DE102007063190B4 - Batterie, bestehend aus mehreren Einzelzellen, insbesondere für einen Hybridantrieb - Google Patents

Batterie, bestehend aus mehreren Einzelzellen, insbesondere für einen Hybridantrieb Download PDF

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Abstract

Batterie (6), bestehend aus mehreren Einzelzellen (1), welche Einzelzellen (1) jeweils im Bereich wenigstens einer Randseite zumindest mittelbar einen wärmeleitenden Kontakt mit einer temperierwirksamen Temperiereinheit (7) aufweisen, wobei die Temperiereinheit (7) eine Aufnahme (8) zur zumindest teilweisen Aufnahme eines Bereiches (3) der Randseite einer Einzelzelle (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Verlängerungen (3) der Gehäusewandungen der Einzelzelle (1) den Bereich (3) der Randseite der jeweiligen Einzelzelle (1) bilden, wobei die Verlängerung (3) in der Aufnahme (8) partiell oder vollständig versenkt angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Batterie, bestehend aus mehreren Einzelzellen, die im Bereich wenigstens einer Randseite zumindest mittelbar einen wärmeleitenden Kontakt mit einer temperierwirksamen Temperiereinheit aufweisen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie beispielsweise in der Energietechnik und hierbei insbesondere in der zumindest unterstützend batteriebetriebenen Fahrzeugtechnik eingesetzt und hier als bekannt unterstellt wird.
  • Batterien, insbesondere so genannte Hochleistungsbatterien auf der Basis von Nickelmetallhydrid oder Lithium, wie sie in heutigen Anwendungen zum Antrieb von Fahrzeugen, beispielsweise von Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen, häufig Anwendung finden, bestehen typischerweise aus gestapelten prismatischen galvanischen Zellen (auch Einzelzellen genannt). Mehrere solcher galvanischen Einzelzellen sind dann jeweils zu der Batterie zusammengefasst. Die galvanischen Einzelzellen können sich im Betrieb sehr stark erwärmen und müssen daher gekühlt werden.
  • Zur Temperierung, vorzugsweise zur Kühlung von mehreren innerhalb eines Batteriekastens angeordneten Einzelzellen ist es bekannt, die Einzelzellen in Bereichen wenigstens einer Randseite zumindest mittelbar auf einer temperierwirksamen Temperiereinheit aufzustellen.
  • Insbesondere Hochleistungsbatterien z. B. Lithium-Ionen-Zellen für Mild-Hybrid-Fahrzeuge müssen intensiv gekühlt werden, um die entstehende Verlustwärme abzuführen. Hierzu ist die Temperiereinheit, vorzugsweise als Kühlplatte und insbesondere als Wärmetauscher ausgebildet. Vorteilhafter Weise ist die Kühlung eine Fluid gestützte indirekte Kühlung durch den Klimakreislauf oder beispielsweise eine direkte Kühlung mittels des Fluids, das die Temperiereinheit und die Klimaanlage gleichzeitig durchfließen kann.
  • Bei der Kühlung durch den Klimakreislauf wird bislang am Zellblock eine von Kühlmittel durchströmte Kühlplatte oder temperierwirksame Temperiereinheit angeordnet, die durch verdampfendes Klima-Kühlmittel gekühlt wird. Die Wärme wird mittels separaten Wärmeleitplatten, die zwischen die zwischen den einzelnen Zellen angeordnet sind, in die Kühlplatte geleitet. Diese Lösung ist kosten- und bauraumintensiv.
  • Aus der DE 10 2005 031 504 A1 ist eine prismatische Batterie bekannt, die aus mehreren Einzelzellen besteht, von welchen wenigstens zwei zu einem prismatischen Modul zusammengefasst sind. Jeweils wenigstens zwei der Module sind wiederum zu der Batterie gestapelt und zwischen zwei Endplatten miteinander verspannt. Die prismatische Batterie weist ferner wenigstens einen Kühlkörper auf, welcher mit wenigstens einem der Module in Wärme leitendem Kontakt steht. Erfindungsgemäß weist dieser Kühlkörper wenigstens eine Kühlrippe auf, welche parallel zur Kraftrichtung der Verspannung ausgebildet ist.
  • Aus der DE 197 50 069 A1 ist eine Akkumulatorenbatterie mit einer Temperiervorrichtung bekannt. Die Akkumulatorenbatterie weist mehrere Rundzellen auf, deren Zellenwände mit der Temperiervorrichtung in einem engen wärmeleitenden Kontakt stehen. Die Temperiervorrichtung besteht aus mindestens zwei von einem Temperiermedium durchströmten Hohlkörpern, die halbkreisförmige Ausbuchtungen aufweisen, deren Radien etwa dem der Zellen entsprechen und die so angeordnet sind, dass sie die Zellen in ihrer räumlichen Lage zueinander fixieren. Die Hohlkörper dienen darüber hinaus als elektrische Isolation der Zellen untereinander. In einem jeweiligen Randbereich der Hohlkörper sind Zu- und Ablaufstutzen für das Temperiermedium angeordnet. Eine jeweilige Kontaktfläche zwischen einer Rundzellenoberfläche und der Oberfläche der aufnehmenden Ausbuchtungen ist mit einem Wärmeleitmedium zum Wärmeübertrag versehen.
  • Darüber hinaus ist in der DE 698 23 912 T2 eine Temperaturregelungsvorrichtung für eine Batterie von elektrochemischen Generatoren beschrieben. Die Temperaturregelungsvorrichtung dient einem Wärmetransport durch die Zirkulation eines wärmetransportierenden Fluids innen an einer Doppelwand. Innen an der Doppelwand sind Vorsprünge schikaneartig angeordnet, um das Fluid zu zwingen, abwechselnd in eine bzw. in die entgegengesetzte Richtung zu zirkulieren. Die Generatoren sind zylinderförmig und nebeneinander angeordnet. Das wärmetransportierende Fluid zirkuliert in einer Doppelwand-Umhüllung, deren Querschnitt die Form von Kreisbögen aufweist, welche an ihren Enden derart miteinander verbunden sind, dass die VerbindungsPunkte der Kreisbögen im Wesentlichen fluchten. Dabei ist die Doppelwand derart gegenüber der Batterie angeordnet, dass jeder der Kreisbögen koaxial an einen der Generatoren angefügt ist, wobei die Vorsprünge derart angeordnet sind, dass sie das Fluid zwingen, parallel zu dem Querschnitt zu zirkulieren.
  • Ferner ist aus der DE 10 2005 031 504 A1 eine prismatische Batterie aus mehreren Einzelzellen bekannt. Wenigstens zwei der Einzelzellen sind zu einem prismatischen Modul zusammengefasst, wobei wenigstens zwei der Module wiederum zu der Batterie gestapelt und zwischen zwei Endplatten miteinander verspannt sind. Die prismatische Batterie weist weiterhin wenigstens einen Kühlkörper auf, welcher mit wenigstens einem Modul in wärmeleitendem Kontakt steht. Der Kühlkörper weist wenigstens eine Kühlrippe auf, welche parallel zur Kraftrichtung der Verspannung ausgebildet ist. Der Kühlkörper ist aus einem Grundelement und der wenigstens einen Kühlrippe gebildet, wobei das Grundelement Kühlkanäle aufweist.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Batterie mit verbesserter Kühlung anzugeben, bei der die Kosten und der Bauraumbedarf reduziert sind.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Batterie mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine erfindungsgemäße Batterie umfasst mindestens eine Kühlplatte und mindestens zwei galvanische Einzelzellen mit jeweils einem Gehäuse, insbesondere einem Metallgehäuse. Jedes der Gehäuse weist eine Verlängerung auf, die zumindest teilweise in einer jeweiligen als Aussparung ausgebildeten Aufnahme einer temperierwirksamen Temperiereinheit (auch Kühlplatte genannt) aufnehmbar ist. Auf diese Weise wird die Verlustwärme direkt über das Metallgehäuse, das beispielsweise aus Aluminium gebildet ist, zur Kühlplatte abgeführt. Verglichen mit einer herkömmlichen Form des Metallgehäuses ist dieses bei der erfindungsgemäßen Batterie in Bereichen einer Randseite mit einer Verlängerung versehen, die zumindest teilweise in der Aufnahme der Temperiereinheit aufnehmbar ist. Mit der erfindungsgemäßen Batterie können Kosten und Bauraum reduziert werden.
  • Sinnvollerweise ist somit das Gehäuse (auch Zellgehäuse genannt) partiell in der Aufnahme der Kühlplatte oder Temperiereinheit versenkt, um den Wärmeübergangsquerschnitt zu erhöhen. Bei Bedarf kann insbesondere die Zellwand des Gehäuses vollflächig oder partiell aufgedickt werden.
  • In besonderer Weiterbildung der Erfindung weist die Temperiereinheit eine Aufnahme in Form einer Aussparung für jede der Einzelzellen auf. Hierdurch sind die Einzelzellen gut und vibrationssicher fixiert.
  • In besonderer Weiterbildung der Erfindung ist eine Einzelzelle prismatisch und insbesondere quaderförmig. Dies ermöglicht eine leichte Stapelung, eine gute Bauraumausnutzung sowie eine stabile Lage durch flächige Anordnung oder Pressung der Einzelzellen aneinander.
  • In besonderer Weiterbildung der Erfindung ist eine Einzelzelle quaderförmig ausgebildet, wobei die Länge der Breitseite einer in einer Aufnahme anordenbaren Randseite wenigstens das Fünffache, bevorzugt wenigstens das Zehnfache und besonders bevorzugt wenigstens das Zwanzigfache der zur Länge der entsprechenden Schmalseite dieser Randseite beträgt. Hierzu sind die Einzelzellen insbesondere als Flachzellen ausgeführt. Dies ermöglicht eine gute bodenseitige Fixierung und auch randseitige Fixierung. Die Einzelzellen können dabei vibrationssicher fixiert und gehalten werden. Insbesondere bei als Flachzellen ausgebildeten Einzelzellen sind eine leichte Stapelung, gute Bauraumausnutzung, stabile Lage durch mögliche flächige Anordnung oder Pressung aneinander sowie weitgehende gleich bleibende Temperierung zwischen beiden Flachseiten wegen geringer Dicke gegeben.
  • In besonderer Weiterbildung der Erfindung weisen die Gehäusewandungen der Einzelzellen zumindest im Bereich der Aufnahme einen gut wärmeleitenden Werkstoff auf. Dies ermöglicht in einfacher Art und Weise eine gute Wärmekontaktierung.
  • In besonderer Weiterbildung der Erfindung sind die gut wärmeleitenden Gehäusewandungen benachbarter Einzelzellen zumindest bereichsweise voneinander beabstandet und bilden auf diese Weise einen vorzugsweise fluiddurchströmbaren Durchströmkanal, der eine Temperierung durch große Fläche hindurch für die Einzelzellen ermöglicht.
  • In besonderer Weiterbildung der Erfindung ist der Abstand zweier Aufnahmen größer als die entsprechende größte Dicke einer Einzelzelle. Ferner ist sie kleiner als das Dreifache, vorzugsweise das Doppelte dieses Maßes. Hierdurch ist in einfacher Art und Weise ein fluiddurchströmbarer Durchströmkanal gebildet.
  • In besonderer Weiterbildung der Erfindung entspricht der Abstand zweier Aufnahmen in etwa der Summe der entsprechenden größten Dicken einer Einzelzelle und der entsprechenden lichten Weiten des zugehörigen Durchströmkanals. Eine derartige variable Dimensionierung des Durchströmkanals führt zu einer Bauraumersparnis.
  • In besonderer Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuse einer Einzelzelle zwei Gehäuseplatten auf, die randseitig miteinander verbunden sind. Wenigstens eine, vorzugsweise die zuströmseitig vordere Gehäuseplatte einer Einzelzelle ist verlängert und zumindest bereichsweise innerhalb der Aufnahme der Temperiereinheit angeordnet. Hierdurch ist ein einfaches Gehäuse, das preiswert herstellbar ist, ermöglicht. Die Erfindung eignet sich insbesondere für Flachzellen, die gut bodenseitig und auch randseitig fixiert werden können, wodurch eine hohe Vibrationssicherung, leichte Stapelung, gute Bauraumausnutzung, stabile Lage durch mögliche flächige Anordnung oder Pressung aneinander, weitgehende gleich bleibende Temperierung zwischen beiden Flachseiten wegen geringer Dicke gegeben sind.
  • In besonderer Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuse einer Einzelzelle zwei Gehäuseplatten auf, die randseitig zumindest mittelbar miteinander verbunden sind. Zumindest eine Gehäuseplatte zweier benachbarter Einzelzellen ist zur Ausbildung eines Durchströmkanals mit Distanzhaltern versehen. Dies führt zu einem einfachen Gehäuse, das einfach und preiswert herstellbar ist. Bei Ausbildung der Einzelzelle als Flachzelle ist eine gute bodenseitige Fixierung und auch randseitige Fixierung möglich, wodurch die Einzelzellen folgende Vorteile aufweisen: eine Vibrationssicherung, leichte Stapelung, gute Bauraumausnutzung, stabile Lage durch mögliche flächige Anordnung oder Pressung aneinander, weitgehend gleichbleibende Temperierung zwischen beiden Flachseiten wegen geringer Dicke, Sicherung lichte Weite der Durchströmkanäle insbesondere bei Bipolarzellen, gute Wärmeleitung bei elektrischer Isolierung.
  • In besonderer Weiterbildung der Erfindung ist ein Distanzhalter in einer Gehäuseplatte integriert. In besonderer Weiterbildung der Erfindung ragt ein Distanzhalter von der Gehäuseplatte einer Einzelzelle in Richtung der Gehäuseplatte einer benachbarten Einzelzelle ab. In besonderer Weiterbildung der Erfindung ist ein Distanzhalter als eine Materialauswölbung und/oder eine Ausstülpung und/oder ein Noppen ausgebildet, die aus der betreffenden Gehäusewand ausgetrieben bzw. geprägt ist. Dies ist besonders in der Herstellung einfach und preiswert.
  • In besonderer Weiterbildung der Erfindung weist die Batterie einen Batteriekasten auf, wobei die Einzelzellen innerhalb des fluiddurchströmbaren Batteriekastens angeordnet sind. Hierdurch ist eine gute Temperierung, ein geschlossenes System, gleichartige Temperatur in allen Einzelzellen, allenfalls geringer Temperaturgradient in Strömungsrichtung gegeben.
  • In besonderer Weiterbildung der Erfindung ist das Fluid zumindest mittelbar wärmeleitend mit dem Wärmeleitmedium einer Klimaanlage, vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs verbunden, wodurch eine einfache und effektive Temperierung ermöglicht ist.
  • In besonderer Weiterbildung der Erfindung ist zum Wärmeübertrag zwischen dem Fluid und dem Wärmeleitmedium ein Wärmetauscher angeordnet. Dies stellt eine einfache und preisgünstige Konstruktion dar.
  • In besonderer Weiterbildung der Erfindung ist ein sich zwischen der Aufnahme (Nut) in der Kühlplatte und dem Zellgehäuse ergebender Spalt mit einer gut wärmeleitfähigen Vergussmasse ausgefüllt, wodurch eine verbesserte thermische Kontaktierung erzielt wird.
  • In besonderer Weiterbildung der Erfindung ist im Bereich der Nut zwischen der jeweiligen Nutinnenwand und dem Gehäuse einer Einzelzelle ein vorzugsweise U-förmiges Einlegestück (Spacer) angeordnet ist, dessen halbe Wandstärke in etwa der Differenz der Dicke des Gehäuses in diesem Bereich und der entsprechenden lichten Weite der Nut in diesem Bereich entspricht. Dies ermöglicht einen verbesserten thermischen Kontakt.
  • In besonderer Weiterbildung der Erfindung ist insbesondere bei bipolaren Zellen in dem verbleibenden Zwischenraum zwischen der Nut und dem Gehäuse eine elektrisch isolierende, aber vorzugsweise gut wärmeleitende Vergussmasse angeordnet. Dies ermöglicht insbesondere bei Bipolarzellen eine gute Wärmeleitung bei elektrischer Isolierung.
  • In besonderer Weiterbildung der Erfindung ist insbesondere bei bipolaren Zellen das Einlegestück aus einem elektrisch nicht leitfähigen, aber vorzugsweise gut wärmeleitfähigen Material hergestellt. Dies ermöglicht insbesondere bei Bipolarzellen eine gute Wärmeleitung bei elektrischer Isolierung.
  • Weitere sinnvolle Ausgestaltungen der Erfindung sind den verbleibenden Unteransprüchen entnehmbar.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht einer flachen galvanischen Einzelzelle mit einem Metallgehäuse, das eine Verlängerung zur Wärmeableitung aufweist,
  • 2 die galvanische Einzelzelle aus 1 mit U-förmigen als Abstandshalter ausgebildeten Einlegestücken im Bereich der Verlängerung,
  • 3 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung aus mehreren der galvanischen Einzelzellen aus 2, die untereinander durch miteinander verschweißte separate Zellpole kontaktiert sind,
  • 4 eine Seitenansicht der Anordnung aus 3,
  • 5 eine perspektivische Ansicht einer Batterie, umfassend die Anordnung aus den 3 und 4, wobei die Verlängerungen der galvanischen Einzelzellen in jeweiligen Aussparungen einer Kühlplatte versenkt angeordnet sind
  • 6 eine Seitenansicht der Batterie aus 5, und
  • 7 eine Detailansicht der Batterie aus 6, wobei die Aussparungen um die Verlängerungen mit einer wärmeleitfähigen Vergussmasse ausgefüllt sind.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht einer flachen galvanischen Einzelzelle 1 mit einem insbesondere als Metallgehäuse ausgebildeten Gehäuse 2 gezeigt, das eine Verlängerung 3 zur Wärmeableitung aufweist. Die galvanische Einzelzelle 1 ist als eine bipolare Zelle mit jeweils zwei Gehäusehälften 2.1, 2.2 ausgebildet, die durch einen Isolator getrennt sind. Es können auch anders geformte galvanische Einzelzellen 1 vorgesehen sein. In die Wandung zumindest einer der Gehäusehälften 2.1, 2.2 sind vier beispielsweise als Noppen ausgebildete Distanzhalter 11 eingebracht.
  • In 2 ist die galvanische Einzelzelle 1 aus 1 mit U-förmigen als Abstandshalter fungierenden Einlegestücken 4 im Bereich der Verlängerung 3 gezeigt.
  • In 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Anordnung aus mehreren der galvanischen Einzelzellen 1 aus 2 gezeigt, die untereinander durch miteinander verschweißte separate Zellpole 5 kontaktiert sind. 4 zeigt eine Seitenansicht der Anordnung. Die Kontaktierung kann auch auf andere Weise erfolgen.
  • In 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Batterie 6 gezeigt, die die Anordnung aus den 3 und 4 und eine beispielsweise als Kühlplatte ausgebildete Temperiereinheit 7 umfasst. Die Verlängerungen 3 der galvanischen Einzelzellen 1 sind in jeweiligen, in Form von Aussparungen ausgebildeten Aufnahmen 8 der Temperiereinheit 7 versenkt angeordnet. Die Temperiereinheit 7 weist Medienanschlüsse 9 auf, durch die ein Kühlmedium durch nicht gezeigte Kanäle in die Temperiereinheit 7 strömbar ist. In 6 ist die Batterie 6 in einer Seitenansicht gezeigt.
  • 7 zeigt eine Detailansicht der Batterie 6 aus 6, wobei die Aussparungen oder Aufnahmen 8 um die Verlängerungen 3 mit einer wärmeleitfähigen Vergussmasse 10 ausgefüllt sind.
  • Die Verlängerung 3 kann partiell oder vollständig in der Aufnahme 8 der Temperiereinheit 7 versenkt sein. Bei Bedarf kann die Verlängerung 3 vollflächig oder partiell aufgedickt werden.
  • Die Temperiereinheit 7 weist insbesondere jeweils eine Aufnahme 8 für jede der galvanischen Einzelzellen 1 auf, so dass diese vibrationssicher fixiert sind.
  • Die galvanischen Einzelzellen 1 sind vorzugsweise prismatisch und insbesondere quaderförmig gebildet, so dass sie auf einfache Weise gestapelt werden können. Gleichzeitig ergibt sich eine gute Bauraumausnutzung und eine stabile Lage der Batterie 6.
  • Die galvanische Einzelzelle 1 kann quaderförmig so ausgebildet sein, dass die Länge einer Breitseite der Verlängerung wenigstens das Fünffache, bevorzugt wenigstens das Zehnfache und besonders bevorzugt wenigstens das Zwanzigfache der Länge der entsprechenden Schmalseite der Verlängerung 3 beträgt. Bei derart flach ausgebildeten galvanischen Einzelzellen 1 ist eine gute bodenseitige und randseitige Fixierung möglich. Die Temperierung zwischen den Gehäusehälften 2.1, 2.2 ist wegen der geringen Dicke weitgehend gleich bleibend möglich.
  • Die Verlängerung 3 kann aus einem besonders gut wärmeleitenden Material gebildet sein, so dass sich eine verbesserte Wärmeleitung ergibt.
  • Die galvanischen Einzelzellen 1 können zumindest bereichsweise so voneinander beabstandet sein, dass die sich ergebenden Zwischenräume von einem Fluid zur zusätzlichen Kühlung durchströmbar sind. Der Abstand zwischen jeweils zwei Aufnahmen 8 der Temperiereinheit 7 kann hierzu insbesondere größer als die entsprechende größte Dicke einer der galvanischen Einzelzellen 1 sein. Bevorzugt ist der Abstand kleiner als das Dreifache, besonders bevorzugt das Doppelte dieses Maßes. Bevorzugt dienen die Distanzhalter 11 der Einstellung des Abstandes.
  • Der Abstand zwischen zwei benachbarten Aufnahmen 8 kann vorzugsweise in etwa der Summe der größten Dicke einer der galvanischen Einzelzellen 1 und der lichten Weite des zugehörigen Zwischenraums entsprechen.
  • Das Metallgehäuse 2 einer galvanischen Einzelzelle 1 kann zwei Gehäuseplatten 2.1, 2.2 aufweisen, die randseitig miteinander verbunden sind. Wenigstens eine der Gehäuseplatten 2.1, 2.2 einer galvanischen Einzelzelle 1 ist verlängert und zumindest bereichsweise innerhalb der Aufnahme 8 angeordnet. Ein so gebildetes einfaches Metallgehäuse 2 ist preiswert in der Herstellung.
  • Die Gehäusehälften 2.1, 2.2 können randseitig zumindest mittelbar miteinander verbunden sein. Zumindest eine der Gehäusehälften 2.1, 2.2 zweier benachbarter galvanischer Einzelzellen 1 kann zur Ausbildung des Zwischenraums und Sicherung seiner lichten Weite mit den Distanzhaltern 11 versehen sein. Der jeweilige Distanzhalter 11 kann in einer der Gehäusehälften 2.1, 2.2 integriert sein, insbesondere so, dass der Distanzhalter 11 von der Gehäusehälfte 2.1, 2.2 einer der galvanischen Einzelzellen 1 in Richtung einer der Gehäusehälften 2.1, 2.2 einer der benachbarten galvanischen Einzelzellen 1 ragt.
  • Der jeweilige Distanzhalter 11 kann als eine Materialauswölbung und/oder eine Ausstülpung und/oder ein Noppen ausgebildet sein, die oder der in der betreffenden Gehäusehälfte 2.1, 2.2 ausgeformt ist.
  • Die Batterie 6 kann in einem Batteriekasten angeordnet sein, wobei die galvanischen Einzelzellen 1 innerhalb des von einem Fluid durchströmbaren Batteriekastens angeordnet sind, um eine weitgehend gleichmäßige Temperierung aller galvanischen Einzelzellen 1 zu erreichen.
  • Das Fluid kann zumindest mittelbar wärmeleitend mit einem Wärmeleitmedium einer Klimaanlage, vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug verbunden sein. Hierzu kann ein Wärmetauscher angeordnet sein.
  • Die Aufnahme 8 in der Temperiereinheit 7 kann um die Verlängerung 3 herum mit einer gut wärmeleitfähigen Vergussmasse 10 ausgefüllt sein.
  • Zwischen der Aufnahme 8 und der Verlängerung 3 kann mindestens der vorzugsweise U-förmiger Abstandshalter oder das Einlegestück 4 (auch Spacer genannt) angeordnet sein, dessen halbe Wandstärke in etwa der Differenz der Dicke der Verlängerung 3 in diesem Bereich und der entsprechenden lichten Weite der Aufnahme 8 in diesem Bereich entspricht.
  • Insbesondere wenn die galvanische Einzelzelle 1 als eine bipolare Zelle ausgebildet ist, kann die wärmeleitfähige Vergussmasse 10 elektrisch isolierend ausgebildet sein.
  • Ebenso kann insbesondere bei bipolaren Zellen der Abstandshalter oder das Einlegestück 4 aus einem elektrisch nicht leitfähigen aber vorzugsweise gut wärmeleitfähigen Material hergestellt sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Einzelzelle
    2
    Gehäuse
    2.1, 2.2
    Gehäusehälfte
    3
    Verlängerung (Bereich)
    4
    Einlegestück (Abstandshalter)
    5
    Zellpol
    6
    Batterie
    7
    Temperiereinheit (Kühlplatte)
    8
    Aufnahme (Aussparung)
    9
    Medienanschluss
    10
    Vergussmasse
    11
    Distanzhalter

Claims (21)

  1. Batterie (6), bestehend aus mehreren Einzelzellen (1), welche Einzelzellen (1) jeweils im Bereich wenigstens einer Randseite zumindest mittelbar einen wärmeleitenden Kontakt mit einer temperierwirksamen Temperiereinheit (7) aufweisen, wobei die Temperiereinheit (7) eine Aufnahme (8) zur zumindest teilweisen Aufnahme eines Bereiches (3) der Randseite einer Einzelzelle (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Verlängerungen (3) der Gehäusewandungen der Einzelzelle (1) den Bereich (3) der Randseite der jeweiligen Einzelzelle (1) bilden, wobei die Verlängerung (3) in der Aufnahme (8) partiell oder vollständig versenkt angeordnet ist.
  2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiereinheit (7) eine Aufnahme (8) für jede der Einzelzellen (1) aufweist.
  3. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem sich zwischen der Aufnahme (8) in der als Kühlplatte ausgebildeten Temperiereinheit (7) und dem Gehäuse (2) der Einzelzelle (1) ergebenden Spalt eine gut wärmeleitfähige Vergussmasse (10) angeordnet ist.
  4. Batterie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Nut zwischen der Aufnahme (8) und dem Gehäuse (2) einer Einzelzelle (1) ein vorzugsweise U-förmiges Einlegestück (4) angeordnet ist, dessen halbe Wandstärke in etwa der Differenz der Dicke des Gehäuses (2) in diesem Bereich und der entsprechenden lichten Weite der Nut in diesem Bereich entspricht.
  5. Batterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei bipolaren Einzelzellen zwischen der Nut und dem Gehäuse (2) eine elektrisch isolierende und vorzugsweise gut wärmeleitende Vergussmasse angeordnet ist.
  6. Batterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei bipolaren Einzelzellen das Einlegestück (4) ein elektrisch nicht leitfähiges und vorzugsweise gut wärmeleitfähiges Material aufweist.
  7. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einzelzelle (1) prismatisch ist.
  8. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einzelzelle (1) quaderförmig ist.
  9. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einzelzelle (1) quaderförmig ist und dass die Länge der Breitseite einer in der Aufnahme (8) anordenbaren Randseite wenigstens das Fünffache, bevorzugt wenigstens das Zehnfache und besonders bevorzugt wenigstens das Zwanzigfache der zur Länge der entsprechenden Schmalseite dieser Randseite beträgt.
  10. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewandungen der Einzelzellen (1), insbesondere die Verlängerungen der Gehäusewandungen zumindest im Bereich der Aufnahme (8) gut wärmeleitend ausgebildet sind.
  11. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gut wärmeleitenden Gehäusewandungen benachbarter Einzelzellen (1) zumindest bereichsweise voneinander beabstandet sind und einen vorzugsweise fluiddurchströmbaren Durchströmkanal ausbilden.
  12. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zweier Aufnahmen (8) größer als die entsprechende größte Dicke einer Einzelzelle (1) ist.
  13. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zweier Aufnahmen (8) in etwa der Summe der entsprechenden größten Dicke einer Einzelzelle (1) und der entsprechenden lichten Weite des zugehörigen Durchströmkanals entspricht.
  14. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einer Einzelzelle (1) zwei Gehäuseplatten (2.1, 2.2) aufweist, die randseitig miteinander verbunden sind und dass wenigstens eine, vorzugsweise die zuströmseitig vordere Gehäuseplatte (2.1) einer Einzelzelle (1) verlängert ist und dass diese Verlängerung (3) zumindest bereichsweise innerhalb der Aufnahme (8) angeordnet ist.
  15. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einer Einzelzelle (1) zwei Gehäuseplatten (2.1, 2.2) aufweist, die randseitig zumindest mittelbar miteinander verbunden sind, dass zumindest eine Gehäuseplatte (2.1, 2.2) zweier benachbarter Einzelzellen (1) zur Ausbildung eines Durchströmkanals mit Distanzhaltern (11) versehen ist.
  16. Batterie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Distanzhalter (11) in einer Gehäuseplatte (2.1, 2.2) integriert ist.
  17. Batterie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Distanzhalter (11) eine Materialauswölbung und/oder eine Ausstülpung und/oder ein Noppen ist, der aus der betreffenden Gehäuseplatte (2.1, 2.2) ausgetrieben bzw. eingeprägt ist.
  18. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (6) einen Batteriekasten aufweist und dass die Einzelzellen (1) innerhalb des fluiddurchströmbaren Batteriekastens angeordnet sind.
  19. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid zumindest mittelbar wärmeleitend mit dem Wärmeleitmedium einer Klimaanlage, vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs, besonders bevorzugt eines Kfzs verbunden ist.
  20. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Wärmeübertrag zwischen dem Fluid und dem Wärmeleitmedium ein Wärmetauscher angeordnet ist.
  21. Batterie (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgehäuse (2) zumindest abschnittsweise verdickt ausgebildet ist.
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