DE102008010821A1 - Battery module i.e. high-capacity battery, for mild-hybrid-drive, has cell module gaps formed between cell modules for guiding cooling medium from cylinder orifice to exhaust port and variably adjusted - Google Patents

Battery module i.e. high-capacity battery, for mild-hybrid-drive, has cell module gaps formed between cell modules for guiding cooling medium from cylinder orifice to exhaust port and variably adjusted Download PDF

Info

Publication number
DE102008010821A1
DE102008010821A1 DE200810010821 DE102008010821A DE102008010821A1 DE 102008010821 A1 DE102008010821 A1 DE 102008010821A1 DE 200810010821 DE200810010821 DE 200810010821 DE 102008010821 A DE102008010821 A DE 102008010821A DE 102008010821 A1 DE102008010821 A1 DE 102008010821A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cell
battery module
cell modules
module
layers
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200810010821
Other languages
German (de)
Inventor
Jens Dr.-Ing. Meintschel
Dirk Dipl.-Ing. Dr. Schröter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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 Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE200810010821 priority Critical patent/DE102008010821A1/en
Publication of DE102008010821A1 publication Critical patent/DE102008010821A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643Cylindrical cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/651Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by parameters specified by a numeric value or mathematical formula, e.g. ratios, sizes or concentrations
    • H01M10/652Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by parameters specified by a numeric value or mathematical formula, e.g. ratios, sizes or concentrations characterised by gradients
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561Gases
    • H01M10/6566Means within the gas flow to guide the flow around one or more cells, e.g. manifolds, baffles or other barriers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567Liquids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289Mountings; 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
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

The module (B) has cell modules (1) electrically parallely and/or serially connected, and a cell composite (Z) formed by the cell modules arranged in a layer (L). The cell composite is arranged in a battery housing (2), and a cooling medium (K) e.g. fresh air, is guidable over a cylinder orifice (3). Cell module gaps are formed between the cell modules for guiding the cooling medium from the orifice to an exhaust port (4), and are variably adjusted. The orifice is centrally arranged, and the layers of the cell modules are arranged in an orientation angle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul mit mehreren Zellmodulen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a battery module with a plurality of cell modules according to the Preamble of claim 1.

Üblicherweise werden Batteriemodule (auch kurz Batterie genannt), insbesondere Hochleistungsbatterien für Mild-Hybrid-Antriebe, gekühlt, um eine entstehende Verlustwärme abzuführen. Dazu sind im Stand der Technik bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt.Usually are battery modules (also called battery for short), in particular High performance batteries for mild hybrid drives, cooled, to dissipate any resulting heat loss. To are already in the prior art, various methods and devices known.

Aus der DE 44 07 156 C1 ist ein Batteriekasten mit mehreren als lageunabhängige Einzelzellen ausgebildeten, elektrochemischen Speichern bekannt. Innerhalb des Batteriekastens sind die Zellen liegend angeordnet, wobei übereinander liegende Zellen zu einer Zellengruppe zusammengefasst sind. Zwischen benachbarten Zellen weist die Zellengruppe Durchströmkanäle auf. Die Durchströmkanäle einer Zellengruppe sind über einen Querzuströmkanal mit einem Verteilerkanal und über einen Querabströmkanal mit einem Sammelkanal verbunden, wobei der Sammelkanal bezüglich des Batteriekastens auf der dem Verteilerkanal gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.From the DE 44 07 156 C1 is a battery box with several trained as a position independent single cells, known electrochemical storage. Within the battery box, the cells are arranged lying, with cells lying one above the other are combined to form a cell group. Between adjacent cells, the cell group has flow-through channels. The flow channels of a cell group are connected via a Querzuströmkanal with a distribution channel and a Querabströmkanal with a collecting channel, wherein the collecting channel is arranged with respect to the battery box on the opposite side of the distribution channel.

Weiterhin wird in der US 2006 115 716 A1 ein Batteriemodul offenbart, welches zumindest eine Batteriesäule umfasst, in welcher mehrere Einzelzellen schichtartig angeordnet sind. Die Batteriesäulen sind in einem Gehäuse, in welchem ein Kühlmedium zirkuliert, angeordnet. Dabei ist eine Größe eines Winkels zwischen den Batteriesäulen abhängig von einer Einströmrichtung des Kühlmediums in das Gehäuse.Furthermore, in the US 2006 115 716 A1 discloses a battery module comprising at least one battery column in which a plurality of individual cells are arranged in layers. The battery columns are arranged in a housing in which a cooling medium circulates. In this case, a size of an angle between the battery columns is dependent on an inflow direction of the cooling medium into the housing.

Nachteilig an denen im Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist jedoch, dass lediglich eine ungleichmäßige Verteilung des Kühlmediums zwischen den beispielsweise mehrlagig angeordneten Einzelzellen erreicht wird, woraus verschiedene Temperaturniveaus und eine nicht optimale Kühlung der Batteriemodul resultieren.adversely those known in the art known methods and devices However, that is just an uneven one Distribution of the cooling medium between the example multi-layered single cells is achieved, from which different Temperature levels and not optimal cooling of the battery module result.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Batteriemodul anzugeben, welche insbesondere die im Stand der Technik angegebenen Nachteile überwindet sowie einfach und kostengünstig herstellbar ist.Of the The invention is therefore based on the object, an improved battery module indicate, in particular those specified in the prior art Overcomes disadvantages as well as simply and inexpensively can be produced.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Batteriemodul gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.The Task is according to the invention with a battery module having dissolved, which has the features specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Batteriemodul mit mehreren Zellmodulen, die elektrisch parallel und/oder seriell verschaltet sind und einen Zellverbund mit mehreren in mindestens einer Lage angeordneten Zellmodulen bilden, ist dem in einem Batteriegehäuse angeordneten Zellverbund über eine Einströmöffnung ein Kühlmedium zuführbar. Erfindungsgemäß sind zu einer Führung des Kühlmediums von der Einströmöffnung zu zumindest einer Ausströmöffnung zwischen den Zellmodulen gebildete Zellmodulzwischenräume variabel einstellbar. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, einen Durchsatz des Kühlmediums und Strömungsverhältnisse ohne eine Anordnung zusätzlicher Einrichtungen zu steuern.at the battery module according to the invention with several Cell modules that interconnects electrically in parallel and / or in series are and a cell composite with multiple in at least one location form arranged cell modules is that in a battery case arranged cell assembly via an inflow opening a cooling medium can be supplied. According to the invention to a guide of the cooling medium from the inlet opening to at least one outflow opening between the Cell modules formed cell module spaces variable adjustable. This makes it possible in an advantageous manner, a throughput of the Cooling medium and flow conditions without controlling an array of additional facilities.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Einströmöffnung zentriert angeordnet. Zwischen der Einströmöffnung und zumindest einer Ausströmöffnung ist mindestens ein Strömungskanal zur Führung des Kühlmediums vorgesehen, wobei der Strömungskanal in einer Ausgestaltung der Erfindung aus zwei in einem Keilwinkel zueinander angeordneten Lagen von Zellmodulen gebildet ist und in Strömungsrichtung des Kühlmediums verjüngend ausgebildet ist. Die Lagen sind vorzugsweise jeweils aus mehreren horizontal in einer Reihe angeordneten Zellmodulen gebildet und in einem Lagewinkel in dem Gehäuse anordbar. Daraus resultiert der Vorteil, dass eine gleichmäßige Verteilung des Kühlmediums im gesamten Batteriegehäuse erreicht wird, so dass ein niedriger Temperaturgradient über die Lagen der Zellmodule erzielt wird.In a development of the invention is the inflow opening centered. Between the inlet opening and at least one outflow opening is at least a flow channel for guiding the cooling medium provided, wherein the flow channel in one embodiment of the invention of two arranged in a wedge angle to each other Layers of cell modules is formed and in the flow direction the cooling medium is tapered. The Layers are preferably each of several horizontally in one Row arranged cell modules formed and in a position angle can be arranged in the housing. This results in the advantage that a uniform distribution of the cooling medium in the entire battery case is reached, leaving a lower Temperature gradient across the layers of the cell modules achieved becomes.

Gemäß sinnvoller Weiterführungen sind mehrere Einströmöffnungen zu einem Einströmen und/oder mehrere Ausströmöffnungen zu einem Ausströmen des Kühlmediums vorgesehen, was zu einem erhöhten Kühlmitteldurchsatz und einer weiteren Verbesserung der gleichmäßigen Verteilung des Kühlmittels und daraus folgend zu einer effizienteren Kühlung der Batteriemodul führt.According to more meaningful Continuations are multiple inflow to an inflow and / or multiple outflow openings provided for an outflow of the cooling medium, resulting in increased coolant flow rate and a further improvement of uniformity Distribution of the coolant and consequently to a more efficient cooling of the battery module leads.

Ferner ist eine Zellmodulposition einer und/oder mehrerer Zellmodule einer und/oder mehrerer Lagen variabel einstellbar, wodurch ein Abstand zwischen Zellmodulen einer Lage und ein Abstand zwischen Zellmodulen verschiedener, insbesondere benachbarter Lagen variabel einstellbar ist. Zusätzlich kann bei konstantem Abstand zwischen Zellmodulen einer Lage mittels einer Variation der Zellmodulposition einer und/oder mehrerer Zellmodule einer und/oder mehrerer Lagen ein Abstand zwischen Zellmodulen verschiedener, insbesondere benachbarter Lagen variabel einstellbar sein.Further is a cell module position of one and / or several cell modules of one and / or several layers variably adjustable, whereby a distance between Cell modules of a layer and a distance between cell modules of different, in particular adjacent layers is variably adjustable. additionally can by means of a constant distance between cell modules of a layer a variation of the cell module position of one and / or more cell modules one and / or more layers a distance between cell modules of different, in particular adjacent layers can be variably adjusted.

Durch die variable Zellmodulposition und die daraus folgende Variabilität der Abstände zwischen den Zellmodulen sind ein Keilwinkel des Strömungskanals und durch die Variabilität der Position der Lagen der Zellmodule der Lagewinkel variabel einstellbar, so dass eine Anpassung des Stromes des Kühlmediums an Temperaturverhältnisse des Batteriemoduls und/oder der Zellmodule ausführbar ist.Due to the variable cell module position and the resulting variability of the distances between the cell modules, a wedge angle of the flow channel and the variability of the position of the layers of the cell modules of the position angle are variably adjustable bar, so that an adjustment of the flow of the cooling medium to temperature conditions of the battery module and / or the cell modules is executable.

Weiterhin sind mittels der Variation der Zellmodulposition einer und/oder mehrerer Zeitmodule einer und/oder mehrerer Lagen Abmessungen der Zellmodulzwischenräume einer und/oder verschiedener, insbesondere benachbarter Lagen und ein Strömungswiderstand variabel einstellbar, wodurch wiederum die Strömung des Kühlmediums beeinflussbar und an Kühlerfordernisse des Batteriemoduls anpassbar ist.Farther are by means of the variation of the cell module position one and / or several time modules of one and / or more layers dimensions of the cell module interspaces one and / or different, in particular adjacent layers and a flow resistance variably adjustable, which in turn the flow of the cooling medium can be influenced and is adaptable to cooling requirements of the battery module.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind Mittel zu einer temperaturabhängigen Variation der Zellmodulposition vorgesehen, wobei diese aus Aktuatoren und/oder aus einer sich bei Wärmeeinwirkung ausdehnenden Flüssigkeit gebildet sind. Anhand dieser Mittel ist eine zuverlässige Veränderung bzw. Einstellung der Zellmodulposition möglich.In an advantageous embodiment of the invention are means for a temperature-dependent variation of the cell module position provided These are made of actuators and / or from a heat are formed expansive liquid. On the basis of these means is a reliable change or attitude the cell module position possible.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Zellmodul aus einer oder mehreren elektrisch parallel und/oder seriell verschalteten Einzelzellen gebildet, wodurch in einfacher Art und Weise eine benötigte Batteriespannung- und/oder -leistung erreicht wird.According to one Development of the invention is a cell module of one or more electrically parallel and / or series-connected single cells formed, which in a simple manner a required Battery voltage and / or performance is achieved.

Es ist weiterhin möglich, dass das Kühlmedium Frischluft oder eine Flüssigkeit ist, so dass eine variable Anwendung und Kühlung des Batteriemoduls je nach Einsatzart und Einsatzort ermöglicht wird.It is also possible that the cooling medium fresh air or a liquid, allowing a variable application and cooling the battery module depending on the application and location is possible.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.embodiments The invention will be described below with reference to a drawing explained.

Dabei zeigt:there shows:

1 schematisch ein Batteriemodul mit mehreren zu Lagen zusammengefassten Zellmodulen und geometrische Verhältnisse des Batteriemoduls. 1 schematically a battery module with several combined into layers cell modules and geometric relationships of the battery module.

1 stellt ein Batteriemodul B mit mehreren zu Lagen L zusammengefassten Zellmodulen 1 und geometrische Verhältnisse des Batteriemoduls 1 dar. 1 represents a battery module B with several combined to layers L cell modules 1 and geometric relationships of the battery module 1 represents.

Die Zellmodule 1 sind elektrisch seriell und/oder parallel zu einem Zellverbund Z miteinander verschaltet und insbesondere stabförmig und somit strömungsgünstig ausgeführt. Ein Zellmodul 1 ist aus einer und oder mehreren wiederum elektrisch seriell und/oder parallel verschalteten, nicht näher dargestellten Einzelzellen gebildet. Die Einzelzellen können dabei eine beliebige Zellform, beispielsweise zylindrisch oder prismatisch, aufweisen. Die Zellmodule 1 sind weiterhin in einem Batteriegehäuse 2 angeordnet.The cell modules 1 are electrically connected in series and / or parallel to a cell network Z with each other and in particular rod-shaped and thus aerodynamically designed. A cell module 1 is formed from one or more electrically connected in series and / or in parallel, not shown individual cells. The individual cells can have any cell shape, for example cylindrical or prismatic. The cell modules 1 are still in a battery case 2 arranged.

Dabei sind mehrere Zellmodule 1 in einer Lage L angeordnet zusammengefasst, wobei die Lage L insbesondere aus einer Mehrzahl parallel in einer Reihe, insbesondere horizontal angeordneter Zellmodule 1 gebildet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Zellverbund Z aus vier horizontalen Lagen L gebildet. In nicht näher dargestellten Weiterführungen der Erfindung kann der Zellverbund Z auch aus einer beliebigen sowohl geraden als auch ungeraden Anzahl von Lagen gebildet sein.There are several cell modules 1 arranged in a layer L, wherein the layer L in particular from a plurality of parallel in a row, in particular horizontally arranged cell modules 1 is formed. In the illustrated embodiment of the invention, the cell composite Z is formed from four horizontal layers L. In non-illustrated continuations of the invention, the cell composite Z can also be formed from any even and odd number of layers.

Die Lagen L sind in einem Lagewinkel β1, β2 zu einer gedachten Mittellinie M in dem Batteriegehäuse 2 angeordnet, wobei die Lagewinkel β1, β2 verschiedener Lagen L unterschiedlich sein können.The layers L are in a position angle β 1 , β 2 to an imaginary center line M in the battery case 2 arranged, wherein the position angle β 1 , β 2 different layers L may be different.

Weiterhin ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine zentriert angeordnete Einströmöffnung 3 zur Zuführung eines Kühlmediums K vorgesehen. Gemäß sinnvollen Weiterführungen der Erfindung können alternativ auch mehrere Einströmöffnungen 3 zur Zuführung des Kühlmediums K vorgesehen sein, so dass dem Batteriemodul B eine größere Menge des Kühlmediums K zuführbar ist, was zu einer verbesserten Kühlung führt. Bei dem Kühlmittel K kann es sich dabei sowohl um Frischluft als auch um eine Flüssigkeit handeln.Furthermore, in the illustrated embodiment of the invention is a centered inlet opening 3 provided for supplying a cooling medium K. According to meaningful continuations of the invention may alternatively also several inflow 3 be provided for supplying the cooling medium K, so that the battery module B, a larger amount of the cooling medium K can be fed, resulting in improved cooling. The coolant K can be both fresh air and a liquid.

Zu einer Führung des Kühlmediums K zwischen der Einströmöffnung 3 und zumindest einer, im dargestellten Beispiel zwei Ausströmöffnungen 4 ist ein Strömungskanal S vorgesehen, welcher insbesondere durch die direkt zur Mittellinie M benachbart angeordneten Lagen L gebildet ist. Dabei sind die Lagen L in einem Keilwinkel α zueinander angeordnet, wodurch der Strömungskanal S in Strömungsrichtung des Kühlmediums K insbesondere verjüngend ausgebildet ist.To a guide of the cooling medium K between the inlet opening 3 and at least one, in the example shown, two outflow openings 4 a flow channel S is provided, which is formed in particular by the directly adjacent to the center line M arranged layers L. The layers L are arranged at a wedge angle α to each other, whereby the flow channel S is formed in the flow direction of the cooling medium K in particular tapered.

Daraus resultiert ein in Strömungsrichtung anwachsender Strömungswiderstand, der in vorteilhafter Weise dazu führt, dass das Kühlmedium K durch zwischen den Zellmodulen 1 gebildeten Zellmodulzwischenräume ZR zu den Ausströmöffnungen 4 strömt. Die Ausströmöffnungen 4 sind vorzugsweise an der der Einströmöffnung 3 gegenüberliegenden Seite des Batteriegehäuses 2 randseitig angeordnet, so dass eine Durchströmung aller Bereiche des Batteriegehäuses 2 und somit eine gleichmäßige Kühlung erreicht werden.This results in a flow resistance increasing in the flow direction, which advantageously leads to the cooling medium K passing through between the cell modules 1 formed cell module spaces ZR to the outflow openings 4 flows. The outflow openings 4 are preferably at the inlet opening 3 opposite side of the battery case 2 arranged on the edge, so that a flow through all areas of the battery case 2 and thus a uniform cooling can be achieved.

Bei einer Verwendung von mehr als einer Einströmöffnung 3 sind die Zellmodule 1 vorzugsweise derart angeordnet, dass die gebildeten Lagen L von jeder Einströmöffnung 3 aus gesehen einen separaten Strömungskanal S ausbilden, wodurch eine effektive Kühlung der Batteriemodul B realisierbar ist.When using more than one inlet opening 3 are the cell modules 1 preferably arranged such that the formed layers L of each inflow opening 3 seen from a se paraten flow channel S form, whereby an effective cooling of the battery module B can be realized.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht die Möglichkeit, dass mehr als zwei Ausströmöffnungen 4 zum Ausströmen des Kühlmediums K vorgesehen sind, wobei an den Ausströmöffnungen 4 nicht näher dargestellte Vorrichtungen zur Erzeugung eines Unterdruckes anordbar sind, die einen großen und gleichmäßigen Durchsatz des Kühlmittels K durch das Batteriegehäuse 2 und somit eine weitere Erhöhung der Effizienz der Kühlung erzielen.In a further embodiment of the invention, there is the possibility that more than two outflow openings 4 are provided for the outflow of the cooling medium K, wherein at the outflow openings 4 not shown devices for generating a negative pressure can be arranged, the large and uniform flow rate of the coolant K through the battery case 2 and thus achieve a further increase in the efficiency of the cooling.

Erfindungsgemäß sind zu einer Führung des Kühlmediums K von der Einströmöffnung 3 zu der Ausströmöffnung 4 die zwischen den Zellmodulen 1 gebildeten Zellmodulzwischenräume ZR variabel einstellbar. Um dies zu erreichen, ist eine Zellmodulposition, d. h. die Anordnung mindestens eines oder mehrerer der Zellmodule 1 in einer Lage L und/oder in mehreren Lagen L, variabel einstellbar.According to the invention, a guidance of the cooling medium K from the inflow opening 3 to the discharge opening 4 the between the cell modules 1 formed cell module spaces ZR variably adjustable. To achieve this is a cell module position, ie the arrangement of at least one or more of the cell modules 1 in a position L and / or in several layers L, variably adjustable.

Dazu sind gemäß einer Weiterbildung der Erfindung Mittel zu einer temperaturabhängigen Variation der Zellmodulposition vorgesehen. Dabei handelt es sich insbesondere um Akkumulatoren, Stellglieder, Stellmotoren, sich bei Wärme ausdehnende Flüssigkeiten oder dgl. In besondere Weise können hierzu bspw. einzelne Lagen von Zellen oder Teile davon an ihrem einen Ende schwenkbar und an ihrem anderen Ende mit einem Stellglied verschiebbar angeordnet sein. Durch diese Ausbildung können dann die entsprechenden einzelnen Lagen von Zellen gezielt und vorzugsweise definiert um das eine Ende geschwenkt und damit die entsprechenden Winkel verändert werden.To are according to an embodiment of the invention means to a temperature-dependent variation of the cell module position intended. These are in particular accumulators, Actuators, actuators, heat-expanding fluids or the like. In a particular way, this can, for example, individual Layers of cells or parts thereof pivotable at one end and slidably disposed at its other end with an actuator be. Through this training then the appropriate individual layers of cells targeted and preferably defined to one end pivoted and thus changed the corresponding angle become.

Mittels der Variation der Zellmodulposition einer und/oder mehrerer Zellmodule 1 einer Lage L ist beispielsweise ein Abstand a der Zellmodule 1 dieser Lage L zueinander variabel einstellbar. Der Abstand a kann ebenfalls konstant ausgeführt sein, jedoch ist sowohl bei konstantem als auch bei variablem Abstand a in einer Weiterführung der Erfindung ein Abstand b zwischen Zellmodulen 1 verschiedener, insbesondere benachbarter Lagen L variabel einstellbar. Durch die Variabilität der Abstände a, b sind in vorteilhafter Weise die Abmessungen der Zellmodulzwischenräume ZR veränderbar.By means of the variation of the cell module position of one and / or several cell modules 1 a layer L is for example a distance a of the cell modules 1 this position L each other variably adjustable. The distance a can also be designed to be constant, however, at a constant as well as at a variable distance a, in a continuation of the invention, there is a distance b between cell modules 1 different, in particular adjacent layers L variably adjustable. Due to the variability of the distances a, b, the dimensions of the cell module intermediate spaces ZR can advantageously be changed.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass der Keilwinkel α des Strömungskanals S insbesondere einstellbar ist.Farther there is the possibility that the wedge angle α of Flow channel S in particular is adjustable.

Aus der beschriebenen Anordnung und Variabilität der Zellmodule 1 und deren Zellmodulpositionen resultiert der Vorteil, einerseits bei einer Veränderung einer zugeführten Kühlmittelmenge die Strömungsverhältnisse in dem Batteriegehäuse 2 gleich zu halten und andererseits bei einer Erhöhung bzw. einer Verringerung des Kühlerfordernisses den Strömungswiderstand, Strömungsrichtungen und daraus folgend eine Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums variabel an gewünschte Kühlerfordernisse anzupassen.From the described arrangement and variability of the cell modules 1 and their cell module positions results in the advantage, on the one hand with a change in a supplied amount of coolant, the flow conditions in the battery case 2 to keep the same and on the other hand, in an increase or a reduction of the cooling requirement to adjust the flow resistance, flow directions and consequent flow rate of the cooling medium variable to desired cooling requirements.

11
Zellmodulcell module
22
Batteriegehäusebattery case
33
Einströmöffnunginflow
44
Ausströmöffnungoutflow
aa
Abstanddistance
bb
Abstanddistance
BB
Batteriemodulbattery module
KK
Kühlmediumcooling medium
LL
Lagendocuments
MM
Mittelliniecenter line
SS
Strömungskanalflow channel
ZZ
Zellverbundcell assembly
ZRZR
ZellmodulzwischenraumCell module space
αα
Keilwinkelwedge angle
β1 β 1
Lagewinkelposition angle
β2 β 2
Lagewinkelposition angle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 4407156 C1 [0003] - DE 4407156 C1 [0003]
  • - US 2006115716 A1 [0004] US 2006115716 A1 [0004]

Claims (21)

Batteriemodul (B) mit mehreren Zellmodulen (1), die elektrisch parallel und/oder seriell verschaltet sind und einen Zellverbund (Z) mit mehreren in einer Lage (L) angeordneten Zellmodulen (1) bilden, wobei der Zellverbund (Z) in einem Batteriegehäuse (2) angeordnet ist und über eine Einströmöffnung (3) ein Kühlmedium (K) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung des Kühlmediums (K) von mindestens einer Einströmöffnung (3) zu zumindest einer Ausströmöffnung (4) zwischen den Zellmodulen (1) gebildete Zellmodulzwischenräume (ZR) variabel einstellbar sind.Battery module (B) with several cell modules ( 1 ), which are electrically connected in parallel and / or in series, and a cell network (Z) with a plurality of cell modules arranged in one layer (L) ( 1 ), wherein the cell assembly (Z) in a battery housing ( 2 ) is arranged and via an inlet opening ( 3 ) a cooling medium (K) can be supplied, characterized in that for guiding the cooling medium (K) of at least one inflow opening ( 3 ) to at least one outflow opening ( 4 ) between the cell modules ( 1 ) formed cell module spaces (ZR) are variably adjustable. Batteriemodul (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmöffnung (3) zentriert angeordnet ist.Battery module (B) according to claim 1, characterized in that the inflow opening ( 3 ) is centered. Batteriemodul (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung des Kühlmediums (K) von der Einströmöffnung (3) zu der Ausströmöffnung (4) zumindest ein Strömungskanal (S) vorgesehen ist.Battery module (B) according to claim 1, characterized in that for guiding the cooling medium (K) from the inflow opening ( 3 ) to the discharge opening ( 4 ) is provided at least one flow channel (S). Batteriemodul (B) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (S) aus zwei in einem Keilwinkel (α) zueinander angeordneten Lagen (L) von Zellmodulen (1) gebildet ist und in Strömungsrichtung des Kühlmediums (K) verjüngend ausgebildet ist.Battery module (B) according to claim 3, characterized in that the flow channel (S) of two in a wedge angle (α) mutually arranged layers (L) of cell modules ( 1 ) is formed and is tapered in the flow direction of the cooling medium (K). Batteriemodul (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen (L) von Zellmodulen (1) in einem Lagewinkel (β1, β2) angeordnet sind.Battery module (B) according to claim 1, characterized in that the layers (L) of cell modules ( 1 ) are arranged at a position angle (β 1 , β 2 ). Batteriemodul (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einströmöffnungen (3) zu einem Einströmen des Kühlmediums (K) vorgesehen sind.Battery module (B) according to claim 1, characterized in that a plurality of inflow openings ( 3 ) are provided to an inflow of the cooling medium (K). Batteriemodul (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ausströmöffnungen (4) zu einem Ausströmen des Kühlmediums (K) vorgesehen sind.Battery module (B) according to claim 1, characterized in that a plurality of outflow openings ( 4 ) are provided for outflow of the cooling medium (K). Batteriemodul (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zellmodulposition mindestens eines Zellmoduls (1) einer Lage (L) und/oder mehrere Zellmodule (1) einer oder mehrerer Lagen (L) variabel einstellbar sind bzw. ist.Battery module (B) according to claim 1, characterized in that a cell module position of at least one cell module ( 1 ) one layer (L) and / or several cell modules ( 1 ) of one or more layers (L) are variably adjustable or is. Batteriemodul (B) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Variation der Zellmodulposition einer oder mehrerer Zellmodule (1) einer Lage (L) ein Abstand (a) zwischen den Zellmodulen (1) dieser Lage (L) variabel einstellbar ist.Battery module (B) according to claim 8, characterized in that by means of a variation of the cell module position of one or more cell modules ( 1 ) a layer (L) a distance (a) between the cell modules ( 1 ) of this position (L) is variably adjustable. Batteriemodul (B) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Variation der Zellmodulposition einer oder mehrerer Zellmodule (1) einer oder mehrerer Lagen (L) ein Abstand (b) zwischen Zellmodulen (1) verschiedener, insbesondere benachbarter Lagen (L) variabel einstellbar ist.Battery module (B) according to claim 8, characterized in that by means of a variation of the cell module position of one or more cell modules ( 1 ) one or more layers (L) a distance (b) between cell modules ( 1 ) of different, in particular adjacent layers (L) is variably adjustable. Batteriemodul (B) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei konstantem Abstand (a) zwischen Zellmodulen (1) einer Lage (L) mittels einer Variation der Zellmodulposition einer oder mehrerer Zellmodule (1) einer oder mehrerer Lagen (L) in Richtung von Zellmodulen (1) benachbarter Lagen (L) ein Abstand (b) zwischen Zellmodulen (1) verschiedener, insbesondere benachbarter Lagen (L) variabel einstellbar ist.Battery module (B) according to claim 8, characterized in that at a constant distance (a) between cell modules ( 1 ) a layer (L) by means of a variation of the cell module position of one or more cell modules ( 1 ) one or more layers (L) in the direction of cell modules ( 1 ) of adjacent layers (L) a distance (b) between cell modules ( 1 ) of different, in particular adjacent layers (L) is variably adjustable. Batteriemodul (B) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Variation der Zellmodulposition einer und/oder mehrerer Zellmodule (1) einer und/oder mehrerer Lagen (L) Abmessungen von Zellmodulzwischenräumen (ZR) einer und/oder verschiedener, insbesondere benachbarter Lagen (L) variabel einstellbar sind.Battery module (B) according to claim 8, characterized in that by means of a variation of the cell module position of one and / or several cell modules ( 1 ) one and / or several layers (L) dimensions of cell module spaces (ZR) one and / or different, in particular adjacent layers (L) are variably adjustable. Batteriemodul (B) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Variation der Zellmodulposition einer und/oder mehrerer Zellmodule (1) einer und/oder mehrerer Lagen (L) ein Keilwinkel (α) eines Strömungskanals (S) variabel einstellbar ist.Battery module (B) according to claim 8, characterized in that by means of a variation of the cell module position of one and / or several cell modules ( 1 ) one and / or several layers (L) a wedge angle (α) of a flow channel (S) is variably adjustable. Batteriemodul (B) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Variation der Zellmodulposition einer und/oder mehrerer Zellmodule (1) einer und/oder mehrerer Lagen (L) ein Lagewinkel (β1, β2) der Lagen (L) variabel einstellbar ist.Battery module (B) according to claim 8, characterized in that by means of a variation of the cell module position of one and / or several cell modules ( 1 ) one and / or several layers (L) a position angle (β 1 , β 2 ) of the layers (L) is variably adjustable. Batteriemodul (B) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Variation der Zellmodulposition einer und/oder mehrerer Zellmodule (1) einer und/oder mehrerer Lagen (L) ein Strömungswiderstand variabel einstellbar ist.Battery module (B) according to claim 8, characterized in that by means of a variation of the cell module position of one and / or several cell modules ( 1 ) and / or a plurality of layers (L), a flow resistance is variably adjustable. Batteriemodul (B) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur temperaturabhängigen Variation der Zellmodulposition einer und/oder mehrerer Zellmodule (1) einer und/oder mehrerer Lagen (L) vorgesehen sind.Battery module (B) according to claim 8, characterized in that means for temperature-dependent variation of the cell module position of one and / or several cell modules ( 1 ) one and / or several layers (L) are provided. Batteriemodul (B) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur temperaturabhängigen Variation der Zellmodulposition aus Aktuatoren und/oder aus einer sich bei Wärmeeinwirkung ausdehnenden Flüssigkeit gebildet sind.Battery module (B) according to claim 16, characterized that the means for temperature dependent variation of Cell module position from actuators and / or from a subject to heat are formed expansive liquid. Batteriemodul (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen (L) jeweils aus mehreren, parallel nebeneinander in einer Reihe angeordneten Zellmodulen (1) gebildet ist.Battery module (B) according to Claim 1, characterized in that the layers (L) each consist of a plurality of cell modules arranged parallel to one another in a row ( 1 ) is formed. Batteriemodul (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zellmodul (1) aus einer oder mehreren elektrisch parallel und/oder seriell verschalteten Einzelzellen gebildet ist.Battery module (B) according to claim 1, characterized characterized in that a cell module ( 1 ) is formed from one or more electrically parallel and / or series-connected individual cells. Batteriemodul (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zellmodul (1) stabförmig ausgebildet ist.Battery module (B) according to claim 1, characterized in that a cell module ( 1 ) is rod-shaped. Batteriemodul (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium (K) Frischluft oder eine Flüssigkeit ist.Battery module (B) according to claim 1, characterized that the cooling medium (K) fresh air or a liquid is.
DE200810010821 2008-02-23 2008-02-23 Battery module i.e. high-capacity battery, for mild-hybrid-drive, has cell module gaps formed between cell modules for guiding cooling medium from cylinder orifice to exhaust port and variably adjusted Withdrawn DE102008010821A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810010821 DE102008010821A1 (en) 2008-02-23 2008-02-23 Battery module i.e. high-capacity battery, for mild-hybrid-drive, has cell module gaps formed between cell modules for guiding cooling medium from cylinder orifice to exhaust port and variably adjusted

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810010821 DE102008010821A1 (en) 2008-02-23 2008-02-23 Battery module i.e. high-capacity battery, for mild-hybrid-drive, has cell module gaps formed between cell modules for guiding cooling medium from cylinder orifice to exhaust port and variably adjusted

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008010821A1 true DE102008010821A1 (en) 2009-08-27

Family

ID=40896697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200810010821 Withdrawn DE102008010821A1 (en) 2008-02-23 2008-02-23 Battery module i.e. high-capacity battery, for mild-hybrid-drive, has cell module gaps formed between cell modules for guiding cooling medium from cylinder orifice to exhaust port and variably adjusted

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008010821A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2965756A1 (en) * 2010-10-07 2012-04-13 Renault Sa BATTERY COMPARTMENT FOR A VEHICLE
US9337457B2 (en) 2010-06-24 2016-05-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery assembly with cooling

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4407156C1 (en) 1994-03-04 1995-06-08 Deutsche Automobilgesellsch Electric storage battery housing for electrically-driven automobile
US20060115716A1 (en) 2004-11-30 2006-06-01 Kim Tae-Yong Battery module

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4407156C1 (en) 1994-03-04 1995-06-08 Deutsche Automobilgesellsch Electric storage battery housing for electrically-driven automobile
US20060115716A1 (en) 2004-11-30 2006-06-01 Kim Tae-Yong Battery module

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9337457B2 (en) 2010-06-24 2016-05-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery assembly with cooling
FR2965756A1 (en) * 2010-10-07 2012-04-13 Renault Sa BATTERY COMPARTMENT FOR A VEHICLE
WO2012045978A3 (en) * 2010-10-07 2012-08-30 Renault S.A.S. Battery compartment for a vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3167507B1 (en) Housing for accomodating a plurality of battery cells with integrated cooling device
EP2067206B1 (en) Modular battery unit
DE102015108611A1 (en) vehicle component
DE102012111970A1 (en) Battery assembly and method for cooling a battery
DE102011084536B4 (en) Cooling device for an electrical energy storage and energy storage device
DE102008014155A1 (en) Modular battery system with cooling system
DE102009035480A1 (en) Battery i.e. lithium ion battery, for use in electrical powertrain of electric vehicle to store electricity, has valve units connected with battery modules such that cooling of modules is influenced depending on aging condition
DE102017118519A1 (en) Temperature control device for a battery case
DE102013223357A1 (en) battery module
DE102014114024A1 (en) heat exchangers
EP3658838A1 (en) Temperature control device for the temperature control of a battery system, and battery system
DE102011009000A1 (en) Heat exchanger for electrochemical energy store of battery for vehicle, has flow channels that are arranged vertically one above other and are provided adjacent to heat exchanger planes for flowing flow medium at moderate temperature
DE102008010821A1 (en) Battery module i.e. high-capacity battery, for mild-hybrid-drive, has cell module gaps formed between cell modules for guiding cooling medium from cylinder orifice to exhaust port and variably adjusted
DE102018003173A1 (en) Storage device for storing electrical energy for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle
DE102015221269A1 (en) battery
DE102007043947A1 (en) Modular battery unit for vehicle, has two battery cells and heat sink, which is arranged between battery cells, where heat sink has cooling medium flowing through it
DE102021005011A1 (en) Battery cell for an electrical energy store of a motor vehicle and electrical energy store
DE102017203648A1 (en) Akkumulatortemperieranordnung
DE102007017623A1 (en) Assembly plate for electrical or electronic components, has plate body made of metal, which is streaked by cooling channels for conducting cooling fluid
DE102019115884A1 (en) Temperature control device for temperature control of an electrical energy store with a first fluidic temperature control device and with a second temperature control device, as well as electrical energy storage device
WO2018184836A1 (en) High voltage battery
WO2018172132A1 (en) High-voltage accumulator
DE102017218122A1 (en) Heat exchanger, in particular battery cooler, for controlling the temperature of battery modules of a motor vehicle
DE102011107671A1 (en) Photovoltaic system installed on roof of home, has channel with distributor that is arranged between pipes on input side of absorber for blocking direct passageway of cooling medium to channels
DE102021114640A1 (en) Battery with uniformly immersion-tempered battery cells and motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0010500000

Ipc: H01M0010600000

Effective date: 20131205

R120 Application withdrawn or ip right abandoned