-Batterien) bezeichnet und haben außerhalb des besagten Temperaturbereichs einen verhältnismäßig hohen elektrischen Innenwiderstand. Deshalb können Mitteltemperaturbatterien außerhalb dieses Temperaturbereichs nicht optimal betrieben werden.
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Ein Batteriesystem eines Elektrofahrzeugs umfasst also mehrere Batteriemodule, welche sich wiederrum aus mehreren Batteriezellen zusammensetzen. Die Batteriezellen weisen ein Zellengehäuse auf, in welchem eine Elektrodeneinheit angeordnet ist. Die Batteriemodule weisen einen Modulrahmen auf, welcher die Batteriezellen umgibt. Der Modulrahmen bietet neben der höheren Crashsicherheit auch Schutz vor der ungewollten Berührung mit stromführenden Teilen der Batteriemodule.
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Aus dem Dokument
DE 10 2016 213 221 A1 ist eine gattungsgemäße Batteriezelle bekannt. Die Batteriezelle weist ein Zellengehäuse auf, welches prismatisch, insbesondere quaderförmig ausgebildet ist. Die Elektrodeneinheit ist in dem Zellengehäuse angeordnet.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird eine Batteriezelle vorgeschlagen, welche eine Elektrodeneinheit mit einer mit einem negativen Terminal elektrisch verbundenen Anode und mit einer mit einem positiven Terminal elektrisch verbundenen Kathode umfasst. Die Batteriezelle umfasst auch ein Zellengehäuse, in welchem die Elektrodeneinheit angeordnet ist, und welches prismatisch ausgebildet ist.
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Die Batteriezelle ist beispielsweise als Mitteltemperaturbatteriezelle mit einem Festkörperelektrolyt ausgeführt. Somit weist die Batteriezelle vorteilhaft eine hohe Energiedichte auf. Es ist auch denkbar, dass die Batteriezelle als Lithium-Ionen-Batteriezelle mit einem flüssigen Elektrolyt ausgeführt ist. Die Batteriezelle ist dann in einem verhältnismäßig weiten Temperaturbereich optimal betreibbar, beispielsweise in einem Temperaturbereich zwischen 5°C und 40°C.
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Erfindungsgemäß ist das Zellengehäuse in Form eines U-Profils ausgebildet und weist einen Basisschenkel sowie einen ersten Seitenschenkel und einen zweiten Seitenschenkel auf. Die beiden Seitenschenkel verlaufen vorzugsweise parallel beabstandet voneinander und rechtwinklig zu dem Basisschenkel. Dabei verbindet der Basisschenkel die beiden Seitenschenkel.
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Dabei ist zwischen dem ersten Seitenschenkel und dem zweiten Seitenschenkel ein Freiraum gebildet, der von dem Basisschenkel begrenzt wird. Der Freiraum hat vorzugsweise einen zumindest annähernd rechteckigen Querschnitt und ist von dem Basisschenkel sowie von den beiden Seitenschenkeln an drei Seiten begrenzt. An einer vierten Seite, welche dem Basisschenkel gegenüber liegt, ist der Freiraum offen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Zellengehäuse eine Deckfläche und eine der Deckfläche gegenüberliegende Bodenfläche auf. Dabei sind das negative Terminal und das positive Terminal an der Deckfläche angeordnet. Das negative Terminal und das positive Terminal sind also an derselben Fläche des Zellengehäuses angeordnet.
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Die Deckfläche und die Bodenfläche sind zumindest annähernd deckungsgleich ausgebildet und verlaufen parallel zueinander. Die Deckfläche und die Bodenfläche sind in einer Vertikalrichtung zueinander beabstandet. Der erste Seitenschenkel und der zweite Seitenschenkel sind in einer Längsrichtung voneinander beabstandet, welche rechtwinklig zu der Vertikalrichtung verläuft. Eine Querrichtung verläuft rechtwinklig zu der Vertikalrichtung und rechtwinklig zu der Längsrichtung. Die Deckfläche und die Bodenfläche sind somit rechtwinklig zu der Vertikalrichtung orientiert.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das negative Terminal auf dem ersten Seitenschenkel angeordnet, und das positive Terminal ist auf dem zweiten Seitenschenkel angeordnet. Somit liegt der besagte Freiraum auch zwischen den beiden Terminals.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Breite des Freiraums zwischen dem ersten Seitenschenkel und dem zweiten Seitenschenkel mindestens so groß wie eine Summe aus einer Breite des ersten Seitenschenkels und einer Breite des zweiten Seitenschenkels.
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Die Breite des Freiraums ist dabei eine Ausdehnung des Freiraums in der Längsrichtung. Die Breite des Freiraums entspricht somit einem Abstand zwischen dem ersten Seitenschenkel und dem zweiten Seitenschenkel in der Längsrichtung. Die Breite des ersten Seitenschenkels ist eine Ausdehnung des ersten Seitenschenkels in der Längsrichtung, und die Breite des zweiten Seitenschenkels ist eine Ausdehnung des zweiten Seitenschenkels in der Längsrichtung.
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Vorzugsweise ist dabei die Breite des Freiraums zwischen dem ersten Seitenschenkel und dem zweiten Seitenschenkel höchstens doppelt so groß wie eine Summe aus einer Breite des ersten Seitenschenkels und einer Breite des zweiten Seitenschenkels.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Elektrodeneinheit als Elektrodenstapel ausgebildet und weist eine Mehrzahl von übereinander gestapelten Anodenschichten und Kathodenschichten auf. Dabei sind die Anodenschichten und Kathodenschichten parallel zu der Deckfläche orientiert. Die Anodenschichten und Kathodenschichten sind somit auch rechtwinklig zu der Vertikalrichtung orientiert.
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In dem Elektrodenstapel ist zwischen den Anodenschichten und den Kathodenschichten jeweils eine Separatorschicht angeordnet. Die Anodenschichten bilden gemeinsam die Anode der Elektrodeneinheit. Die Kathodenschichten bilden gemeinsam die Kathode der Elektrodeneinheit. Die Separatorschichten bilden gemeinsam einen Separator der Elektrodeneinheit, welcher die Anode von der Kathode separiert.
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Es ist aber auch denkbar, dass die Elektrodeneinheit als Elektrodenwickel ausgebildet ist. Die Anode und die Kathode sind in diesem Fall folienartig ausgeführt und unter Zwischenlage eines Separators, welcher ebenfalls folienartig ausgeführt ist, zu dem Elektrodenwickel gewunden. Ein solcher Elektrodenwickel wird auch als Jelly-Roll bezeichnet.
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Es wird auch ein Batteriemodul vorgeschlagen, welches eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Batteriezellen umfasst. Erfindungsgemäß sind die Batteriezellen dabei derart angeordnet, dass mindestens ein Seitenschenkel einer Batteriezelle in den Freiraum zwischen den Seitenschenkeln einer anderen Batteriezelle hinein ragt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind eine erste Reihe von Batteriezellen und eine zweite Reihe von Batteriezellen vorgesehen. Die Batteriezellen der ersten Reihe und die Batteriezellen der zweiten Reihe sind dabei derart angeordnet, dass Seitenschenkel von Batteriezellen der ersten Reihe in Freiräume von Batteriezellen der zweiten Reihe hinein ragen. Die Batteriezellen der ersten Reihe und die Batteriezellen der zweiten Reihe sind auch derart angeordnet, dass Seitenschenkel von Batteriezellen der zweiten Reihe in Freiräume von Batteriezellen der ersten Reihe hinein ragen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jeweils ein Terminal von Batteriezellen der ersten Reihe mittels eines Zellverbinders mit jeweils einem Terminal einer Batteriezelle der zweiten Reihe elektrisch verbunden. Insbesondere ist dabei jeweils ein negatives Terminal einer Batteriezelle der ersten Reihe mit einem positiven Terminal einer Batteriezelle der zweiten Reihe elektrisch verbunden, und umgekehrt. Somit entsteht in dem Batteriemodul eine Reihenschaltung der Batteriezellen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Modulrahmen vorgesehen, in welchem die Batteriezellen angeordnet sind. Dabei sind eine Kühleinrichtung zum Kühlen der Batteriezellen und eine Heizeinrichtung zum Heizen der Batteriezellen in dem Modulrahmen angeordnet. Dabei ist die Kühleinrichtung beispielsweise in Form eines Kühlmittelkreislaufs ausgestaltet, und die Heizeinrichtung ist beispielsweise in Form eines Heizstromkreises ausgestaltet.
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Eine erfindungsgemäße Batteriezelle sowie ein erfindungsgemäßes Batteriemodul finden vorteilhaft Verwendung in einem Elektrofahrzeug. Aber auch andere Verwendungen, beispielsweise in anderen Kraftfahrzeugen wie Hybrid-Fahrzeugen, Plug-In-Hybridfahrzeugen sowie in stationären Anlagen sind denkbar.
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Vorteile der Erfindung
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Mittels der erfindungsgemäßen Batteriezellen können erfindungsgemäße Batteriemodule aufgebaut werden, welche eine hohe mechanische Stabilität aufweisen. Auch weisen derartige Batteriemodule einen kompakten Aufbau auf. Die Verzahnung der Zellen bewirkt, dass lediglich ein leichter Modulrahmen benötigt wird. Dadurch werden Gewicht, Bauraum und Kosten eines derartigen Batteriemoduls vorteilhaft reduziert. Insbesondere sind derartige Batteriemodule automotive-tauglich, also zur Verwendung in einem Elektrofahrzeug geeignet. Die Montage von Batteriezellen in einem Batteriemodul ist verhältnismäßig einfach durchführbar und dabei verpolsicher.
Durch die geometrische Anordnung der Batteriezellen und insbesondere der Terminals sind nur kurze Zellverbinder zur Verschaltung der Batteriezellen erforderlich. Dadurch entstehen nur geringe elektrische Verluste im Betrieb des Batteriemoduls. Wenn die Elektrodeneinheiten als Elektrodenstapel ausgebildet sind, so dehnen sich die Elektrodeneinheiten im Wesentlichen in der Vertikalrichtung aus und somit parallel zu den benachbarten Batteriezellen. Dadurch ist die Einstellung der richtigen Verpresskraft bei der Montage der Batteriezellen in dem Batteriemodul weniger problematisch. Die Anbindung einer Kühleinrichtung sowie einer Heizeinrichtung ist verhältnismäßig einfach als Kreisstruktur oder Ringstruktur möglich. Das Batteriemodul ist modular erweiterbar, da Anschlüsse der Kühleinrichtung sowie der Heizeinrichtung in dem Modulrahmen angeordnet sind. Dadurch wird auch der Bauraum innerhalb des Modulrahmens vollständig ausgefüllt.
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Figurenliste
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Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Batteriezelle,
- 2 eine Draufsicht auf die Batteriezelle aus 1,
- 3 eine schematische Darstellung eines Batteriemoduls gemäß einer ersten Ausführungsform und
- 4 eine schematische Darstellung eines Batteriemoduls gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
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1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Batteriezelle 2. Die Batteriezelle 2 umfasst ein Zellengehäuse 3, welches prismatisch, insbesondere in Form eines U-Profils, ausgebildet ist. Das Zellengehäuse 3 kann elektrisch leitend ausgeführt und beispielsweise aus Aluminium gefertigt sein. Das Zellengehäuse 3 kann aber auch aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise Kunststoff, gefertigt sein.
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Die Batteriezelle 2 umfasst ein negatives Terminal 11 und ein positives Terminal 12. Über die Terminals 11, 12 kann eine von der Batteriezelle 2 zur Verfügung gestellte Spannung abgegriffen werden. Ferner kann die Batteriezelle 2 über die Terminals 11, 12 auch geladen werden. Die Terminals 11, 12 sind beabstandet voneinander an einer Deckfläche 37 des prismatischen Zellengehäuses 3 angeordnet. Das Zellengehäuse 3 der Batteriezelle 2 weist auch eine Bodenfläche auf, welche der Deckfläche 37 gegenüber liegt und in der hier gezeigten Darstellung verdeckt ist.
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Die Deckfläche 37 und die Bodenfläche sind dabei deckungsgleich ausgebildet und verlaufen parallel zueinander. Die Deckfläche 37 und die Bodenfläche sind in einer Vertikalrichtung z zueinander beabstandet. Eine Längsrichtung x verläuft rechtwinklig zu der Vertikalrichtung z. Eine Querrichtung verläuft rechtwinklig zu der Vertikalrichtung z und rechtwinklig zu der Längsrichtung x.
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Innerhalb des Zellengehäuses 3 der Batteriezelle 2 ist eine Elektrodeneinheit angeordnet, welche zwei Elektroden, nämlich eine Anode und eine Kathode, aufweist. Die Anode ist dabei mit dem negativen Terminal 11 elektrisch verbunden, und die Kathode ist mit dem positiven Terminal 12 elektrisch verbunden.
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Vorliegend ist die Elektrodeneinheit als Elektrodenstapel ausgebildet und weist eine Mehrzahl von übereinander gestapelten Anodenschichten und Kathodenschichten auf. Zwischen den Anodenschichten und den Kathodenschichten ist jeweils eine Separatorschicht angeordnet. Die Anodenschichten bilden gemeinsam die Anode der Elektrodeneinheit. Die Kathodenschichten bilden gemeinsam die Kathode der Elektrodeneinheit. Die Separatorschichten bilden gemeinsam einen Separator der Elektrodeneinheit, welcher die Anode von der Kathode separiert. Die Anodenschichten, die Kathodenschichten und die Separatorschichten sind parallel zu der Deckfläche 37 des Zellengehäuses 3 und somit auch rechtwinklig zu der Vertikalrichtung z orientiert.
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Das Zellengehäuse 3 ist, wie bereits erwähnt, in Form eines U-Profils ausgebildet und weist einen Basisschenkel 33 sowie einen ersten Seitenschenkel 31 und einen zweiten Seitenschenkel 32 auf. Die beiden Seitenschenkel 31, 32 verlaufen dabei parallel zueinander und rechtwinklig zu dem Basisschenkel 33. Der Basisschenkel 33 verbindet die beiden Seitenschenkel 31, 32. Der erste Seitenschenkel 31 und der zweite Seitenschenkel 32 sind in der Längsrichtung x voneinander beabstandet.
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Zwischen dem ersten Seitenschenkel 31 und dem zweiten Seitenschenkel 32 ist ein Freiraum 35 gebildet, der von dem Basisschenkel 33 begrenzt wird. Der Freiraum 35 hat dabei einen rechteckigen Querschnitt und ist von dem Basisschenkel 33 sowie von den beiden Seitenschenkeln 31, 32 an drei Seiten begrenzt. An einer vierten Seite, welche dem Basisschenkel 33 gegenüber liegt, ist der Freiraum 35 offen.
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Das negative Terminal 11 ist auf dem ersten Seitenschenkel 31 angeordnet, und das positive Terminal 12 ist auf dem zweiten Seitenschenkel 32 angeordnet. Der Freiraum 35 liegt somit auch zwischen dem negativen Terminal 11 und dem positiven Terminal 12.
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2 zeigt eine Draufsicht auf die Batteriezelle 2 aus 1. Der erste Seitenschenkel 31 und der zweite Seitenschenkel 32 des Zellengehäuses 3 sind, wie bereits erwähnt, in der Längsrichtung x voneinander beabstandet angeordnet. Ein Abstand zwischen dem ersten Seitenschenkel 31 und dem zweiten Seitenschenkel 32 in der Längsrichtung x entspricht einer Breite A des Freiraums 35.
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Die Breite A des Freiraums 35 ist also eine Ausdehnung des Freiraums 35 in der Längsrichtung x. Eine Breite B des ersten Seitenschenkels 31 ist eine Ausdehnung des ersten Seitenschenkels 31 in der Längsrichtung x. Eine Breite C des zweiten Seitenschenkels 32 ist eine Ausdehnung des zweiten Seitenschenkels 32 in der Längsrichtung x.
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Die Breite A des Freiraums 35 zwischen dem ersten Seitenschenkel 31 und dem zweiten Seitenschenkel 32 ist geringfügig größer als, aber nicht doppelt so groß wie, eine Summe aus der Breite B des ersten Seitenschenkels 31 und der Breite C des zweiten Seitenschenkels 32. Diese geometrische Ausgestaltung des Zellengehäuses 3 gestattet, dass je ein erster Seitenschenkel 31 und ein zweiter Seitenschenkel 32 von anderen Batteriezellen 2 in den Freiraum 35 hinein ragen können und dabei den Freiraum 35 annähernd vollständig ausfüllen.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Batteriemoduls 5 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Batteriemodul 5 weist eine erste Reihe 21 von Batteriezellen 2 und eine zweite Reihe 22 von Batteriezellen 2 auf. Das Batteriemodul 5 weist auch einen Modulrahmen 27 auf, in welchem die Batteriezellen 2 angeordnet sind.
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Die Batteriezellen 2 der ersten Reihe 21 sind derart angeordnet, dass jeweils ein erster Seitenschenkel 31 einer Batteriezelle 2 der zweiten Reihe 22 und ein zweiter Seitenschenkel 32 einer weiteren Batteriezelle 2 der zweiten Reihe 22 in den Freiraum 35 der Batteriezelle 2 der ersten Reihe 21 hinein ragen. Eine Ausnahme bilden dabei die Batteriezellen 2 der ersten Reihe 21, die in der ersten Reihe 21 jeweils außen angeordnet sind. In die Freiräume 35 der außen angeordneten Batteriezellen 2 der ersten Reihe 21 ragt nur jeweils ein erster Seitenschenkel 31 einer Batteriezelle 2 der zweiten Reihe 22 oder ein zweiter Seitenschenkel 32 einer Batteriezelle 2 der zweiten Reihe 22.
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Die Batteriezellen 2 der zweiten Reihe 22 sind derart angeordnet, dass jeweils ein erster Seitenschenkel 31 einer Batteriezelle 2 der ersten Reihe 21 und ein zweiter Seitenschenkel 32 einer weiteren Batteriezelle 2 der ersten Reihe 21 in den Freiraum 35 der Batteriezelle 2 der zweiten Reihe 22 hinein ragen.
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Jeweils ein negatives Terminal 11 einer Batteriezelle 2 der ersten Reihe 21 ist mit einem positiven Terminal 12 einer Batteriezelle 2 der zweiten Reihe 22 mittels eines Zellverbinders 25 elektrisch verbunden. Jeweils ein positives Terminal 12 einer Batteriezelle 2 der ersten Reihe 21 ist mit einem negativen Terminal 11 einer Batteriezelle 2 der zweiten Reihe 22 mittels eines Zellverbinders 25 elektrisch verbunden. Die Zellverbinder 25 sind hier transparent dargestellt.
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Eine Ausnahme bilden dabei die Batteriezellen 2 der ersten Reihe 21, die in der ersten Reihe 21 jeweils außen angeordnet sind. Das positive Terminal 12 der einen außen angeordneten Batteriezelle 2 ist mit einem hier nicht dargestellten positiven Pol des Batteriemoduls 5 elektrisch verbunden. Das negative Terminal 11 der anderen außen angeordneten Batteriezelle 2 ist mit einem hier nicht dargestellten negativen Pol des Batteriemoduls 5 elektrisch verbunden. Somit entsteht in dem Batteriemodul 5 eine Reihenschaltung der Batteriezellen 2.
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Wie der Darstellung in 3 entnehmbar ist, sind in dem Batteriemodul 5 gemäß der ersten Ausführungsform die Batteriezellen 2 der zweiten Reihe 22 spiegelbildlich zu den Batteriezellen 2 der ersten Reihe 21 ausgebildet.
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Das Batteriemodul 5 umfasst auch eine Kühleinrichtung 50 zum Kühlen der Batteriezellen 2 und eine Heizeinrichtung 40 zum Heizen der Batteriezellen 2. Die Kühleinrichtung 50 und die Heizeinrichtung 40 sind in dem Modulrahmen 27 angeordnet. Dabei ist die Kühleinrichtung 50 vorliegend in Form eines Flüssigkeitskreislaufs ausgestaltet und weist ein Kühleinlassventil 52 auf. Die Heizeinrichtung 40 ist vorliegend in Form eines Flüssigkeitskreislaufs ausgestaltet und weist ein Heizeinlassventil 42 auf. Der Flüssigkeitskreislauf der Heizeinrichtung 40 ist in dieser Darstellung weitgehend von dem Flüssigkeitskreislauf der Kühleinrichtung 50 verdeckt. Die Heizeinrichtung 40 kann beispielsweise auch in Form eines Heizstromkreises ausgestaltet sein.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Batteriemoduls 5 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das Batteriemodul 5 weist eine erste Reihe 21 von Batteriezellen 2 und eine zweite Reihe 22 von Batteriezellen 2 auf. Das Batteriemodul 5 weist auch einen Modulrahmen 27 auf, in welchem die Batteriezellen 2 angeordnet sind.
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Die Batteriezellen 2 der ersten Reihe 21 sind derart angeordnet, dass jeweils ein erster Seitenschenkel 31 einer Batteriezelle 2 der zweiten Reihe 22 und ein zweiter Seitenschenkel 32 einer weiteren Batteriezelle 2 der zweiten Reihe 22 in den Freiraum 35 der Batteriezelle 2 der ersten Reihe 21 hinein ragen. Eine Ausnahme bilden dabei die Batteriezellen 2 der ersten Reihe 21, die in der ersten Reihe 21 jeweils außen angeordnet sind. In die Freiräume 35 der außen angeordneten Batteriezellen 2 der ersten Reihe 21 ragt nur jeweils ein erster Seitenschenkel 31 einer Batteriezelle 2 der zweiten Reihe 22 oder ein zweiter Seitenschenkel 32 einer Batteriezelle 2 der zweiten Reihe 22.
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Die Batteriezellen 2 der zweiten Reihe 22 sind derart angeordnet, dass jeweils ein erster Seitenschenkel 31 einer Batteriezelle 2 der ersten Reihe 21 und ein zweiter Seitenschenkel 32 einer weiteren Batteriezelle 2 der ersten Reihe 21 in den Freiraum 35 der Batteriezelle 2 der zweiten Reihe 22 hinein ragen.
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Jeweils ein negatives Terminal 11 einer Batteriezelle 2 der ersten Reihe 21 ist mit einem positiven Terminal 12 einer benachbarten Batteriezelle 2 der ersten Reihe 21 mittels eines Zellverbinders 25 elektrisch verbunden. Jeweils ein negatives Terminal 11 einer Batteriezelle 2 der zweiten Reihe 22 ist mit einem positiven Terminal 12 einer benachbarten Batteriezelle 2 der zweiten Reihe 22 mittels eines Zellverbinders 25 elektrisch verbunden. Die Zellverbinder 25 sind hier transparent dargestellt.
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Eine Ausnahme bilden dabei die Batteriezellen 2 der ersten Reihe 21 und der zweiten Reihe 22, die in der jeweiligen Reihe 21, 22 jeweils außen angeordnet sind. Das positive Terminal 12 der einen außen angeordneten Batteriezelle 2 der ersten Reihe 21 ist mit einem hier nicht dargestellten positiven Pol des Batteriemoduls 5 elektrisch verbunden. Das negative Terminal 11 der einen außen angeordneten Batteriezelle 2 der zweiten Reihe 22 ist mit einem hier nicht dargestellten negativen Pol des Batteriemoduls 5 elektrisch verbunden. Das negative Terminal 11 der anderen außen angeordneten Batteriezelle 2 der ersten Reihe 21 ist mit dem positiven Terminal 12 der anderen außen angeordneten Batteriezelle 2 der zweiten Reihe 22 elektrisch verbunden. Somit entsteht in dem Batteriemodul 5 eine Reihenschaltung der Batteriezellen 2.
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Wie der Darstellung in 4 entnehmbar ist, sind in dem Batteriemodul 5 gemäß der ersten Ausführungsform die Batteriezellen 2 der zweiten Reihe 22 gleichartig zu den Batteriezellen 2 der ersten Reihe 21 ausgebildet.
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Das Batteriemodul 5 umfasst auch eine Kühleinrichtung 50 zum Kühlen der Batteriezellen 2 und eine Heizeinrichtung 40 zum Heizen der Batteriezellen 2. Die Kühleinrichtung 50 und die Heizeinrichtung 40 sind in dem Modulrahmen 27 angeordnet. Dabei ist die Kühleinrichtung 50 vorliegend in Form eines Flüssigkeitskreislaufs ausgestaltet und weist ein Kühleinlassventil 52 auf. Die Heizeinrichtung 40 ist vorliegend in Form eines Flüssigkeitskreislaufs ausgestaltet und weist ein Heizeinlassventil 42 auf. Der Flüssigkeitskreislauf der Heizeinrichtung 40 ist in dieser Darstellung weitgehend von dem Flüssigkeitskreislauf der Kühleinrichtung 50 verdeckt. Die Heizeinrichtung 40 kann beispielsweise auch in Form eines Heizstromkreises ausgestaltet sein.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016213221 A1 [0005]
