AT511887A1 - Wiederaufladbare batterie - Google Patents

Wiederaufladbare batterie Download PDF

Info

Publication number
AT511887A1
AT511887A1 ATA1308/2011A AT13082011A AT511887A1 AT 511887 A1 AT511887 A1 AT 511887A1 AT 13082011 A AT13082011 A AT 13082011A AT 511887 A1 AT511887 A1 AT 511887A1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
cooling channel
carrier
cooling
battery according
battery
Prior art date
Application number
ATA1308/2011A
Other languages
English (en)
Other versions
AT511887B1 (de
Inventor
Harald Dipl Ing Fh Stuetz
Edward P Yankoski
Mauro Aiolfi
Michael Koeroesi
Original Assignee
Avl List Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Avl List Gmbh filed Critical Avl List Gmbh
Priority to ATA1308/2011A priority Critical patent/AT511887B1/de
Priority to PCT/EP2012/067684 priority patent/WO2013037742A1/de
Publication of AT511887A1 publication Critical patent/AT511887A1/de
Application granted granted Critical
Publication of AT511887B1 publication Critical patent/AT511887B1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/227—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wiederaufladbare Batterie mit zumindest einem Batteriemodul (1, 101) mit zumindest einem Stapel ( 1a ; 101a) von vorzugsweise nebeneinander angeordneten Batteriezellen (2, 102), mit einem zumindest einen Kühlkanal (5, 105) aufweisenden Flüssigkeitskühlsystem, welcher mit zumindest einer Batteriezelle (2, 102) in thermischen Kontakt steht. Um ein möglichst einfach herzustellende Weise eine zuverlässige Kühlung des Batteriemoduls zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass zumindest zwischen zwei benachbarten Batteriezellen (2, 102) ein Kühlkanalträger (4, 104) mit zumindest einem Kühlkanal (5, 105) angeordnet ist.

Description

1 56240
Die Erfindung betrifft eine wiederaufladbare Batterie mit zumindest einem Batteriemodul mit zumindest einem Stapel von vorzugsweise nebeneinander angeordneten Batteriezellen, mit einem zumindest einen Kühlkanal aufweisenden Flüssigkeitskühlsystem, welcher mit zumindest einer Batteriezelle in thermischen Kontakt steht.
Die DE 10 2008 061 755 Al beschreibt eine Halte- und Kühlungsvorrichtung für zumindest eine Energiespeichereinheit, wobei die Halte- und Kühlungsvorrichtung eine Mehrzahl von daran stoffschlüssig befestigten Kühlblechen aufweist. Die stoffschlüssige Verbindung ist dabei durch Verlöten oder Verschweißen der Kühlungsgrundplatte mit den Kühlblechen hergestellt, so dass eine metallische Verbindung zwischen der Kühlungsgrundplatte und den Kühlblechen ausgebildet ist. Zur Kühlung der Kühlungsgrundplatte sind angelötete oder innenliegende Kühlrohre vorgesehen. Problematisch ist dabei die zuverlässige thermische Anbindung der Wärmeableitbleche an die Kühlplatte.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine bestmögliche thermische Konditionierung der Batteriezellen zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass zumindest zwischen zwei benachbarten Batteriezellen ein Kühlkanalträger mit zumindest einem Kühlkanal angeordnet ist, wobei vorzugsweise der Kühlkanal mäanderartig in den Kühlkanalträger zwischen einem Eintritt und einem Austritt eingeformt ist. Der Einlass und Auslass jedes Kühlkanalträgers ist mit einem Einlasssammelkanal bzw. einem Auslasssammelkanal strömungsverbunden, welcher sich quer zur Ebene des Kühlkanalträgers über die gesamte Länge des Batteriemoduls erstreckt. Die Kühlkanäle von zumindest zwei Kühlkanalträgern sind durch den Einlasssammelkanal und den Auslasssammelkanal miteinander strömungsverbunden.
Eine besonders effektive Kühlung wird erreicht, wenn der Kühlkanal zumindest eines Kühlkanalträgers mehrere im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Züge aufweist, wobei der Abstand zumindest zweier benachbarter Züge im Bereich einer oberen Hälfte des Kühlkanalträgers geringer ist als im Bereich einer unteren Hälfte des Kühlkanalträgers. 2
Um eine einfache Fertigung zu ermöglichen; i$tVs^octeilhaft, jeder Kühlkanalträger * · ·« ·· ··· ·· · aus zumindest zwei miteinander fest verbundenen Teilen besteht, wobei in zumindest einen ersten Teil der Kühlkanal eingeformt ist. Der Kühlkanal kann aber auch in beiden Teilen eingeformt sein.
Zumindest ein Kühlkanalträger kann durch eine zwischen zwei Batteriezellen angeordnete Kühlplatte gebildet sein. Der Kühlkanalträger kann dabei aus Metall, beispielsweise aus gestanztem Aluminiumblech bestehen, wobei vorzugsweise zumindest ein Teil des Kühlkanalträgers aus Blech bestehen kann, und wobei in zumindest einen Teil des Kühlkanalträgers, vorzugsweise in beide Teile, ein Kühlkanal durch einen Blechumformvorgang eingeformt sein kann.
Alternativ dazu ist es auch möglich, dass zumindest ein Teil des Kühlkanalträgers aus Kunststoff, vorzugsweise aus Kunststoff-Spritzguss, besteht, wobei vorzugsweise der Kühlkanal in den Kunststoffeingeformt ist. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn ein erster Teil des Kühlkanalträgers durch einen Formteil gebildet ist, in welchen der Kühlkanal eingeformt ist, und dass ein zweiter Teil des Kühlkanalträgers durch eine Folie gebildet ist. Eine dünne, elektrisch isolierende Folie wird kann zum Beispiel durch Laserschweißen auf die Zellträger aufgetragen sein, welche das Kühlmedium vom Zellgehäuse trennt. Dadurch können weitere Abdichteinrichtungen, wie zum Beispiel Dichtlippen, entfallen.
Die beiden Teile des Kühlkanalträgers können durch Kleben, Löten oder Schweißen, vorzugsweise Laserschweißen, dicht verbunden sein.
In weiterer Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Einlasssammelkanal und/oder der Auslasssammelkanal durch jeweils zumindest zwei ineinander steckbare Rohrteile gebildet ist, wobei vorzugsweise jeder Rohrteil mit einem Kühlkanalträger vorzugsweise fest verbunden ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Batteriezellen und die Kühlkanalträger in ein Zellträgergehäuse eingesetzt sind, wobei vorzugsweise das Zellträgergehäuse aus einem Oberteil und einem Unterteil besteht.
Ein rascher und effektiver Zusammenbau lässt sich erreichen, wenn das obere und das untere Zellträgergehäuse und die Kühlkanalträger formschlüssig und 3 kraftschlüssig miteinander verbiindteri änd*,:w0be*i*zi/vi$chen zwei Kühlkanalträgern ·*···»«·«··*· ^ jeweils zumindest eine, vorzugsweise zwei Batteriezellen angeordnet sind.
Der Zellträger, welcher als Strukturelement für das Batteriemodul dient, beinhaltet somit auch Teile des Kühlsystems. Die Kühlkanäle sind durch Vertiefungen im Kühlkanalträger gebildet und sind direkt an den Seitenwänden der Batteriezellen angeordnet.
Eine besonders gute Konditionierung der Batteriezellen ergibt sich, wenn der Kühlkanalträger beidseits einer Hauptebene des Kühlkanalträgers Kühlkanäle aufweist, wobei vorzugsweise in der Trägerwand zumindest eine Verbindungsöffnung zur Strömungsverbindung der beiden Kühlkanäle angeordnet ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Fig. näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Batteriemodul in einer ersten Ausführungsvariante in einer Schrägansicht, Fig. 2 das Batteriemodul in einem Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Kühlkanalträger dieses Batteriemoduls in einer Schrägansicht, Fig. 4 den Kühlkanalträger in einer weiteren Schrägansicht, Fig. 5 den Kühlkanalträger in einer Vorderansicht, Fig. 6 den Kühlkanalträger in einem Schnitt gemäß der Linie VI - VI in Fig. 5, Fig. 7 einen erfindungsgemäßen Batteriemodul in einer zweiten Ausführungsvariante in einer Schrägansicht, Fig. 8 diesen Batteriemodul in einem Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII in Fig. 7, Fig. 9 einen Kühlkanalträger dieses Batteriemoduls in einer Schrägansicht, Fig. 10 den Batteriemodul in einem Schnitt gemäß der Linie X-X in Fig. 8, Fig. 11 den Batteriemodul in einem Schnitt analog zu Fig. 8 mit entferntem Kühlkanalträger, Fig. 12 eine Befestigungseinrichtung für zwei benachbarte Batteriemodule in einem Schnitt in der Batteriezellenebene und Fig. 13 diese Befestigungseinrichtung in einer Schrägansicht.
Die Fig. 1 bis 6 zeigen einen Batteriemodul 1 einer wiederaufladbaren Batterie für ein elektrische betriebenes Fahrzeug, wobei das Batteriemodul 1 einen Stapel la von nebeneinander angeordneten Batteriezellen 2 aufweist, welche in einem Gehäuse 3 angeordnet sind. Zwischen zwei benachbarten Batteriezellen 2 ist jeweils ein Kühlkanalträger 4 mit eingeformten Kühlkanälen 5 angeordnet, wobei sich jeder Kühlkanal 5 zwischen einem Eintritt 6 und einem Austritt 7 im 4 Kühlkanalträger 4 mäanderartigieritTeCktrifinclTnefhce^ Züge 5a, aufweist. Der • i ·· * * ·*· · * *
Abstand der Züge 5a ist in einem unteren Bereich 4' des Kühlkanalträgers 4 größer als in einem oberen Bereich 4”. Das Batteriemodul 1 kann gegebenenfalls auch mehrere nebeneinander angeordneten Stapel la von Batteriezellen 2 aufweisen.
Die Batteriezellen 2 sind in einem rahmenförmigen Zellträger 8 zur Aufnahme von einer oder zwei Batteriezellen 2 angeordnet, wobei der aus Kunststoff bestehende, beispielsweise als Kunststoffspritzgussteil ausgeführte Zellträger 8 in diesem Beispiel auch den Kühlkanalträger 4 ausbildet. Der Kühlkanalträger 4 besteht dabei aus einem ersten Teil 4a mit eingeformten Kühlkanälen 5 beidseits einer in einer Hauptebene ε angeordneten Trägerwand 16, und einem zweiten Teil 4b, welcher durch eine Folie 9 gebildet ist. Die offen in den ersten Teil 4a eingeformten Kühlkanäle 5 werden durch die elektrisch isolierende Folie 9 abgedeckt, wobei die Folie 9 zum Beispiel durch Laserschweißen mit dem ersten Teil 4a des Kühlkanalträger 4 fest und dichtend verbunden ist. Die Folie 9 trennt das Kühlmedium von den Batteriezellen 2. Dadurch kann auf weitere Abdichtungsmittel verzichtet werden. Die Schweißbereiche sind mit Bezugszeichen 10 bezeichnet. Im Kühlkanalträger 4 sind auf jeder Seite Verbindungsöffnungen 11 vorgesehen, um einen Kühlmittelübertritt zu ermöglichen. Die Kühlkanäle 5 sind an beiden Seiten des Kühlkanalträgers 4 eingeformt und an beiden Seiten durch jeweils eine Folie 9 abgedeckt.
Der Stapel la an Zellträgern 8 mit Batteriezellen 2 wird durch ein Spannband 15 zusam mengehalten.
Der Eintritt 6 jedes Kühlkanals 5 steht mit einem Einlasssammelkanal 12, der Austritt 7 mit einem Austrittssammelkanal 13 in Verbindung. Eintritts- und Austrittssammelkanäle 12, 13 sind in die Zellträger 8 quer zur Hauptebene ε des Kühlkanalträgers 4 eingeformt. Bei mehreren nebeneinander angeordneten Stapeln la können die Eintritts- und Austrittssammelkanäle 12, 13 im Bereich einer Mittelebene zwischen den beiden Stapeln la des Batteriemoduls 1 angeordnet sein und die Kühlkanäle 5 aller Kühlkanalträger 4 miteinander verbinden.
Die dünne Folie 9 hat den Vorteilt, dass praktisch kein zusätzlicher Bauraumbedarf erforderlich ist und dass trotzdem das Batteriezellgehäuse 3 vom Kühlmittel (vor allem elektrisch) getrennt ist. Mit der beschriebenen Anordnung kann mit einer minimalen Anzahl an Komponenten das Auslangen gefunden werden. Die Anzahl an 5 5 · * *
Batteriezellen 2 innerhalb eines BattEriemopuls l*kpnji in einfacher Weise an die
M ·» * · ««# I » I jeweiligen Anforderungen angepasst werden.
Da das Zellgehäuse 3 nicht elektrisch spannungsfrei sein muss, kann aufgrund der elektrischen Trennung ein Standard-Fahrzeugkühlmittel (zum Beispiel Glykol/Wasser) verwendet werden. Die lasergeschweißten Blockaden 10a, 10b, 10c der Schweißbereiche 10 verhindern Bypass-Strömungen des Kühlmittels innerhalb des Strömungsvolumens eines Kühlkanalträgers 4.
Die Folie 9 kann aus einem thermisch leitendem, aber elektrisch isolierendem Kunststoff bestehen. Alternativ zum Laserschweißen kann die Folie 9 auch mittels Heizelementschweißens oder Strahlungsschweißens aufgebracht werden.
Die Verschweißung hat weiters den Vorteil, dass die Toleranzen der Zellseitenwände ungenauer sein können, ohne Kühlmittelleckagen zu verursachen.
Eine zusätzliche Sicherheit gegenüber Leckagen kann erreicht werden, wenn die äußerste Schweißnaht doppelt gelegt wird.
Die Zellträger 8 können als Gleichteile ausgeführt sein, wodurch die Zellanzahl innerhalb eines Batteriemoduls 1 leicht skaliert werden kann.
Durch die Verbindungsöffnung 11 zwischen an verschiedenen Seiten des Kühlkanalträgers 4 angeordneten Kühlkanälen 5 kann die Wandstärke reduziert werden.
Die Außenseiten der Rahmen 8a der Zellträger 8 bilden die thermisch isolierende Außenwand des Batteriemoduls 1.
Die Fig. 7 bis 13 zeigen eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäß gestalteten Batteriemoduls 101 mit einem Gehäuse 103, in welchem zumindest ein Stapel 101a von Batteriezellen 102 angeordnet sind. Die Batteriezellen 102 sind in ein Zellträgergehäuse 108 eingesetzt, welches Zellträgergehäuse 108 einen unteren Gehäuseteil 103a aufweist. Der Stapel 101a wird nach oben durch einen oberen Gehäuseteil 103b, sowie einen Gehäusedeckel 116 abgeschlossen. Die Batteriezellen 102 können jeweils paarweise im Stapel 101a angeordnet sein. Zwischen zwei Batteriezellen 102 bzw. zwischen benachbarten Paaren von 6
Batteriezellen 102 ist jeweils einjKijlilkänaiiräöer 't®4;ängeordnet, welcher « · Φ * * 4 Φ · i mm m Kühlkanalträger 104 im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Kühlplatte 109 gebildet ist. Die Kühlplatte 109 ist zweiteilig ausgebildet und weist einen ersten Teil 104a und einen zweiten Teil 104b auf, wobei die beiden Teile 104a, 104b aus Metall, insbesondere aus Aluminiumblech bestehen, in welches Kühlkanäle 105 eingeformt sind. Die Kühlkanäle 105 weisen eine mäanderartige Form auf, wobei die Züge 105a im unteren Bereich 104' der Kühlplatte 109 voneinander weiter beabstandet sind, als im oberen Bereich 104" der Kühlplatte 109. Die Kühlkanäle 105 erstrecken sich innerhalb der Kühlplatte 109 zwischen einem Eintritt 106 und einem Austritt 107. Die Kühlkanäle 105 können durch Stanzen, Gießen, Tiefziehen oder dergleichen in zumindest einen der beiden Teile 104a, 104b der Kühlplatte 109 eingeformt und günstig hergestellt werden. Die beiden Teile 104a, 104b können geschweißt, verklebt oder miteinander verlötet sein.
Quer zu den Kühlplatten 109 erstrecken sich im Bereich der Mittelebene ß Eintrittsund Austrittssammelkanäle 112, 113, welche mit den Eintritten 106 bzw. den Austritten 107 der Kühlkanäle 105 strömungsverbunden sind. Die Eintritts- und Austrittssammelkanäle 112, 113 werden jeweils durch ineinander steckbare Rohrsegmente 112a, 113a beidseits der Hauptebene ε gebildet, welche quer zur Kühlplatte 109 angeordnet und fest mit dieser verbunden sind. Durch Zusammenstecken der Rohrsegmente 112a, 113a aller Kühlplatten 109 entstehen somit das Batteriemodul 101 quer durchsetzende Eintritts- und Austrittssammelkanäle 112, 113.
Weiters sind Kühlplatten 109 jeweils zwischen den äußeren Batteriezellen 102 und den seitlichen Druckplatten 117 angeordnet. In zumindest einer äußeren Druckplatte 117 sind durch endseitige Rohrsegmente 112a, 113a gebildete Eintrittsstutzen 112b und Austrittsstutzen 113b angeordnet.
Zwischen zwei zusammengesteckten Rohrteilen 112a, 113a kann jeweils ein Dichtelement 121 angeordnet sein.
Das Kühlmittel strömt vom Eintrittsstutzen 112b kommend durch den Eintrittssammelkanal 112 und gelangt über Eintritte 106 der Kühlplatten 109 in die Kühlkanäle 105. Nach Durchströmen der Kühlkanäle 105 zwischen den Batteriezellen 102 tritt das Kühlmittel durch Austritte 107 aus den Kühlkanälen 105 aus und wird über Austrittssammelkanäle 113 dem Kühlkreislauf rückgeführt. 7
Der untere Gehäuseteil 103a und cfear obere Qehaugeteil 103b, sowie die *· «4 M « · * * · Kühlplatten 109 werden durch Spannschrauben 118 gehalten und durch die seitlichen Spanndecke! 117 zusammengepresst. Der untere Gehäuseteil 103a und der obere Gehäuseteil sind dabei formschlüssig mit den Kühlplatten 109 über die Spannschrauben 118 verbunden. Zusätzlich kann gegebenenfalls zumindest ein Spannband analog zu Fig. 1 eingesetzt werden.
Unterer und oberer Gehäuseteil 103a, 103b, sowie die äußeren Ränder 109a der Kühlplatten 109 bilden dabei die seitliche Außenfläche des Batteriemoduls 101. Wie in den Fig. 12 und 13 gezeigt ist, können zwei Batteriemodule 101 über Befestigungsschrauben 119 und Niederhalter 120 gemeinsam an einem Untergrund befestigt werden.
Das Kühlmittel kann sowohl zum Kühlen, als auch zum Aufheizen des Batteriemoduls 1, 101 verwendet werden.

Claims (17)

  1. 8 * * c * * » # · » · · « · t t * · * * • «» * * ·· · * ♦» · • · « · * t I » » « · * » .« Ϊ ·# » PATENTANSPRÜCHE 1. Wiederaufladbare Batterie mit zumindest einem Batteriemodul (1, 101) mit zumindest einem Stapel (la; 101a) von vorzugsweise nebeneinander angeordneten Batteriezeilen (2, 102), mit einem zumindest einen Kühlkanal (5, 105) aufweisenden Flüssigkeitskühlsystem, welcher mit zumindest einer Batteriezelle (2, 102) in thermischen Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen zwei benachbarten Batteriezellen (2, 102) ein Kühlkanalträger (4, 104) mit zumindest einem Kühlkanal (5, 105) angeordnet ist,
  2. 2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (5) mäanderartig in den Kühlkanalträger (4, 104) zwischen einem Eintritt (6, 106) und einem Austritt (7, 107) eingeformt ist,
  3. 3. Batterie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintritt (6, 106) mit einem quer zum Kühlkanalträger (4, 104) angeordneten Eintrittsammelkanal (12, 112) und der Austritt (7, 107) mit einem quer zum Kühlkanalträger (4, 104) angeordneten Austrittssammelkanal (13, 113) strömungsverbunden ist, wobei die Kühlkanäle (5, 105) von zumindest zwei Kühlkanalträgern (4, 104) durch den Einlasssammelkanal (12, 112) und den Auslasssammelkanal (13, 113) miteinander strömungsverbunden sind.
  4. 4. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kühlkanalträger (4, 104) aus zumindest zwei miteinander fest verbundenen Teilen (4a, 4b; 104a; 104b) besteht, wobei in zumindest einen ersten Teil (4a, 104a) der Kühlkanal (5, 105) eingeformt ist.
  5. 5. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (5, 105) in beiden Teilen angeordnet ist.
  6. 6. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (5, 105) zumindest eines Kühlkanalträgers (4, 104) mehrere im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Züge (5a, 105a) aufweist, wobei der Abstand zumindest zweier benachbarter Züge (5a, 105a) im Bereich (4”, 104") einer oberen Hälfte des Kühlkanalträgers (4, 104) 9 geringer ist als im Bereich (41; li)4M]t eineruptc’ren Hälfte des ♦ · » » * * * · * # * * · Kühlkanalträgers (4, 104).
  7. 7. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kühlkanalträger (104) durch eine zwischen zwei Batteriezellen (102) angeordnete Kühlplatte (109) gebildet ist.
  8. 8. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanalträger (104) zumindest teilweise aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium, besteht.
  9. 9. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil (104a, 104b) des Kühlkanalträgers (104) aus Blech besteht, wobei in zumindest einen Teil (104a; 104b) des Kühlkanalträgers (104), vorzugsweise in beide Teile (104a, 104b), ein Kühlkanal (105) durch einen Blechumformvorgang eingeformt ist.
  10. 10. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kühlkanalträger (4) durch einen zumindest eine Batteriezelle (2) aufnehmenden Zellträger (8) gebildet ist, wobei vorzugsweise der Zellträger (8) einen Rahmen (8a) zur Aufnahme der Batteriezelle (2) aufweist.
  11. 11. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil (4a) des Kühlkanalträgers (4) aus Kunststoff, vorzugsweise aus Kunststoff-Spritzguss, besteht, wobei vorzugsweise der Kühlkanal (5) in den Kunststoff eingeformt ist.
  12. 12. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Teil (4a) des Kühlkanalträgers (4) durch einen Formteil gebildet ist, in welchen der Kühlkanal (5) eingeformt ist, und dass ein zweiter Teil (4b) des Kühlkanalträgers (4) durch eine, vorzugsweise elektrisch isolierende, Folie (9) gebildet ist.
  13. 13. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (4a, 4b; 104a, 104b) des Kühlkanalträgers (4, 104) 10
    verbunden sind.
  14. 14. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintrittssammelkanal (12, 112) und/oder der Austrittssammelkanal (13, 113) durch jeweils mehrere ineinander steckbare Rohrsegmente (112a, 113a) gebildet ist, wobei vorzugsweise zumindest ein Rohrsegment (112a, 113a) mit einem Kühlkanalträger (104) fest verbunden ist.
  15. 15. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (102) und die Kühlkanalträger (104) in ein Zellträgergehäuse (108) eingesetzt sind, wobei vorzugsweise das Zellträgergehäuse (108) einen unteren Gehäuseteil (103a) und einen oberen Gehäuseteil (103b) aufweist.
  16. 16. Batterie nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der obere und der untere Gehäuseteil (103a, 103b) und die Kühlkanalträger (104) formschlüssig und kraftschlüssig miteinander verbunden sind, wobei zwischen zwei Kühlkanalträgern (104) jeweils zumindest eine, vorzugsweise zwei Batteriezellen (102) angeordnet sind.
  17. 17. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanalträger (4; 104) beidseits einer Hauptebene (ε) des Kühlkanalträgers (4; 104) Kühlkanäle (5; 105) aufweist, wobei vorzugsweise in der Trägerwand (16) zumindest eine Verbindungsöffnung (11) zur Strömungsverbindung der beiden Kühlkanäle (5) angeordnet ist.
    2011 09 12 Fu/St
ATA1308/2011A 2011-09-12 2011-09-12 Wiederaufladbare batterie AT511887B1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA1308/2011A AT511887B1 (de) 2011-09-12 2011-09-12 Wiederaufladbare batterie
PCT/EP2012/067684 WO2013037742A1 (de) 2011-09-12 2012-09-11 Wiederaufladbare batterie

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA1308/2011A AT511887B1 (de) 2011-09-12 2011-09-12 Wiederaufladbare batterie

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT511887A1 true AT511887A1 (de) 2013-03-15
AT511887B1 AT511887B1 (de) 2016-05-15

Family

ID=46829769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA1308/2011A AT511887B1 (de) 2011-09-12 2011-09-12 Wiederaufladbare batterie

Country Status (2)

Country Link
AT (1) AT511887B1 (de)
WO (1) WO2013037742A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016215850A1 (de) * 2016-08-23 2018-03-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hochvoltspeicher für Elektro-oder Hybridfahrzeuge
DE102019218014A1 (de) * 2019-11-22 2021-05-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Batteriemodulträger
DE102021120489B3 (de) 2021-08-06 2022-08-11 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriezellenanordnung

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2608309A1 (de) 2011-12-21 2013-06-26 Fortu Intellectual Property AG Batteriemodul mit Batteriemodulgehäuse und Batteriezellen
GB2516209A (en) * 2013-02-26 2015-01-21 Williams Grand Prix Eng Heat Transfer Device
FR3003938A1 (fr) * 2013-03-29 2014-10-03 Valeo Systemes Thermiques Plaque d'echange thermique pour gestion thermique de batterie et procede de fabrication associe.
FR3009423B1 (fr) * 2013-07-30 2015-08-21 Blue Solutions Module de stockage d'energie comprenant une pluralite d'ensembles de stockage d'energie
DE102014101358B4 (de) * 2014-02-04 2017-03-02 Dr. Schneider Kunststoffwerke Gmbh Verfahren zum Herstellen eines plattenförmigen Wärmetauschers, plattenförmiger Wärmetauscher und Verbund mit plattenförmigen Wärmetauschern
KR101743697B1 (ko) 2014-04-14 2017-06-20 주식회사 엘지화학 냉각 유로와 벤팅 유로가 분리된 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
EP2980882B1 (de) * 2014-07-28 2019-05-15 Carl Freudenberg KG Rahmen für elektrochemische zellen
DE102014114024A1 (de) * 2014-09-26 2016-03-31 Obrist Technologies Gmbh Wärmetauscher
DE102015107170A1 (de) 2015-05-07 2016-11-10 Lisa Dräxlmaier GmbH Kühlplatte zur anordnung an einem fahrzeug-batteriemodul und herstellungsverfahren
DE102015214662A1 (de) * 2015-07-31 2017-02-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Traktionsbatterie mit Batteriezellmodulen
DE102015217810A1 (de) * 2015-09-17 2017-03-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Gehäuse für eine Batterie, Verfahren zur Herstellung besagten Gehäuses sowie Fahrzeug
WO2017065762A1 (en) * 2015-10-14 2017-04-20 Covestro Llc Phosphazene modified polycarbonate molded battery cooling device
KR102050531B1 (ko) * 2015-11-02 2019-11-29 주식회사 엘지화학 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
FR3061765B1 (fr) * 2017-01-06 2020-01-24 Valeo Systemes Thermiques Plaque pour echangeur de chaleur destine a la regulation thermique d'une unite de stockage d'energie electrique, echangeur et module de batterie associes
DE102017202552A1 (de) * 2017-02-16 2018-08-16 Reinz-Dichtungs-Gmbh Kühlerplatte und Verfahren zu deren Herstellung
CN106611827A (zh) * 2017-02-21 2017-05-03 湖南大学 一种箱体及电池液冷装置
WO2018218502A1 (zh) * 2017-05-31 2018-12-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 固定架、电池模块以及电池包
AT16081U1 (de) * 2017-07-03 2019-01-15 Miba Frictec Gmbh Akkumulator
CN107425235A (zh) * 2017-09-18 2017-12-01 华霆（合肥）动力技术有限公司 散热装置及电池系统
KR102274518B1 (ko) * 2017-09-29 2021-07-06 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 셀 표면 냉각을 위한 불균일 유로를 구비한 쿨링 자켓 및 이를 포함하는 배터리 모듈
CN108054461A (zh) * 2017-12-01 2018-05-18 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 软包装动力电池用液冷板及电池模组
EP3540845A1 (de) * 2018-03-16 2019-09-18 ABB Schweiz AG Batteriezellenanordnung
DE202018004979U1 (de) * 2018-10-25 2020-01-28 Reinz-Dichtungs-Gmbh Plattenartiger Flüssigkeitsbehälter und Batterietemperieranordnung
DE102018222279A1 (de) * 2018-12-19 2020-06-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Akkumulatoranordnung
FR3105382B1 (fr) * 2019-12-20 2023-08-04 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de régulation thermique et procédé d’assemblage correspondant
US20220328921A1 (en) * 2021-04-08 2022-10-13 Aurora Flight Sciences Corporation, a subsidiary of The Boeing Company Batteries, battery components, and related methods and apparatus for mitigating a thermal runaway event of a battery
DE102021204769A1 (de) * 2021-05-11 2022-11-17 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Kühlvorrichtung
CN114374049A (zh) * 2022-02-10 2022-04-19 中创新航科技股份有限公司 电池箱体及电池包

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6296968B1 (en) * 1998-06-11 2001-10-02 Alcatel One-piece battery incorporating a circulating fluid type heat exchanger
EP1271085A2 (de) * 2001-06-23 2003-01-02 Behr GmbH & Co. Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugeinrichtung, insbesondere Batterie oder Brennstoffzelle
US20090325059A1 (en) * 2008-06-30 2009-12-31 Lg Chem, Ltd. Battery Module Having Battery Cell Assemblies With Alignment-Coupling Features

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5205348A (en) * 1991-05-31 1993-04-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Semi-rigid heat transfer devices
DE102007007986A1 (de) * 2007-02-17 2008-09-04 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Befestigung von Energiespeicherzellen in einem Gehäuse
US20090032059A1 (en) 2007-08-03 2009-02-05 3M Innovative Properties Company Cleaning material and method of cleaning a surface
US7851080B2 (en) * 2008-04-09 2010-12-14 Gm Global Technology Operations, Inc. Battery cooling plate design with discrete channels
DE102008056859B4 (de) * 2008-11-12 2022-08-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Spannungsversorgung eines Kraftfahrzeugs mit einer Kühleinrichtung
DE102008061755A1 (de) 2008-12-12 2010-06-17 Behr Gmbh & Co. Kg Halte- und Kühlungsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Halte- und Kühlungsvorrichtung
DE102009053506A1 (de) * 2009-11-16 2011-05-19 Li-Tec Battery Gmbh Batteriegehäuse zur Aufnahme von elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6296968B1 (en) * 1998-06-11 2001-10-02 Alcatel One-piece battery incorporating a circulating fluid type heat exchanger
EP1271085A2 (de) * 2001-06-23 2003-01-02 Behr GmbH & Co. Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugeinrichtung, insbesondere Batterie oder Brennstoffzelle
US20090325059A1 (en) * 2008-06-30 2009-12-31 Lg Chem, Ltd. Battery Module Having Battery Cell Assemblies With Alignment-Coupling Features

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016215850A1 (de) * 2016-08-23 2018-03-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hochvoltspeicher für Elektro-oder Hybridfahrzeuge
DE102016215850B4 (de) 2016-08-23 2023-02-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hochvoltspeicher für Elektro- oder Hybridfahrzeuge und Elektro- oder Hybridfahrzeug
DE102019218014A1 (de) * 2019-11-22 2021-05-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Batteriemodulträger
DE102021120489B3 (de) 2021-08-06 2022-08-11 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriezellenanordnung

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013037742A1 (de) 2013-03-21
AT511887B1 (de) 2016-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT511887A1 (de) Wiederaufladbare batterie
EP3631884B1 (de) Separatorplatte für ein elektrochemisches system
EP2744033B1 (de) Batterie
EP2497145B1 (de) Energiespeichervorrichtung
DE102009015351B4 (de) Kühlanordnung für eine Speicherzellenanordnung für ein Fahrzeug
DE112016004919T5 (de) Strukturelles Stützelement in Wärmetauschern
EP2026387B1 (de) Elektrochemische Energiespeichereinheit
AT511670B1 (de) Wiederaufladbare elektrische batterie
EP2494631A1 (de) Batteriezellenanordnung
AT511669A1 (de) Wiederaufladbare elektrische batterie
DE112012001293T5 (de) Batteriezellenkühler
DE102008032086A1 (de) Antriebsbatteriebaugruppe eines Elektro-, Brennstoffzellen- oder Hybridfahrzeugs
DE102010038681A1 (de) Vorrichtung zur Spannungsversorgung mit einer Kühlanordnung
DE102017202768A1 (de) Energiespeicheranordnung und Kraftfahrzeug
EP1897161B1 (de) Bipolarplatte, verfahren zur herstellung einer bipolarplatte und brennstoffzellenblock-anordnung
DE102017219176A1 (de) Batteriemodul für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs, Hochvoltbatterie sowie Kraftfahrzeug
DE102009016866A1 (de) Elektroenergie-Speichervorrichtung mit Flachzellen und Kühlkörpern
DE102006009844A1 (de) Bipolarplatte, insbesondere für einen Brennstoffzellenstapel eines Fahrzeugs
DE102020200631A1 (de) Wärmetauscher mit mehrweg-fluidströmungsdurchgängen
DE102012218724A1 (de) Anordnung und System zum Temperieren eines Energiespeichers, Batteriemodul mit einem solchen System und Verfahren zum Herstellen einer solchen Anordnung und eines solchen Systems
WO2017167563A1 (de) Temperiervorrichtung eines batteriemoduls, verfahren zu dessen herstellung und batteriemodul
DE102012218082A1 (de) Trägerelement für eine elektrische Energiespeicherzelle mit Kühlkanälen mit einem nicht kreisförmigen Querschnitt, elektrischer Energiespeicher und Herstellverfahren für ein Trägerelement
DE102012217367A1 (de) Integration einer Batteriezellkühlung in Verspannelemente eines Batteriemoduls
DE102013219665B4 (de) Kühlanordnung
DE102015116870B4 (de) Stromkollektor für eine Brennstoffzelle mit verbesserter Korrosionsbeständigkeit und Brennstoffzellenstapel mit dem Stromkollektor

Legal Events

Date Code Title Description
MM01 Lapse because of not paying annual fees

Effective date: 20210912