DE102008059947A1 - Battery, particularly high power battery and vehicle battery for mild hybrid drives of motor vehicle, has heat conducting plate for maintaining temperature of battery, where heat conducting plate is arranged in battery housing - Google Patents

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Abstract

The battery has a heat conducting plate (3) for maintaining temperature of the battery. The heat conducting plate is arranged in a battery housing. Multiple individual cells (1) are provided which are interconnected with each other in parallel or series and are combined to form a composite cell. The heat conducting plate has a notch in the area of the pole contacts of individual cells. The individual cells and the heat conducting plate are thermally coupled to each other. An electronic component is arranged at the heat conducting plate in a heat conducting and electrically insulated manner.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a battery with a in a battery case arranged Wärmeleitplatte for tempering the battery according to the preamble of claim 1.

Üblicherweise werden Batterien, insbesondere Hochleistungsbatterien für Mild-Hybrid-Antriebe, gekühlt, um eine entstehende Verlustwärme abzuführen. Die Kühlung wird häufig, insbesondere aus Bauraumgründen, durch die Fahrzeugklimaanlage realisiert. Dabei wird ein Kältemittel der Fahrzeugklimaanlage durch eine mit Kühlkanälen versehene Kühlplatte (auch Wärmeleitplatte oder Verdampferplatte genannt) geleitet und gibt eine gespeicherte Kälte an diese ab. Eine Anbindung der Kühlplatte an Einzelzellen der Batterie erfolgt z. B. über Wärmeleitfolie oder Vergussmasse.Usually are batteries, especially high-performance batteries for Mild hybrid drives, cooled to a resulting heat loss dissipate. Cooling becomes common, especially for reasons of space, realized by the vehicle air conditioning. In this case, a refrigerant of the vehicle air conditioner a cooling plate provided with cooling channels (also called thermal plate or evaporator plate) passed and gives a stored cold to this. A connection the cooling plate to individual cells of the battery is z. B. over heat conducting foil or potting compound.

Aus der DE 10 2007 063 178.4 ist eine Batterie mit einem Batteriegehäuse und einer Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie bekannt, wobei die Batterie mehrere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen aufweist, die Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte verbunden sind. Die Wärmeleitplatte weist im Bereich der Pole der Einzelzellen Bohrungen und/oder Einschnitte auf, in oder durch welche die Pole hinein- bzw. hindurchragen. Die Einzelzellen sind über die zugehörigen Pole mittels einer vorgespannten Verbindung von in oder auf den Polen form- und kraftschlüssig angeordneten Befestigungsmitteln jeweils an der Wärmeleitplatte befestigt.From the DE 10 2007 063 178.4 a battery with a battery case and a heat conducting plate for controlling the temperature of the battery is known, wherein the battery has a plurality of parallel and / or serially interconnected individual cells, the heat conductively connected to the heat conducting plate. In the region of the poles of the individual cells, the heat conducting plate has bores and / or cuts, into or through which the poles penetrate into or protrude. The individual cells are attached via the associated poles by means of a prestressed connection of in or on the poles positively and non-positively arranged fastening means in each case on the heat conducting plate.

Bisher erfolgt die Befestigung von zum Betrieb einer Batterie notwendigen elektronischen Bauelementen, insbesondere von Schützen und Sicherungen, in einem separaten Träger. Diese Herstellungsmethode ist aufwendig, da die elektronischen Bauelemente dafür extra mit Aufnahmen, z. B. Ösen für Verschraubungen, versehen werden müssen. Zudem sind für die Zu- und Ableitungen zu den elektronischen Bauelementen lange Stromschienen erforderlich.So far the attachment is necessary to operate a battery electronic components, in particular contactors and fuses, in a separate carrier. This manufacturing method is expensive, because the electronic components for it extra with recordings, z. B. eyelets for screw connections, must be provided. In addition, for the and derivatives to the electronic components long busbars required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie anzugeben.Of the Invention is based on the object, an improved battery with a arranged in a battery housing heat conduction to specify the temperature of the battery.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Batterie gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.The Task is according to the invention with a battery 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 der erfindungsgemäßen Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie sind mehrere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen zu einem Zellenverbund zusammengefasst und Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte verbunden, wobei die Wärmeleitplatte im Bereich der Pole der Einzelzellen Aussparungen aufweist, durch welche die Pole hindurchragen, wobei die Einzelzellen und die Wärmeleitplatte thermisch miteinander gekoppelt und elektrisch voneinander isoliert sind. Die Batterie zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass an der Wärmeleitplatte zumindest ein elektronisches Bauelement Wärme leitend und elektrisch isoliert angeordnet ist.at the battery of the invention with a in one Battery housing arranged Wärmeleitplatte for Tempering the battery are several parallel and / or serial interconnected single cells combined into a cell network and Heat conductively connected to the heat conducting plate, wherein the heat conducting plate in the region of the poles of the individual cells Having recesses through which the poles protrude, wherein the single cells and the heat conduction plate thermally with each other coupled and electrically isolated from each other. The battery is characterized according to the invention by the fact that on the heat conducting at least one electronic component Heat conductive and electrically insulated is arranged.

Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, mit der zur Kühlung der Einzelzellen angeordneten Wärmeleitplatte gleichzeitig das elektronische Bauelement zu kühlen und somit eine Erhöhung eines elektrischen Widerstandes in dem elektronischen Bauelement zumindest zu begrenzen oder zu vermeiden.Thereby it is possible in an advantageous manner, with the for cooling the single cells arranged Wärmeleitplatte simultaneously to cool the electronic component and thus an increase an electrical resistance in the electronic component at least limit or avoid.

Zweckmäßigerweise reduziert eine Befestigung der elektronischen Bauelemente parallel in gleicher Ausrichtung sowie in gleicher Art und Weise wie die Einzelzellen den Herstellungsaufwand, den Bauraumbedarf sowie den Montageaufwand.Conveniently, reduces attachment of the electronic components in parallel in the same orientation and in the same way as the Single cells the manufacturing cost, the space requirement and the Installation effort.

Besonders zweckmäßigerweise ist eine Montage der elektronischen Bauelemente an beliebiger Position auf der Oberfläche der Wärmeleitplatte möglich.Especially Expediently, an assembly of the electronic Components at any position on the surface of the Heat conducting plate possible.

Bevorzugt sind die elektronischen Bauelemente, z. B. über durch die Wärmeleitplatte hindurchgeführte Polkontakte, an der Wärmeleitplatte befestigt.Prefers are the electronic components, eg. B. over the Wärmeleitplatte guided pole contacts, attached to the heat conducting plate.

Durch die Verkürzung einer Länge der Leiter innerhalb der Batterie kommt es vorteilhafterweise zu einer Reduzierung eines Eigenwiderstands des Stromkreises innerhalb der Batterie.By shortening a length of the ladder within the battery is advantageously reduced Self-resistance of the circuit inside the battery.

Bei der erfindungsgemäßen Batterie sind die elektronischen Bauelemente insbesondere Schütze und/oder Sicherungen, da diese Bauelemente für einen bestimmungsgemäßen Betrieb der Batterie unverzichtbar sind.at The battery of the invention are the electronic Components, in particular contactors and / or fuses, because these components for a proper Operation of the battery are indispensable.

Die elektronischen Bauelemente sind erfindungsgemäß im Gehäuseinneren der Batterie an die Wärmeleitplatte thermisch gekoppelt. Somit ist eine Kühlung der elektronischen Bauelemente möglich.The Electronic components are according to the invention in Housing interior of the battery to the heat conduction plate thermally coupled. Thus, a cooling of the electronic Components possible.

In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung sind die elektronischen Bauelemente formschlüssig und/oder kraftschlüssig an der Wärmeleitplatte befestigt.In Further embodiments of the invention are the electronic components positive and / or non-positive on the heat conduction attached.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die elektronischen Bauelemente an einen durch die Einzelzellen ausgebildeten Zellenverbund thermisch gekoppelt. Somit ist auch eine Anbindung der elektronischen Bauelemente an den gekühlten Zellenverbund und somit eine indirekte Kühlung über den gekühlten Zellenverbund durch die Wärmeleitplatte möglich.In an advantageous embodiment the electronic components are thermally coupled to a cell assembly formed by the individual cells. Thus, a connection of the electronic components to the cooled cell assembly and thus an indirect cooling on the cooled cell assembly through the heat conduction is possible.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind elektrische Polkontakte der Einzelzellen durch in der Wärmeleitplatte angeordnete Aussparungen geführt und an der Wärmeleitplatte mittels Zellverbindern befestigt, wobei die Zellverbinder elektrisch gleiche und/oder elektrisch unterschiedliche Polkontakte mehrerer Einzelzellen miteinander verbinden. Somit werden mittels der Zellverbinder in vorteilhafter Weise gleichzeitig eine elektrische Verschaltung der Einzelzellen und eine sichere Befestigung dieser an der Wärmeleitplatte erzielt.In a development of the invention are electrical pole contacts of Single cells arranged in the heat conduction recesses guided and on the heat conduction plate by means of cell connectors fastened, wherein the cell connectors electrically same and / or electrically connect different pole contacts of several single cells. Thus, by means of the cell connectors advantageously simultaneously an electrical interconnection of the single cells and a safe Attachment of this achieved on the Wärmeleitplatte.

Die lichte Weite der Aussparungen ist größer als der Außendurchmesser des jeweiligen Pols und stellt auf diese Weise eine wirkungsvolle Isolierung gegen Kurzschlüsse zwischen den unterschiedlichen Polen dar.The clear width of the recesses is greater than that Outer diameter of each pole and puts on this Make an effective insulation against short circuits between the different poles

Vorteilhafterweise werden alle Zellverbinder in einer Zellverbinderplatine gehalten. Dies verringert den Fertigungsaufwand durch eine einfache Montage der gesamten Zellverbinderplatine.advantageously, All cell connectors are held in a cell connector board. This reduces the manufacturing effort by a simple installation the entire cell connector board.

Weiterhin ist zwischen der Unterseite der Zellverbinderplatine und der Oberseite der Wärmeleitplatte ein Federelement, insbesondere eine flächige Feder, welche vorzugsweise aus einer Blattfeder oder einer elastischen Schaummatte gebildet wird, angeordnet. Eine durch das Federelement aufgebrachte Kraft, welche über die an der Zellverbinderplatine befestigten Polkontakte in die Einzelzellen und die elektronischen Bauelemente weitergeleitet werden, presst diese zweckmäßigerweise an die Wärmeleitplatte und gewährleistet derart einen sicheren Wärmeübergang zwischen allen beteiligten Bauelementen.Farther is between the bottom of the cell connector board and the top the heat conducting a spring element, in particular a flat spring, which preferably consists of a leaf spring or an elastic foam mat is formed, arranged. One through the spring element applied force which over the the cell connector board mounted pole contacts into the single cells and the electronic components are forwarded, this presses expediently to the heat conducting plate and thus ensures a safe heat transfer between all involved components.

Zusätzlich ist die Wärmeleitplatte mit Kanälen und dazugehörigen Kühlkanalanschlüssen versehen, um sie mit einem Kühlmedium, beispielsweise einem Kältemittel einer Fahrzeugklimaanlage, beaufschlagen zu können, so dass eine weitere Verbesserung der Effektivität der Kühlung der Einzelzellen, der elektronischen Bauelemente und/oder weiterer zu kühlender Komponenten der Batterie erreicht wird.additionally is the heat conduction plate with channels and associated Cooling duct connections provided to them with a Cooling medium, such as a refrigerant one Vehicle air conditioning system, to be able to apply, so that a further improving the effectiveness of cooling the single cells, the electronic components and / or further to be cooled components of the battery is achieved.

Ferner ist ein aus elektrisch isolierendem und wärmeleitfähigem Material bestehender Formkörper zwischen der Unterseite der Kühlplatte und dem daran montierten Zellenverbund und den elektronischen Bauelementen angeordnet, so dass elektrische Kurzschlüsse vermieden und eine Effektivität der Kühlung der Einzelzellen und der elektronischen Bauelemente erhöht werden.Further is a made of electrically insulating and thermally conductive Material of existing moldings between the bottom the cooling plate and the cell assembly mounted thereon and arranged the electronic components, so that electrical Shunts avoided and effectiveness of the Cooling of single cells and electronic components increase.

Weiterhin ist das Batteriegehäuse mit Aussparungen versehen, durch welche Anschlusselemente der Wärmeleitplatte und/oder elektrische Anschlusselemente, insbesondere ein Hochvolt-Stecker und/oder Kühlkanalanschlüsse, nach außen ragen. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Batterie in einfacher Art und Weise elektrisch und/oder mit einem Kühlkreislauf zu verbinden.Farther the battery case is provided with recesses, through which connection elements of the heat conducting plate and / or electrical Connection elements, in particular a high-voltage connector and / or cooling duct connections, protrude outward. This makes it possible the battery in a simple manner electrically and / or with to connect a cooling circuit.

Die Batterie ist als eine Fahrzeugbatterie, vorzugsweise als Traktions- und/oder Traktionshilfebatterie eines Kraftfahrzeuges, insbesondere für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb oder ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug, einsetzbar.The Battery is considered a vehicle battery, preferably as a traction and / or traction aid battery of a motor vehicle, in particular for a hybrid vehicle or fuel cell operated vehicle, usable.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.embodiments The invention will be described in more detail below with reference to drawings explained.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 schematisch eine perspektivische Ansicht auf eine Oberseite einer Wärmeleitplatte einer erfindungsgemäßen Batterie mit allen daran montierten Bauelementen, wie Einzelzellen und elektronische Bauelemente, 1 FIG. 2 schematically a perspective view onto an upper side of a heat-conducting plate of a battery according to the invention with all the components mounted thereon, such as individual cells and electronic components, FIG.

2 schematisch eine perspektivische Ansicht auf eine Unterseite einer Wärmeleitplatte einer erfindungsgemäßen Batterie mit allen daran montierten Bauelementen, wie Einzelzellen und elektronische Bauelemente, 2 2 is a schematic perspective view of a lower side of a heat-conducting plate of a battery according to the invention with all the components mounted thereon, such as individual cells and electronic components,

3 schematisch eine Explosionsdarstellung der Unterseite einer Wärmeleitplatine einer erfindungsgemäßen Batterie mit allen daran zu montierenden Bauelementen, wie Einzelzellen und elektronischen Bauelementen, 3 3 is an exploded view of the underside of a heat conducting board of a battery according to the invention with all the components to be mounted thereon, such as individual cells and electronic components,

4 schematisch eine Explosionsdarstellung aller an die Wärmeleitplatine einer erfindungsgemäßen Batterie montierten Bauelemente, und 4 schematically an exploded view of all mounted on the heat conducting board of a battery according to the invention components, and

5 schematisch eine perspektivische Ansicht der elektronischen Bauelemente einer erfindungsgemäßen Batterie. 5 schematically a perspective view of the electronic components of a battery according to the invention.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.

1 zeigt eine Oberseite einer mit allen daran zu montierenden Bauelementen versehene Wärmeleitplatine 3 einer Batterie, wobei die komplett bestückte Wärmeleitplatine 3 im Gehäuseinneren eines nicht dargestellten, aus einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil gebildeten, Batteriegehäuses angeordnet ist. 2 zeigt eine Unterseite derselben Wärmeleitplatine 3. 1 shows an upper side of a provided with all components to be mounted components heat conduction board 3 a battery, with the fully assembled heat conduction board 3 is arranged inside the housing of a battery housing, not shown, formed from an upper housing part and a lower housing part. 2 shows a bottom of the same heat conduction board 3 ,

3 zeigt eine Explosionsdarstellung aller an die Unterseite einer Wärmeleitplatine 3 einer erfindungsgemäßen Batterie montierten Bauelemente. 3 shows an exploded view of all at the bottom of a heat conduction board 3 a battery according to the invention mounted components.

4 zeigt eine Explosionsdarstellung aller an die Wärmeleitplatine 3 einer erfindungsgemäßen Batterie montierten Bauelemente. 4 shows an exploded view of all the heat conduction board 3 a battery according to the invention mounted components.

5 zeigt die elektronischen Bauelemente 2 einer erfindungsgemäßen Batterie, insbesondere Sicherung 2.2 und Schütze 2.1, mit ihren Polkontakten P und den zu den Befestigungsmitteln 8 korrespondierenden Bohrungen PB. 5 shows the electronic components 2 a battery according to the invention, in particular fuse 2.2 and Sagittarius 2.1 , with their pole contacts P and to the fasteners 8th corresponding holes PB.

Im Folgenden wird anhand dieser Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.in the The following will be an embodiment with reference to these figures the invention explained in more detail.

Bei den Komponenten der Batterie handelt es sich insbesondere um Einzelzellen 1, eine Wärmeleitplatte 3, elektronische Bauelemente 2, einen Formkörper 4, ein Federelement 5 und eine Zellverbinderplatine 6. Dabei sind mehrere Einzelzellen 1 an der beispielsweise kopfseitig zur Kühlung vorgesehenen Wärmeleitplatte 3 angeordnet und bilden einen Zellenverbund. In einer nicht näher dargestellten Weiterbildung der Erfindung kann die Wärmeleitplatte 3 alternativ bodenseitig an den Einzellzellen 1 oder eine weitere Wärmeleitplatte zusätzlich bodenseitig an den Einzelzellen 1 angeordnet sein.The components of the battery are in particular single cells 1 , a heat conduction plate 3 , Electronic Components 2 , a shaped body 4 , a spring element 5 and a cell connector board 6 , There are several single cells 1 at the head, for example, provided for cooling Wärmeleitplatte 3 arranged and form a cell network. In a non-illustrated embodiment of the invention, the heat conduction 3 alternatively on the bottom side of the single cells 1 or another heat conducting plate in addition to the bottom side of the individual cells 1 be arranged.

Die Einzelzellen 1 können als Rundzellen, Flachzellen oder in weiteren Zellformen, z. B. vieleckig oder oval, ausgeführt sein. Durch die dargestellte runde Ausbildung der Einzellen 1 ist eine Grundfläche der Batterie und der Wärmeleitplatte 3 bauraumoptimiert genutzt.The single cells 1 can be used as round cells, flat cells or in other cell forms, eg. B. polygonal or oval, executed. Through the illustrated round formation of Einzellen 1 is a base of the battery and the heat conduction plate 3 space-optimized used.

Zu einer Wärme leitenden Verbindung sind die elektrischen Polkontakte P einer jeden Einzelzelle 1 und eines jeden elektronischen Bauelements 2 durch Aussparungen A geführt, die in der Wärmeleitplatte 3 als Durchgangslöcher ausgebildet sind. Die Polkontakte P ragen somit in die Wärmeleitplatte 3 hinein bzw. durch diese hindurch. Da die Form und die lichten Maße einer dem Polkontakt P zugeordneten Aussparung A größer ist als die Außenbemaßung eines Polkontaktes P einer Einzelzelle 1 oder eines elektronischen Bauelements 2, weisen die durch die Aussparungen A hindurchragenden Polkontakte P überall einen Abstand von den Wandungen der Aussparungen A auf. Hierdurch berühren sich die Polkontakte P und die Wärmeleitplatte 3 nicht, wodurch sie gegeneinander elektrisch isoliert sind. Anhand von Zellverbindern 7 sind elektrisch gleiche und/oder verschiedene Polkontakte P der Einzelzellen 1 und der elektronischen Bauelemente 2 je nach einer gewünschten Batteriespannung und -leistung parallel und/oder seriell elektrisch miteinander verschaltet.To a heat-conducting connection are the electrical pole contacts P of each individual cell 1 and each electronic component 2 passed through recesses A, which in the heat conduction 3 are formed as through holes. The pole contacts P thus protrude into the heat conducting plate 3 into or through it. Since the shape and the clear dimensions of the pole contact P associated recess A is greater than the Außenbemaßung a Polkontaktes P of a single cell 1 or an electronic component 2 , have the pole contacts P projecting through the recesses A at a distance from the walls of the recesses A everywhere. As a result, the pole contacts P and the heat-conducting touch 3 not, whereby they are electrically isolated from each other. Based on cell connectors 7 are electrically the same and / or different pole contacts P of the individual cells 1 and electronic components 2 depending on a desired battery voltage and power parallel and / or connected in series with each other electrically.

Die Zellverbinder 7 sind mit Befestigungsmitteln 8 an den Polkontakten P der Einzelzellen 1 und der elektronischen Bauelemente 2 befestigt, wobei die Befestigungsmittel 8 beispielsweise als Schrauben, Nieten oder Klemmverbindungen ausgebildet sind. Die Polkontakte P der Einzelzellen 1 und der elektronischen Bauelemente 2 weisen vorzugsweise jeweils eine zu den Befestigungsmitteln 8 korrespondierende Bohrung PB auf, so dass die Einzelzellen 1 und die elektronischen Bauelemente 2 mittels der Befestigungsmittel 8 und den Zellverbindern 7 an der Wärmeleitplatte 3 fixiert sind. Als ein Beispiel sei die Verwendung von Schrauben als Befestigungsmittel 8 genannt, bei welcher die Bohrungen PB in den Polkontakten P als zu den Schrauben korrespondierendes Innengewinde ausgeführt sind.The cell connectors 7 are with fasteners 8th at the pole contacts P of the individual cells 1 and electronic components 2 fastened, with the fasteners 8th for example, are designed as screws, rivets or clamp connections. The pole contacts P of the individual cells 1 and electronic components 2 preferably each have one to the fastening means 8th corresponding bore PB on, so that the single cells 1 and the electronic components 2 by means of the fastening means 8th and the cell connectors 7 on the heat conducting plate 3 are fixed. As an example, consider the use of screws as fasteners 8th called, in which the holes PB in the pole contacts P are designed as corresponding to the screws internal thread.

Alle Zellverbinder 7 sind gemeinsam beispielsweise in einer Zellverbinderplatine 6 befestigt. Dies stellt einerseits eine elektrische Isolierung gegenüber der Wärmeleitplatte 3 sicher und erleichtert andererseits die Montage der Batterie.All cell connectors 7 are common for example in a cell connector board 6 attached. On the one hand, this provides electrical insulation with respect to the heat conducting plate 3 on the other hand, it makes it safe and easy to install the battery.

Ebenfalls an der Zellverbinderplatine 6 sind elektrische Anschlusselemente 9 befestigt, an die ein nicht dargestellter und am Batteriegehäuse befestigter Stecker anschließbar ist.Also on the cell connector board 6 are electrical connection elements 9 attached to which an unillustrated and fixed to the battery case connector is connectable.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Befestigungsmittel 8 zur Befestigung der Einzelzellen 1 und der elektronischen Bauelemente 2 und der Wärmeleitplatte 3 in einem Batteriegehäuse gleich ausgeführt, so dass ein hoher Gleichteileeinsatz erreicht wird, was zu einem geringen Kostenaufwand führt. Weiterhin sind die Befestigungsmittel 8 in vorteilhafter Weise derart ausgebildet, dass eine lösbare Befestigung entsteht, so dass bei einem Defekt der Batterie nur defekte Komponenten ausgetauscht werden, wodurch ein kostenintensiver Austausch der gesamten Batterie entfällt.In an advantageous embodiment of the invention, the fastening means 8th for attachment of the individual cells 1 and electronic components 2 and the heat conducting plate 3 made equal in a battery case, so that a high degree of common parts use is achieved, which leads to a low cost. Furthermore, the fasteners 8th formed in an advantageous manner so that a releasable attachment is formed, so that when a defect in the battery only defective components are replaced, thereby eliminating a costly replacement of the entire battery.

Bei der Batterie kann es sich beispielsweise um eine Hochvoltbatterie handeln. Diese Batterien benötigen eine spezielle Elektronik und Sicherungselemente, welche bei Fehlfunktionen der Batterie eine sichere Abtrennung der Batterie von einem elektrischen Netz durchführen. Diese Sicherungselemente sind im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung als Sicherungen 2.2 und Schütze 2.1 ausgebildet.The battery may be, for example, a high-voltage battery. These batteries require special electronics and fuse elements which, if the battery malfunctions, safely disconnects the battery from an electrical network. These fuse elements are in the illustrated embodiment of the invention as fuses 2.2 and Sagittarius 2.1 educated.

An der Wärmeleitplatte 3 ist zumindest ein elektronisches Bauelement 2 Wärme leitend und elektrisch isoliert so angeordnet, dass es in gleicher Ausrichtung sowie in derart gleicher Art und Weise wie die Einzelzellen 1 Wärme leitend und elektrisch isoliert angeordnet ist, dass das elektronische Bauelement 2 in Längsausdehnung parallel zur Längsausdehnung der Einzelzellen 1 angeordnet ist.On the heat conduction plate 3 is at least an electronic component 2 Heat conductive and electrically isolated so arranged that it in the same orientation as well as in the same way as the single cells 1 Heat conductive and electrically isolated is arranged that the electronic component 2 in longitudinal extent parallel to Längsaus elongation of single cells 1 is arranged.

Das oder die elektronischen Bauelemente 2 ist bzw. sind seitlich des Zellenverbundes der Einzelzellen 1 oder auch an beliebiger Position innerhalb des Zellenverbundes der Einzelzellen 1 angeordnet.The one or more electronic components 2 is or are the side of the cell composite of the individual cells 1 or also at any position within the cell network of the individual cells 1 arranged.

Der gesamte Zellenverbund der Einzelzellen 1 und die elektronischen Bauelemente 2 sind zusammen hinsichtlich der Längen- und/oder Breitenausdehnung zumindest gleich groß oder kleiner als die Wärmeleitplatte 3.The entire cell network of the individual cells 1 and the electronic components 2 together are at least equal to or smaller than the heat conducting plate with regard to the length and / or width extent 3 ,

Die elektronischen Bauelemente 2 sind parallel in gleicher Ausrichtung sowie in gleicher Art und Weise wie die Einzelzellen 1 Wärme leitend und elektrisch isoliert an der Wärmeleitplatte 3 angeordnet und die Befestigung erfolgt beispielsweise mit den Befestigungsmitteln 8 über die Zellverbinder 7 an den Polkontakten P der elektronischen Bauelemente 2.The electronic components 2 are parallel in the same orientation as well as in the same way as the single cells 1 Heat conductive and electrically insulated on the heat conduction plate 3 arranged and the attachment takes place for example with the fastening means 8th via the cell connectors 7 at the pole contacts P of the electronic components 2 ,

Da eine in den elektronischen Bauelementen 2 entstehende Wärme die Funktion und den Wirkungsgrad der elektronischen Bauelemente 2 negativ beeinflussen kann, sind diese an die Wärmeleitplatte 3 thermisch gekoppelt und befestigt. Diese thermische Kopplung erfolgt vorzugsweise genauso wie bei den Einzelzellen 1.As one in the electronic components 2 resulting heat the function and efficiency of the electronic components 2 can affect negatively, these are to the heat conduction 3 thermally coupled and attached. This thermal coupling is preferably the same as in the single cells 1 ,

Die vorzugsweise aus einem Metall hergestellte Wärmeleitplatte 3, die zum Temperieren der Batterie vorgesehen ist, weist in ihrem Innern eine durchströmbare und von außerhalb betreibbare Kanalstruktur für ein nicht näher dargestelltes Wärmeleitmedium auf. Bei einer Endmontage der Batterie werden die Wärmeleitplatte 3 und alle daran angeordneten Komponenten mittels nicht dargestellter Befestigungsmittel in dem Batteriegehäuse befestigt. Bei den Befestigungsmitteln 8 handelt es sich vorzugsweise um Schrauben, so dass eine lösbare Verbindung erzielt und eine Demontage der Batterie in ihre einzelnen Bauelemente ermöglicht wird. Darüber hinaus ist die Wärmeleitplatte 3 innerhalb der Batterie zwischen dem Formkörper 4 und dem Federelement 5 angeordnet.The heat conducting plate, preferably made of a metal 3 , Which is provided for controlling the temperature of the battery, has in its interior a flow-through and operable from the outside channel structure for a not-shown heat transfer medium. During final assembly of the battery, the heat conduction plate 3 and all components arranged thereon fastened by means not shown fastening means in the battery case. At the fasteners 8th it is preferably screws, so that a detachable connection is achieved and disassembly of the battery is made possible in their individual components. In addition, the heat conduction plate 3 inside the battery between the molding 4 and the spring element 5 arranged.

Zwischen der Wärmeleitplatte 3 und der Zellverbinderplatine 6 ist das Federelement 5 angeordnet. Dieses Federelement 5 wird vorzugsweise als Blattfeder oder eine elastischen Schaummatte ausgebildet.Between the heat conducting plate 3 and the cell connector board 6 is the spring element 5 arranged. This spring element 5 is preferably formed as a leaf spring or an elastic foam mat.

Über die elektrischen Polkontakte P der Einzelzellen 1 und der elektronischen Bauelemente 2, die durch in die Wärmeleitplatte 3 eingebrachte Aussparungen A hindurch ragen, werden diese in Richtung Wärmeleitplatte 3 gezogen. Die dafür notwendige Kraft erzeugt das Federelement 5 und diese Kraft wird mittels der Zellverbinderplatine 6 und den darauf aufgebrachten Zellverbindern 7 über die Befestigungsmitteln 8 in die Polkontakte PB eingeleitet. So entsteht ein definierter Anpreßdruck zwischen den zu kühlenden Bau teilen und der Wärmeleitplatte 3, welcher einen größtmöglichen Wärmeübergang ermöglicht.About the electrical pole contacts P of the individual cells 1 and electronic components 2 passing through into the heat conduction plate 3 introduced recesses A protrude through, they are in the direction of heat conduction 3 drawn. The necessary force generates the spring element 5 and this force is provided by the cell connector board 6 and the cell connectors applied thereto 7 over the fasteners 8th introduced into the pole contacts PB. This creates a defined contact pressure between the building to be cooled share and the heat conduction 3 , which allows the greatest possible heat transfer.

An der Wärmeleitplatte 3 sind als Anschlusselemente Kühlkanalanschlüsse 10 zur Durchströmung der Wärmeleitplatte 3 mit einem nicht näher dargestellten Kühlmedium angeordnet, wobei in der Wärmeleitplatte 3 nicht näher dargestellte Kühlkanäle zur Führung des Kühlmediums vorgesehen sind. Bei dem Kühlmedium kann es sich insbesondere um ein Kältemittel einer Fahrzeugklimaanlage handeln, wobei die Wärmeleitplatte 3 mittels der Kühlkanalanschlüsse 10 mit einem Kältemittelkreislauf der Fahrzeugklimaanlage verbindbar ist und somit eine abgegebene Wärme der Einzelzellen 1 und der elektronischen Bauelemente 2 aufnehmen kann. Weiterhin kann die Wärmeleitplatte 3 alternativ oder zusätzlich an einen nicht näher dargestellten separaten Kühlkreislauf angeschlossen sein.On the heat conduction plate 3 are cooling element connections as connection elements 10 to flow through the heat conducting plate 3 arranged with a cooling medium, not shown, wherein in the heat conduction 3 not shown cooling channels for guiding the cooling medium are provided. The cooling medium may in particular be a refrigerant of a vehicle air conditioning system, the heat conduction plate 3 by means of the cooling channel connections 10 can be connected to a refrigerant circuit of the vehicle air conditioner and thus a heat output of the individual cells 1 and electronic components 2 can record. Furthermore, the heat conduction plate 3 alternatively or additionally be connected to a separate cooling circuit, not shown.

Zu einer Herausführung der Anschlusselemente, insbesondere der elektrische Anschlusselemente 9 und der Kühlkanalanschlüsse 10, sind an dem nicht dargestellten Gehäuse der Batterie zu diesen korrespondierende Aussparungen angeordnet.To a lead out of the connection elements, in particular the electrical connection elements 9 and the cooling duct connections 10 , Are arranged on the housing, not shown, of the battery to these corresponding recesses.

Durch die dichte Ausführung des Batteriegehäuses wird ein Eindringen von Fremdstoffen in das Batteriegehäuse verhindert und somit die Zuverlässigkeit der Batterie erhöht. Anhand der Vermeidung eines Austretens von Stoffen aus dem Batteriegehäuse wird weiterhin eine Gefährdung, Beschädigung und/oder Zerstörung des Umfeldes der Batterie vermieden.By the tightness of the battery case becomes Ingress of foreign matter into the battery case prevents and thus increases the reliability of the battery. By avoiding leakage of substances from the battery case will continue to be a hazard, damage and / or Destruction of the environment of the battery avoided.

11
EinzelzellenSingle cells
22
elektronisches Bauelementelectronic module
2.12.1
Schützcontactor
2.22.2
Sicherungfuse
33
Wärmeleitplatteheat conduction
44
Formkörpermoldings
55
Federelementspring element
66
ZellverbinderplatineCell connector board
77
Zellverbindercell connectors
88th
Befestigungsmittelfastener
99
elektrisches Anschlusselementelectrical connecting element
1010
KühlkanalanschlußCooling duct connection
AA
Aussparungrecess
PP
Polkontaktpole contact
PBPB
Bohrungdrilling

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102007063178 [0003] - DE 102007063178 [0003]

Claims (21)

Batterie mit einer in einem Batteriegehäuse angeordneten Wärmeleitplatte (3) zum Temperieren der Batterie, wobei die Batterie mehrere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen (1) aufweist, die zu einem Zellenverbund zusammengefasst und Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte (3) verbunden sind, wobei die Wärmeleitplatte (3) im Bereich der Polkontakte (P) der Einzelzellen (1) Aussparungen (A) aufweist, durch welche die Polkontakte (P) hindurchragen, wobei die Einzelzellen (1) und die Wärmeleitplatte (3) thermisch miteinander gekoppelt und elektrisch voneinander isoliert sind, dadurch gekennzeichnet, dass an der Wärmeleitplatte (3) zumindest ein elektronisches Bauelement (2) Wärme leitend und elektrisch isoliert angeordnet ist.Battery with a arranged in a battery housing heat conducting plate ( 3 ) for controlling the temperature of the battery, wherein the battery has a plurality of parallel and / or series-interconnected individual cells ( 1 ), which are combined into a cell composite and heat-conducting with the heat conducting plate ( 3 ), wherein the heat conducting plate ( 3 ) in the region of the pole contacts (P) of the individual cells ( 1 ) Has recesses (A) through which the pole contacts (P) protrude, wherein the individual cells ( 1 ) and the heat conducting plate ( 3 ) are thermally coupled to each other and electrically isolated from each other, characterized in that on the heat conducting plate ( 3 ) at least one electronic component ( 2 ) Is arranged to conduct heat and electrically insulated. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Wärmeleitplatte (3) zumindest ein elektronisches Bauelement (2) derart in gleicher Ausrichtung und/oder in gleicher Art und Weise wie die Einzelzellen (1) Wärme leitend und elektrisch isoliert angeordnet ist, dass das elektronische Bauelement (2) in Längsausdehnung parallel zur Längsausdehnung der Einzelzellen (1) angeordnet ist.Battery according to claim 1, characterized in that on the heat conducting plate ( 3 ) at least one electronic component ( 2 ) in the same orientation and / or in the same way as the individual cells ( 1 ) Is arranged to conduct heat and electrically isolated, that the electronic component ( 2 ) in longitudinal extent parallel to the longitudinal extent of the individual cells ( 1 ) is arranged. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die elektronischen Bauelemente (2) seitlich des Zellenverbundes der Einzelzellen (1) oder auch an beliebiger Position innerhalb des Zellenverbundes der Einzelzellen (1) angeordnet ist bzw. sind.Battery according to claim 1, characterized in that the one or more electronic components ( 2 ) laterally of the cell assembly of the individual cells ( 1 ) or at any position within the cell network of the individual cells ( 1 ) is arranged or are. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Zellenverbund der Einzelzellen (1) und die elektronischen Bauelemente (2) zusammen hinsichtlich der Längen- und/oder Breitenausdehnung zumindest gleich groß oder kleiner als die Wärmeleitplatte (3) sind.Battery according to Claim 1, characterized in that the entire cell network of the individual cells ( 1 ) and the electronic components ( 2 ) together with respect to the length and / or width extent at least equal to or smaller than the heat conducting plate ( 3 ) are. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass elektronische Bauelemente (2) Schütze (2.1) und/oder Sicherungen (2.2) sind.Battery according to claim 1, characterized in that electronic components ( 2 ) Sagittarius ( 2.1 ) and / or fuses ( 2.2 ) are. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Bauelemente (2) im Gehäuseinneren der Batterie an die Wärmeleitplatte (3) thermisch gekoppelt sind.Battery according to claim 1, characterized in that the electronic components ( 2 ) in the housing interior of the battery to the heat conducting plate ( 3 ) are thermally coupled. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauelemente (2) formschlüssig und/oder kraftschlüssig an der Wärmeleitplatte (3) befestigt sind.Battery according to claim 1, characterized in that the electronic components ( 2 ) positively and / or non-positively on the heat conducting plate ( 3 ) are attached. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauelemente (2) an den durch die Einzelzellen (1) ausgebildeten Zellenverbund thermisch gekoppelt sind.Battery according to claim 1, characterized in that the electronic components ( 2 ) to the by the single cells ( 1 ) formed cell assembly are thermally coupled. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauelemente (2) im Gehäuseinneren der Batterie an den durch die Einzelzellen (1) ausgebildeten Zellverbund thermisch gekoppelt sind.Battery according to claim 1, characterized in that the electronic components ( 2 ) in the housing interior of the battery to the through the individual cells ( 1 ) formed cell composite are thermally coupled. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Polkontakte (P) der elektronischen Bauelemente (2) und der Einzelzellen (1) durch in der Wärmeleitplatte (3) angeordnete Aussparungen (A) geführt und an der Wärmeleitplatte (3) mittels Zellverbindern (7) befestigt sind.Battery according to claim 1, characterized in that electrical pole contacts (P) of the electronic components ( 2 ) and the single cells ( 1 ) by in the heat conducting plate ( 3 ) arranged recesses (A) and on the heat conducting plate ( 3 ) by means of cell connectors ( 7 ) are attached. Batterie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Weite der Aussparungen (A) größer als der Außendurchmesser des jeweiligen Polkontaktes (P) ist.Battery according to claim 10, characterized in that that the clear width of the recesses (A) larger as the outer diameter of the respective pole contact (P) is. Batterie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellverbinder (7) elektrisch gleiche und/oder elektrisch unterschiedliche Polkontakte (P) mehrerer Einzelzellen (1) und/oder der elektronischen Bauelemente (2) verbinden.Battery according to claim 10, characterized in that the cell connectors ( 7 ) electrically identical and / or electrically different pole contacts (P) of a plurality of individual cells ( 1 ) and / or the electronic components ( 2 ) connect. Batterie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass alle Zellverbinder (7) in einer Zellverbinderplatine (6) gehalten sind.Battery according to claim 10, characterized in that all cell connectors ( 7 ) in a cell connector board ( 6 ) are held. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Unterseite der Zellverbinderplatine (6) und der Oberseite der Wärmeleitplatte (3) ein Federelement (5), insbesondere eine flächige Feder, angeordnet ist.Battery according to claim 1, characterized in that between the underside of the cell connector board ( 6 ) and the top of the heat conducting plate ( 3 ) a spring element ( 5 ), in particular a flat spring, is arranged. Batterie nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die flächige Feder aus einer Blattfeder oder einer elastischen Schaummatte gebildet ist.Battery according to Claim 14, characterized that the flat spring of a leaf spring or a elastic foam mat is formed. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitplatte (3) mit Kanälen und dazugehörigen Kühlkanalanschlüssen (10) versehen ist.Battery according to claim 1, characterized in that the heat conducting plate ( 3 ) with channels and associated cooling channel connections ( 10 ) is provided. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle der Wärmeleitplatte (3) mit einem Kühlmedium beaufschlagbar sind.Battery according to claim 1, characterized in that the channels of the heat conducting plate ( 3 ) can be acted upon with a cooling medium. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Formkörper (4) zwischen der Unterseite der Kühlplatte (3) und dem daran montierten Zellenverbund und den elektronischen Bauelementen (2) angeordnet ist.Battery according to claim 1, characterized in that a shaped body ( 4 ) between the underside of the cooling plate ( 3 ) and the cell assembly mounted thereon and the electronic components ( 2 ) is arranged. Batterie nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (4) aus elektrisch isolierendem und wärmeleitfähigem Material besteht.Battery according to claim 18, characterized in that the shaped body ( 4 ) consists of electrically insulating and thermally conductive material. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse mit weiteren Aussparungen versehen ist, durch welche elektrische Anschlusselemente (9) und/oder Anschlusselemente der Wärmeleitplatte (10) nach außen ragen.Battery according to claim 1, characterized in that the battery housing is provided with further recesses through which electrical connecting elements ( 9 ) and / or connection elements of the heat conducting plate ( 10 ) protrude outward. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie als eine Fahrzeugbatterie, insbesondere für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb oder ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug, einsetzbar ist.Battery according to claim 1, characterized that the battery as a vehicle battery, in particular for a hybrid vehicle or a fuel cell powered vehicle Vehicle, can be used.
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