DE102020204637A1

DE102020204637A1 - Batterie

Info

Publication number: DE102020204637A1
Application number: DE102020204637.9A
Authority: DE
Inventors: Peter Geskes; Eduard Reimer; Joachim TREIER; Johannes Weinmann
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2020-04-09
Filing date: 2020-04-09
Publication date: 2021-10-14
Also published as: US20210316619A1; CN113540674A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterie (1) für ein Kraftfahrzeug. Die Batterie (1) umfasst ein Gehäuse (2), das zwei quer zur Breitenrichtung (BR) ausgerichtete Längswände (3) und wenigstens zwei quer zur Längsrichtung (LR) ausgerichtete Querwände (4) aufweist. Das Gehäuse (2) ist durch die beiden Längswände (3) und durch zwei der Querwände (4) nach außen abgegrenzt. Die Batterie (1) umfasst wenigstens einen Batteriestapel (12) aus mehreren Einzelzellen (13), die in Stapelrichtung (ST) aneinander gestapelt sind. Der Batteriestapel (12) ist in dem Gehäuse (2) zwischen den Längswänden (3) und den in Längsrichtung (LR) einander folgenden Querwänden (4) aufgenommen. Die Batterie (1) umfasst zudem wenigstens eine von einer Kühlflüssigkeit durchströmbare Kühlvorrichtung (9), die außen an einer der Längswände (3) wärmeübertragend anliegt.Erfindungsgemäß ist der jeweilige Batteriestapel (12) von der gekühlten Längswand (3) wärmeisoliert und liegt an den ihm benachbarten Querwänden (4) wärmeübertragend an.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In einem batteriebetriebenen Kraftfahrzeug wird eine Batterie als Energiequelle eingesetzt. Dabei umfasst die Batterie mehrere Batteriestapel aus mehreren Einzelzellen, die miteinander elektrisch verschaltet und üblicherweise in einem Stapelgehäuse angeordnet sind. Die Batteriestapel mit den Stapelgehäusen sind dann in einem Batteriegehäuse nebeneinander angeordnet und elektrisch miteinander verschaltet. Bei kleinen Batterien, wie diese beispielweise in Hybrid-Kraftfahrzeugen verwendet werden, kann auf die einzelnen Stapelgehäuse verzichtet werden. Um die Effizienz der Einzelzellen in der Batterie zu verbessern, sollen die Einzelzellen in einem engen Temperaturbereich betrieben werden. Dazu werden die Einzelzellen in dem Batteriestapel üblicherweise temperiert. Aus DE 10 2009 035 492 A1 ist beispielweise bekannt, eine vom Fluid durchströmbare Kühlplatte in das Stapelgehäuse zu integrieren. Dabei liegt die Kühlplatte einseitig und wärmeübertragend an den Einzelzellen an, so dass die Einzelzellen gekühlt werden können.
Nachteiligerweise kann herkömmlich keine gleichmäßige Kühlung der Einzelzellen in dem Batteriestapel erreicht werden. Je nach der Anordnung der Kühlplatte an dem Batteriestapel erfolgt die Wärmeübertragung entweder nur einseitig oder nur an den äußeren Einzelzellen des Batteriestapels. In beiden Fällen entstehen Temperaturunterschiede innerhalb der Einzelzellen und/oder in den Einzelzellen innerhalb des Batteriestapels. Dadurch wird die Effizienz der Einzelzellen und der Batterie insgesamt gemindert und zudem die Lebensdauer der Batterie verkürzt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für eine Batterie der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden. Insbesondere soll die Kühlung der Einzelzellen in der Batterie verbessert und eine gleichmäßige Temperaturverteilung in dem Batteriestapel erreicht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Eine Batterie ist für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, das ein Elektro-Kraftfahrzeug oder ein Hybrid-Kraftfahrzeug sein kann. Die Batterie umfasst ein Gehäuse, das zwei Längswände und wenigstens zwei Querwände aufweist. Die Längswände sind dabei quer zur Breitenrichtung des Gehäuses ausgerichtet. Die Längswände sind demnach parallel zur Längsrichtung und parallel zueinander ausgerichtet. Die Querwände sind quer zur Längsrichtung des Gehäuses ausgerichtet. Die Querwände sind demnach parallel zur Breitenrichtung und parallel zueinander ausgerichtet. Das Gehäuse ist dabei durch die beiden Längswände und durch zwei der Querwände nach außen abgegrenzt. Die Batterie umfasst ferner wenigstens einen Batteriestapel aus mehreren Einzelzellen, die in Stapelrichtung aneinander gestapelt sind. Die Einzelzellen können prismatische Zellen oder Pouch-Zellen oder zylindrische Zellen sein. Der Batteriestapel ist dabei in dem Gehäuse zwischen den Längswänden und den in Längsrichtung einander folgenden Querwänden aufgenommen. Mit anderen Worten ist der Batteriestapel in Breitenrichtung zu den Längswänden und in Längsrichtung zu den jeweiligen Querwänden benachbart angeordnet. Die Batterie umfasst zudem wenigstens eine von einer Kühlflüssigkeit durchströmbare Kühlvorrichtung, die außen an einer der Längswände wärmeübertragend anliegt. Erfindungsgemäß ist der jeweilige Batteriestapel von der gekühlten Längswand des Gehäuses wärmeisoliert und liegt an den ihm benachbarten Querwänden wärmeübertragend an.
In der erfindungsgemäßen Batterie wird durch die Wärmeisolierung eine direkte und großflächige Wärmeübertragung zwischen der gekühlten Längswand und dem Batteriestapel verhindert. Die an der gekühlten Längswand anliegenden Einzelzellen des Batteriestapels werden demnach schwächer als herkömmlich gekühlt. Die Wärmeübertragung zwischen der Kühlvorrichtung und dem Batteriestapel erfolgt dann über die Querwände und der Batteriestapel wird beidseitig und gleichmäßig gekühlt. Insgesamt wird eine gleichmäßige Temperaturverteilung in dem Batteriestapel erreicht und die Kühlung des Batteriestapels verbessert. Die Längswände und die Querwände sind zweckgemäß aus einem wärmeübertragenden Material geformt und wärmeübertragend miteinander verbunden, so dass die Wärmeübertragung zwischen der Kühlflüssigkeit und der gekühlten Längswand und zwischen der gekühlten Längswand und den Querwänden erfolgen kann.
Vorteilhafterweise kann der Batteriestapel so in dem Gehäuse aufgenommen sein, dass die Stapelrichtung der Einzelzellen in dem jeweiligen Batteriestapel mit der Breitenrichtung des Gehäuses zusammenfällt. Mit anderen Worten können die Einzelzellen in dem Batteriestapel quer zur Breitenrichtung ausgerichtet sein. Die jeweilige Einzelzelle des Batteriestapels liegt dann einseitig an der einen Querwand und andersseitig an der anderen Querwand und wird beidseitig gekühlt. Alternativ kann der Batteriestapel so in dem Gehäuse aufgenommen sein, dass die Stapelrichtung der Einzelzellen in dem jeweiligen Batteriestapel mit der Längsrichtung des Gehäuses zusammenfällt. Mit anderen Worten können die Einzelzellen in dem Batteriestapel quer zur Längsrichtung ausgerichtet sein. Die außenliegenden Einzelzellen des Batteriestapels liegen dann an den Querwänden an und werden über ihre gesamte Fläche gekühlt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Batterie ist vorgesehen, dass zwischen der jeweiligen gekühlten Längswand und dem wenigstens einen Batteriestapel ein Isolierelement aus einem wärmeisolierenden Material angeordnet ist. Das Isolierelement liegt dabei einseitig an dem wenigstens einen Batteriestapel und andersseitig an der jeweiligen gekühlten Längswand an. Das wärmeisolierende Material kann beispielweise ein wärmeisolierender Kunststoff oder ein wärmeisolierender Kunststoffschaum sein. Das Isolierelement kann dabei an der gekühlten Längswand oder an dem Batteriestapel festgelegt - beispielweise angeklebt - sein. Vorteilhafterweise kann das Isolierelement eine Isolierplatte sein. Durch die Isolierplatte kann dann ein Bereich zwischen dem wenigstens einen Batteriestapel und der jeweiligen gekühlten Längswand vollständig ausfüllt sein. Alternativ kann das Isolierelement eine Rippenstruktur mit mehreren zueinander beabstandeten Rippen aufweisen. In einem Bereich zwischen dem wenigstens einen Batteriestapel und der jeweiligen gekühlten Längswand können dann zwischen den Rippen mehrere mit Umgebungsluft gefüllte und wärmeisolierende Teilbereiche gebildet sein.
Bei dieser Ausführungsform kann die Wärmeübertragung zwischen den Querwänden und dem Batteriestapel durch eine wärmeleitende Paste oder durch eine Wärmeleitplatte verbessert werden. Die wärmeleitende Paste oder die Wärmeleitplatte können dazu in Bereichen zwischen der jeweiligen Querwand und dem Batteriestapel angeordnet sein. Die Wärmeleitplatte ist zweckgemäß aus einem wärmeleitenden Material geformt und kann eine Rippenstruktur oder eine geschlossene Plattenstruktur aufweisen.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Batterie ist vorgesehen, dass der Batteriestapel in einem Tragkäfig aus einem wärmeisolierenden Material aufgenommen ist. Das wärmeisolierende Material kann ein wärmeisolierender Kunststoff oder ein wärmeisolierender Kunststoffschaum sein. Der Tragkäfig weist dabei zu der jeweiligen Längswand hin jeweils eine Käfiglängswand auf, die rahmenförmig oder gitterförmig oder geschlossen ist. Mit anderen Worten weist der Tragkäfig zwei einander gegenüberliegende Käfiglängswände auf, die zu den jeweiligen Längswänden benachbart angeordnet sind. Der Tragkäfig weist zudem zu der jeweiligen Querwand hin jeweils eine Käfigquerwand mit einem offenen Wärmeübertragungsbereich auf. Mit anderen Worten weist der Tragkäfig zwei einander gegenüberliegende Käfigquerwände auf, die zu den jeweiligen Querwänden benachbart angeordnet sind.
Der Batteriestapel in dem Tragkäfig ist durch die Käfiglängswände von den Längswänden wärmeisoliert, so dass eine Unterkühlung des Batteriestapels und der Einzelzellen an der jeweiligen gekühlten Längswand verhindert wird. In dem Tragkäfig bilden die Käfiglängswände also ein Isolierelement gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ab. Dagegen ist der Batteriestapel über die offenen Wärmeübertragungsbereiche der Käfigquerwände wärmeübertragend mit den Querwänden verbunden. Dadurch kann die Wärmeübertragung zwischen der Kühlvorrichtung und dem Batteriestapel über die Querwände erfolgen. Der Tragkäfig kann einen Boden aufweisen und dadurch eine stabile Gehäusestruktur bilden, in der der Batteriestapel mit den Einzelzellen aufgenommen ist. Ein derartiger Tragkäfig kann das Stapeln der Einzelzellen zu dem Batteriestapel und die Montage des Batteriestapels in dem Gehäuse erleichtern.
Vorteilhafterweise kann der Wärmeübertragungsbereich mittig in der Käfigquerwand ausgebildet sein und durch einen umlaufenden Rand der Käfigquerwand radial zur Längsrichtung abgegrenzt sein. Bei dieser Ausführung umschließt der Tragkäfig den Batteriestapel an den Käfigquerwänden nur randseitig, so dass die Wärmeübertragung durch das wärmeisolierende Material des Tragkäfigs nicht verhindert ist. Vorteilhafterweise kann der offene Wärmeübertragungsbereich der Käfigquerwand zwischen dem Batteriestapel und der jeweiligen benachbarten Querwand mit einer wärmeleitenden Paste gefüllt sein. Alternativ kann in dem offenen Wärmeübertragungsbereich der Käfigquerwand zwischen dem Batteriestapel und der jeweiligen benachbarten Querwand eine Auffüllplatte aus einem wärmeleitenden Material mit einer Rippenstruktur oder mit einer geschlossenen Plattenstruktur angeordnet sein. Denkbar ist dabei, dass der Käfig und die Auffüllplatte als ein Hybridbauteil ausgeführt sind. Durch die wärmeleitende Paste oder die Auffüllplatte kann die Wärmeübertragung zwischen der jeweiligen Querwand und dem Batteriestapel verbessert werden.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Längswände und die Querwände einstückig als ein Gehäuseprofil ausgebildet sind. Das Gehäuseprofil kann beispielsweise durch Extrusion hergestellt sein. Das Gehäuse kann zudem zwei Deckplatten aufweisen, die das Gehäuse quer zur Höhenrichtung nach außen abgrenzen und mit dem Gehäuseprofil verbunden sind. Beispielweise können die Deckplatten mit dem Gehäuseprofil verschweißt oder verschraubt oder verklebt sein. Die Deckplatten formen in dem Gehäuse je nach deren Anordnung einen Boden und einen Deckel. Das Gehäuse kann also allseitig nach außen abgegrenzt sein und der jeweilige Batteriestapel kann dadurch sicher in dem Gehäuse aufgenommen sein.
Alternativ können die Querwände und die Längswände aus Blech geformt und miteinander zu einer Blechkonstruktion - beispielweise durch Schweißen - festverbunden sein. Alternativ können die Längswände und die Querwände als Extrusionbauteile ausgeformt und aneinander - beispielweise durch Schweißen - festgelegt sein. Die beiden oben beschriebenen Deckplatten sind dann an der Blechkonstruktion oder entsprechend an den festverbundenen Extrusionbauteilen festgelegt.
Vorteilhafterweise kann die Batterie mehrere Batteriestapel und mehrere Querwände aufweisen. Jeder Batteriestapel ist dann zwischen zwei einander in Längsrichtung folgenden Querwänden angeordnet und liegt an diesen wärmeübertragend an. Die einzelnen Querwände sind dabei jeweils quer zur Längsrichtung und parallel zueinander ausgerichtet. Zwei außenliegende Querwände grenzen dann das Gehäuse quer zur Längsrichtung nach außen ab und restliche Querwände sind innerhalb eines Innenraums des Gehäuses angeordnet. Durch die restlichen Querwände wird der Innenraum in mehrere Einzelräume aufgeteilt, wobei in dem jeweiligen Einzelraum jeweils einer der mehreren Batteriestapel aufgenommen ist. Vorteilhafterweise kann in einem der Einzelräume auch eine Elektronikeinheit zur Steuerung der Batterie bzw. der mehreren Batteriestapel aufgenommen sein. Die Querwände innerhalb des Innenraums versteifen das Gehäuse der Batterie zusätzlich, so dass das Gehäuse eine bessere Crash-Performance aufweist.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Kühlvorrichtung an der jeweiligen Längswand vollflächig aufliegt und mit der jeweiligen Längswand stoffschlüssig verbunden ist. So kann die Kühlvorrichtung mit der Längswand beispielsweise reibverschweißt oder laserverschweißt oder verklebt oder Schutzgasverschweißt sein. Zudem kann in der Kühlvorrichtung wenigstens ein Kühlkanal gebildet sein, der zu der jeweiligen Längswand hin offen und durch die jeweilige Längswand nach außen geschlossen ist. Mit anderen Worten wird die jeweilige Längswand von der Kühlflüssigkeit unmittelbar beaufschlagt und dadurch kann die Wärmeübertragung zwischen der Kühlflüssigkeit und der jeweiligen Längswand verbessert werden. Vorteilhafterweise kann die Batterie zwei Kühlvorrichtungen umfassen, die außen jeweils an der einen Längswand wärmeübertragend anliegen. Zweckgemäß ist dann der wenigstens eine Batteriestapel von jeder der Längswände wärmeisoliert.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch

1 eine Ansicht eines Gehäuses einer erfindungsgemäßen Batterie;
2 eine Ansicht des Gehäuses der erfindungsgemäßen Batterie mit aufgenommenen Batteriestapeln;
3 eine Explosionsansicht des Gehäuses der erfindungsgemäßen Batterie mit einem Batteriestapel;
4 eine Explosionsansicht des Gehäuses der erfindungsgemäßen Batterie.

1 zeigt eine Ansicht eines Gehäuses 2 einer erfindungsgemäßen Batterie 1 für ein Elektro-Kraftfahrzeug oder ein Hybrid-Kraftfahrzeug. 4 zeigt eine Explosionsansicht des Gehäuses 2 der erfindungsgemäßen Batterie 1. In dem Gehäuse 2 sind eine Längsrichtung LR, eine Breitenrichtung BR und eine Höhenrichtung HR definiert, die zueinander senkrecht ausgerichtet sind. Das Gehäuse 2 weist zwei quer zur Breitenrichtung BR ausgerichtete Längswände 3 und in diesem Ausführungsbeispiel sechs quer zur Längsrichtung LR ausgerichtete Querwände 4 auf. Die einzelnen Querwände 4 sind parallel und beabstandet zueinander ausgerichtet. Durch die Querwände 4 ist das Gehäuse 2 der Batterie 1 ausgesteift und weist dadurch eine bessere Crash-Performance auf. Das Gehäuse 2 ist durch zwei außenliegende Querwände 4 und die beiden Längswände 3 nach außen abgegrenzt. Vier innenliegende Querwände 4 sind in einem Innenraum 5 des Gehäuses 2 angeordnet, wodurch der Innenraum 5 in vier zueinander identische Einzelräume 6a und einen größeren Einzelraum 6b aufgeteilt ist. Die Einzelräume 6a sind dabei zur Aufnahme von Batteriestapeln und der Einzelraum 6b ist zur Aufnahme einer Elektronikeinheit vorgesehen.
Die Längswände 3 und die Querwände 4 sind einstückig als ein extrudiertes Gehäuseprofil 8 ausgebildet. Zweckgemäß ist das Gehäuseprofil 8 aus einem wärmeleitenden Material - beispielweise Metall - geformt. Das Gehäuse 2 weist zudem zwei Deckplatten 7a und 7b auf, die das Gehäuse 2 quer zur Höhenrichtung HR nach außen abgrenzen. In 1 ist das Gehäuse 1 zur Übersichtlichkeit ohne die Deckplatte 7a gezeigt. Die Deckplatten 7a und 7b sind mit dem Gehäuseprofil 8 verbunden und können mit diesem beispielsweise verschweißt oder verschraubt oder verklebt sein. Die Deckplatten 7a und 7b sind zueinander identisch und bilden in dem Gehäuse 2 einen Deckel und einen Boden ab. Das Gehäuse 2 mit dem einstückigen Gehäuseprofil 8 und mit den identischen Deckplatten 7a und 7b ist besonders einfach und kostengünstig aufgebaut.
Die Batterie 1 umfasst zudem in diesem Ausführungsbeispiel zwei identische Kühlvorrichtungen 9, die jeweils von einer Kühlflüssigkeit durchströmbar sind. Die jeweilige Kühlvorrichtung 9 liegt außen an der jeweiligen Längswand 3 vollflächig und wärmeübertragend an und erstreckt sich nur über die Einzelräume 6a. Die Kühlvorrichtung 9 ist mit der jeweiligen Längswand 3 stoffschlüssig verbunden und kann mit dieser beispielsweise reibverschweißt oder laserverschweißt oder verklebt sein. In der jeweiligen Kühlvorrichtung 9 ist dabei ein Kühlkanal 10 gebildet, in dem die Kühlflüssigkeit von einem Einlass 11 a zu einem Auslass 11b an der jeweiligen Längswand 3 geführt wird.
2 zeigt eine Ansicht des Gehäuses 2 mit Batteriestapeln 12. 3 zeigt eine Explosionsansicht des Gehäuses 2 mit einem der aufgenommenen Batteriestapel 12. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Batterie 1 insgesamt vier Batteriestapel 12 auf, die einzeln in den Einzelräumen 6a aufgenommen sind. Der jeweilige Batteriestapel 12 ist somit zwischen den Längswänden 3 und zwischen zwei in Längsrichtung LR einander folgenden Querwänden 4 angeordnet. Der jeweilige Batteriestapel 12 weist dabei mehrere Einzelzellen 13 auf, die in eine Stapelrichtung ST gestapelt sind. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht die Stapelrichtung ST der Breitenrichtung BR des Gehäuses 2. Die Einzelzellen 13 sind demnach quer zur Breitenrichtung BR ausgerichtet.
Bezugnehmend auf 3 ist der jeweilige Batteriestapel 12 in einem Tragkäfig 14 aus einem wärmeisolierenden Material - beispielweise Kunststoff oder Kunststoffschaum - aufgenommen. Der Tragkäfig 14 weist dabei zwei einander gegenüberliegende Käfiglängswände 15 auf, die den jeweiligen Längswänden 3 des Gehäuses 2 zugewandt sind. Zudem weist der Tragkäfig 14 zwei einander gegenüberliegende Käfigquerwände 16 auf, die den jeweiligen Querwänden 4 des Gehäuses 2 zugewandt sind. Die Käfiglängswände 15 sind geschlossen, so dass die Einzelzellen 13 des Batteriestapels 12 von der jeweiligen gekühlten Längswand 3 wärmeisoliert sind. In den jeweiligen Käfigquerwänden 16 sind dagegen offene Wärmeübertragungsbereiche 17 geformt. An den Käfigquerwänden 16 umschließt der Tragkäfig 14 den Batteriestapel 12 durch einen umlaufenden Rand 18 also nur randseitig. In den offenen Wärmeübertragungsbereichen 17 der Käfigquerwände 16 sind Auffüllplatten 19 aus einem wärmeleitenden Material angeordnet. Alternativ können die offenen Wärmeübertragungsbereiche 17 der Käfigquerwände 16 mit einer wärmeleitenden Paste gefüllt sein.
Bezugnehmend auf 4, sind die Batteriestapel 12 mit den Tragkäfigen 14 in den zugeordneten Einzelräumen 6a des Gehäuses 2 angeordnet. Die Käfiglängswände 15 liegen zwischen den jeweiligen gekühlten Längswänden 3 und dem Batteriestapel 12 bzw. den Einzelzellen 13 des Batteriestapels 12. Der Tragkäfig 14 und seine Käfiglängswände 15 sind wärmeisolierend, so dass der Batteriestapel 12 bzw. die Einzelzellen 13 des Batteriestapels 12 von den jeweiligen gekühlten Längswänden 3 wärmeisoliert ist. Die Käfigquerwände 16 liegen zwischen den jeweiligen Querwänden 4 und dem Batteriestapel 12 bzw. den Einzelzellen 13 des Batteriestapels 12. Die Auffüllplatten 19 in den Wärmeübertragungsbereichen 17 der Käfigquerwände 16 sind wärmeleitend, so dass die Querwände 4 wärmeleitend mit dem Batteriestapel 12 bzw. mit den Einzelzellen 13 des Batteriestapels 12 verbunden sind.
Wie in 4 mit durchbrochenen Linien angedeutet, wird in der Batterie 1 eine direkte und großflächige Wärmeübertragung zwischen den gekühlten Längswänden 3 und den Batteriestapeln 12 verhindert. Die Wärmeübertragung erfolgt durch die Querwände 4, wie in 4 mit Pfeilen verdeutlicht ist. Insgesamt kann dadurch eine Unterkühlung der äußeren Einzelzellen 13 des Batteriestapel 12 verhindert und eine gleichmäßige und effektive Kühlung der Einzelzellen 13 in dem Batteriestapel 12 erreicht werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009035492 A1 [0002]

Claims

Batterie (1) für ein Kraftfahrzeug, - wobei die Batterie (1) ein Gehäuse (2) umfasst, das zwei quer zur Breitenrichtung (BR) ausgerichtete Längswände (3) und wenigstens zwei quer zur Längsrichtung (LR) ausgerichtete Querwände (4) aufweist, - wobei das Gehäuse (2) durch die beiden Längswände (3) und durch zwei der Querwände (4) nach außen abgegrenzt ist, - wobei die Batterie (1) wenigstens einen Batteriestapel (12) aus mehreren Einzelzellen (13) umfasst, die in Stapelrichtung (ST) aneinander gestapelt sind, - wobei der Batteriestapel (12) in dem Gehäuse (2) zwischen den Längswänden (3) und den in Längsrichtung (LR) einander folgenden Querwänden (4) aufgenommen ist, und - wobei die Batterie (1) wenigstens eine von einer Kühlflüssigkeit durchströmbare Kühlvorrichtung (9) umfasst, die außen an einer der Längswände (3) wärmeübertragend anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Batteriestapel (12) von der gekühlten Längswand (3) des Gehäuses (2) wärmeisoliert ist und an den ihm benachbarten Querwänden (4) wärmeübertragend anliegt.
Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der jeweiligen gekühlten Längswand (3) und dem wenigstens einen Batteriestapel (12) ein Isolierelement aus einem wärmeisolierenden Material angeordnet ist, und dass das Isolierelement einseitig an dem wenigstens einen Batteriestapel (12) und andersseitig an der jeweiligen gekühlten Längswand (3) anliegt.
Batterie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, - dass das Isolierelement eine Isolierplatte ist, so dass ein Bereich zwischen dem wenigstens einen Batteriestapel (12) und der jeweiligen gekühlten Längswand (3) durch die Isolierplatte vollständig ausfüllt ist, oder - dass das Isolierelement eine Rippenstruktur mit mehreren zueinander beabstandeten Rippen aufweist, so dass in einem Bereich zwischen dem wenigstens einen Batteriestapel (12) und der jeweiligen gekühlten Längswand (3) mehrere mit Umgebungsluft gefüllte und wärmeisolierende Teilbereiche gebildet sind.
Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Batteriestapel (12) in einem Tragkäfig (14) aus einem wärmeisolierenden Material aufgenommen ist, wobei der Tragkäfig (13) zu der jeweiligen Längswand (3) hin jeweils eine rahmenförmige oder gitterförmige oder geschlossene Käfiglängswand (15) und zu der jeweiligen Querwand (4) hin jeweils eine Käfigquerwand (16) mit einem offenen Wärmeübertragungsbereich (17) aufweist.
Batterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertragungsbereich (17) mittig in der Käfigquerwand (16) ausgebildet ist und durch einen umlaufenden Rand (18) der Käfigquerwand (17) radial zur Längsrichtung (LR) abgegrenzt ist.
Batterie nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, - dass der offene Wärmeübertragungsbereich (17) der Käfigquerwand (16) zwischen dem Batteriestapel (12) und der jeweiligen benachbarten Querwand (4) mit einer wärmeleitenden Paste gefüllt ist, oder - dass in dem offenen Wärmeübertragungsbereich (17) der Käfigquerwand (16) zwischen dem Batteriestapel (12) und der jeweiligen benachbarten Querwand (4) eine Auffüllplatte (19) aus einem wärmeleitenden Material mit einer Rippenstruktur oder mit einer geschlossenen Plattenstruktur angeordnet ist, wobei die Auffüllplatte und der Käfig vorzugsweise als ein zusammenhängendes Hybridbauteil ausgebildet sind.
Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stapelrichtung (ST) der Einzelzellen (13) in dem jeweiligen Batteriestapel (12) mit der Breitenrichtung (BR) des Gehäuses (2) zusammenfällt.
Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, - dass die Längswände (3) und die Querwände (4) einstückig als ein Gehäuseprofil (8) ausgebildet sind, und - dass das Gehäuse (2) zwei Deckplatten (7a, 7b) aufweist, die das Gehäuse (2) quer zur Höhenrichtung (HR) nach außen abgrenzen und mit dem Gehäuseprofil (8) verbunden sind.
Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, - dass die Kühlvorrichtung (9) an der jeweiligen Längswand (3) vollflächig aufliegt und mit der jeweiligen Längswand (3) stoffschlüssig verbunden ist, und - dass in der Kühlvorrichtung (9) wenigstens ein Kühlkanal (10) gebildet ist, der zu der jeweiligen Längswand (3) hin offen und durch die jeweilige Längswand (3) nach außen geschlossen ist.
Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, - dass die Batterie (1) zwei Kühlvorrichtungen (9) umfasst, die außen jeweils an der einen Längswand (3) wärmeübertragend anliegen und dass der wenigstens eine Batteriestapel (12) von jeder der Längswände (3) wärmeisoliert ist, und/oder - dass die Batterie (1) mehrere Batteriestapel (12) und mehrere Querwände (4) aufweist, wobei jeder Batteriestapel (12) jeweils zwischen zwei einander in Längsrichtung (LR) folgenden Querwänden (4) angeordnet ist und an diesen wärmeübertragend anliegt.