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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterieanordnung mit Wärmeaustauschelementen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Beim Betrieb von Batterieanordnungen, insbesondere von Sekundärbatterien oder so genannten wiederaufladbaren Batterien oder Akkumulatoren, treten häufig Probleme im Hinblick auf die thermischen Betriebsbedingungen auf.
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Zum einen dürfen die einzelnen Batterien oder Batteriezellen einer Batterieanordnung nicht überhitzen; dies betrifft sowohl den Ladebetrieb, wie auch den Entladebetrieb, insbesondere unter Last. Andererseits ist bekannt, dass die Haltbarkeit, die Energiedichte und letztlich auch die Ladekapazität stark vom Einhalten eines geeigneten Bereichs für die Betriebstemperatur insgesamt abhängt, also auch im Niedrigtemperaturbereich.
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Andererseits ist es für die Anwendung häufig notwendig, eine besonders hohe Energiedichte einer Batterieanordnung dadurch zu erzielen, dass zum Beispiel eine besonders hohe Anzahl von einzelnen Batteriezellen auf einem möglichst geringen Raum angeordnet wird. Dabei ist das thermische Budget natürlich besonders zu beachten.
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Die oben angesprochenen Probleme betreffen insbesondere Lithiumionenbatteriezellen und daraus gebildete Batterieanordnungen mit einer Mehrzahl oder Vielzahl von Lithiumionenbatteriezellen, weil diese besonders sensibel auf ungeeignete Betriebsbedingungen reagieren.
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DE 10 2007 063 195 A1 beschreibt eine Batterie mit einem Gehäuse und einer Wärmeleitplatte, wobei die Batterie mehrere, insbesondere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen aufweist, die zu einem Zellverbund zusammengefasst sind.
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Zwar wurde vorgeschlagen, in einer Batterieanordnung - zum Beispiel im Sinne eines Batteriepakets oder dergleichen - zwischen den einzelnen Batteriezellen ein Phasenwechselmaterial (PCM) als Einbettmedium vorzusehen, um dann beim Auftreten eines überhöhten thermischen Budgets durch Phasenumwandlung des PCM eine Aufnahme überschüssiger Wärme in Form latent gespeicherter Wärme zu bewirken.
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Dabei ist jedoch problematisch, dass einerseits die begrenzte Menge an PCM auch nur eine begrenzte Wärmemenge aufnehmen kann. Andererseits muss die latent im PCM enthaltene Wärmemenge auch wieder abgeführt werden, so dass ein Dauerbetrieb und/oder ein Einsatz mit einer Vielzahl von Lithiumionenbatteriezellen auf engstem Raum oft nicht in Frage kommen, wenn eine thermisch ungünstige Situation vermieden werden soll.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Batterieanordnung anzugeben, bei welcher auf besonders einfache und doch zuverlässige Art und Weise das Einhalten eines für den Betrieb geeigneten Temperaturbereichs auch im Dauerbetrieb und/oder bei hoher Packungsdichte der Batteriezellen in der Batterieanordnung gewährleistet werden kann.
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Der Begriff Batterieanordnung (100) ist gleichzusetzen mit den Begriffen Batteriepaket, Lithiumionenbatteriepaket, Lithiumionenbatterieanordnung und Anordnung.
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Die der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgaben werden bei einer Batterieanordnung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Batterieanordnung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Batterieanordnung mit einer Mehrzahl von Lithiumionenbatteriezellen, welche zueinander benachbart angeordnet sind, und mit einer Temperiereinrichtung zum Temperieren der Lithiumionenbatteriezellen, wobei die Temperiereinrichtung ein oder mehrere Wärmeaustauschelemente aufweist, welche benachbart zu und in thermischem Kontakt mit den Lithiumionenbatteriezellen ausgebildet sind und welche von einem vorgesehenen oder vorzusehenden Wärmeaustauschmedium durchströmbar sind oder durchströmt werden, um im Betrieb mit den Lithiumionenbatteriezellen Wärmemenge auszutauschen, wobei die Anordnung aus Lithiumionenbatteriezellen und Wärmeaustauschelementen in einem Einbettmedium eingebettet ist, wobei das Einbettmedium mit oder aus expandiertem und wieder verdichtetem Graphit ausgebildet ist und wobei eine jeweilige Lithiumionenbatteriezelle mit einem Zwischenraum zu einer jeweils benachbarten Lithiumionenbatteriezelle angeordnet ist, insbesondere durch eine regelmäßige und/oder gitterartige Anordnung der Lithiumionenbatteriezellen, vorzugsweise in einer Ebene, weiter bevorzugt an oder in einem Grundsubstrat, und wobei ein oder mehrere Wärmeaustauschelemente in einem oder in jeweiligen Zwischenräumen angeordnet sind. Es ist somit eine Kernidee der vorliegenden Erfindung, eine Temperiereinrichtung mit ein oder mehreren Wärmeaustauschelementen vorzusehen, die nicht nur passiv Wärmemenge austauschen können, wie dies zum Beispiel bei Phasenwechselmaterialien oder PCM in bekannter Art und Weise möglich ist, sondern auch aktiv Wärmemenge von Lithiumionenbatteriezellen aufnehmen und abführen oder aber zuführen und an Lithiumionenbatteriezellen abgeben können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Wärmeaustauschelemente von einem Wärmeaustauschmedium durchströmt werden. Im Gegensatz zum bekannten Vorgehen, verbleibt zum Beispiel beim Kühlen die von den einzelnen Lithiumionenbatteriezellen abgegebene Wärmemenge nicht innerhalb der Anordnung, sondern wird über das Wärmeaustauschmedium, welches durch die Wärmeaustauschelemente strömt, nach extern übertragen und dort abgegeben.
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Der Begriff Lithiumionenbatteriezellen (50) ist gleichzusetzen mit den Begriffen Lithiumionenbatterien, Lithiumbatterieelementen und Batterieelementen.
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Eine jeweilige Lithiumionenbatteriezelle ist mit einem Zwischenraum zu einer jeweils benachbarten Lithiumionenbatteriezelle angeordnet, insbesondere durch eine regelmäßige und/oder gitterartige Anordnung der Lithiumionenbatteriezellen, vorzugsweise in einer Ebene, weiter bevorzugt an oder in einem Grundsubstrat.
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Im Allgemeinen liegt beim Anordnen der einzelnen Lithiumionenbatteriezellen ohnehin - selbst bei dichtester Packung - in irgendeiner Form ein Zwischenraum vor, in welchen die einzelnen Wärmeaustauschelemente eingebracht werden können, zumal dann, wenn ein direkter mechanischer Kontakt zwischen direkt benachbarten Lithiumionenbatteriezellen aus verschiedenen Gründen vermieden werden muss, zum Beispiel aufgrund elektrochemischer Probleme beim direkten Kontakt oder aufgrund des Umstands, dass bei thermischen Wechsellasten die einzelnen Lithiumionenbatteriezellen eine gewisse Volumenarbeit verrichten, sich also Ausdehnen bei höheren Temperaturen oder Zusammenziehen bei niedrigeren Temperaturen.
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Lithiumionenbatteriezellen und Wärmeaustauschelemente können in direktem mechanischem und thermischem Kontakt miteinander stehen. Durch den direkten mechanischen Kontakt zwischen den Lithiumionenbatteriezellen und den Wärmeaustauschelementen findet einerseits ein besonders inniger Kontakt mit entsprechend hohem Wirkungsgrad bei der Wärmeübertragung statt.
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Alternativ dazu oder zusätzlich können Lithiumionenbatteriezellen und Wärmeaustauschelemente in indirektem thermischem Kontakt zueinander stehen mit einem vermittelnden Wärmeleitmittel dazwischen.
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Die Anordnung aus Lithiumionenbatteriezellen und Wärmeaustauschelementen ist in einem Einbettmedium eingebettet, welches insbesondere zum Wärmeaustausch zwischen Lithiumionenbatteriezellen und Wärmeaustauschelementen über Wärmeleitung geeignet ist und/oder ein entsprechendes Wärmeleitmittel bildet oder aufweist. Diese Maßnahmen sind erforderlich, wenn, wie im oben beschriebenen Fall, ein direkter mechanischer Kontakt zwischen den Lithiumionenbatteriezellen und den Wärmeaustauschelementen aufgrund elektrochemischer und/oder mechanischer Aspekte ausscheidet. Oft ist es sogar denkbar, dass durch den Einsatz eines vermittelnden Wärmeleitmittels ein besserer Wirkungsgrad beim Wärmeübertrag zwischen den Lithiumionenbatteriezellen und den Wärmeaustauschelementen erzielt werden kann. Das ist zum Beispiel dann der Fall, wenn der Wärmeübergangswiderstand zwischen den Materialien der Lithiumionenbatteriezellen einerseits oder von deren Hüllen und den Wärmeaustauschelementen andererseits einen hohen Wärmeübergangskoeffizienten verhindert, wenn diese direkt mechanisch in Kontakt stehen.
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Der Begriff Einbettmedium (30) ist mit den Begriffen Füllmaterialien, Einbettmaterial und Einbettungsmaterial gleichzusetzen.
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Das Einbettmedium ist mit oder aus einem Graphitmaterial ausgebildet, es ist mit oder aus expandiertem und wieder verdichtetem Graphit, vorzugsweise auf der Basis von Naturgraphit ausgebildet. Denkbar sind jedoch auch andere Materialien, sofern diese wie Graphit nicht zu starr sind und z.B. eine Volumenarbeit der einzelnen Lithiumionenbatteriezellen unter thermischer Wechsellast auffangen können.
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Ein jeweiliges Wärmeaustauschelement kann mit einer oder als eine Leitungsanordnung oder Röhrenanordnung ausgebildet sein, insbesondere mit einer ersten oder inneren Leitung oder Röhre zum Zuführen des Wärmeaustauschmediums und einer zweiten oder äußeren und insbesondere die erste Leitung oder Röhre umgebenden Leitung oder Röhre zum Abführen des Wärmeaustauschmediums, welche insbesondere als fortlaufende Leitung oder Röhre miteinander verbunden sind. Das Vorsehen von Leitungen oder Röhren realisiert auf besonders einfache Art und Weise einen effektiven Wärmeaustausch über das strömende Wärmeaustauschmedium.
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Eine jeweilige Leitungsanordnung oder Röhrenanordnung und insbesondere eine jeweilige innere Leitung oder Röhre und/oder eine jeweilige äußere Leitung oder Röhre können mit oder aus einem oder mehreren Materialien aus der Gruppe von Materialien ausgebildet sein, die Metallmaterialien, Metalle, Kunststoffe, gefüllte Kunststoffe, insbesondere mit Metall oder mit Metallmaterial gefüllte Kunststoffe, Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit und deren Derivate und Kombinationen aufweist. Grundsätzlich können jedoch sämtliche Materialien verwendet werden, die einerseits den Wärmeübergang zwischen den im Inneren strömenden Medium und der Umgebung, das heißt zu den Lithiumionenbatteriezellen und/oder zum Einbettungsmedium hin nicht behindern und andererseits im Hinblick auf das strömende Wärmeaustauschmedium chemisch inert und/oder dicht sind.
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Das Material der inneren Leitung oder Röhre kann eine andere Wärmeleitfähigkeit aufweisen als das Material der jeweiligen äußeren Leitung oder Röhre.
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Die Lithiumionenbatteriezellen können eine Form aus der Gruppe von Formen besitzen, die aufweist Zylinderformen, insbesondere mit kreisförmiger oder elliptischer Grundfläche, Prismenform, Quaderform, jeweils vorzugsweise vom senkrechten Typ, Tablettenform, Knopfform oder Pouchform, wobei die Lithiumionenbatteriezellen gruppenweise oder insgesamt nach Art, Form und/oder Größe gleich ausgebildet sind. Es sind auch Kombinationen dieser Formen denkbar und/oder auch Formen, die sich in irgendeiner Weise aneinander reihen und/oder kompakt stapeln lassen.
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Als Wärmeaustauschmedium kann ein Fluid vorgesehen sein, insbesondere in Form einer Flüssigkeit, vorzugsweise aus der Gruppe von Wärmeübertragungsmedien, die Wasser, wässrige Lösungen, Öle, Kühlmittel aufweist. Grundsätzlich sind auch hier sämtliche Fluide, seien dies Flüssigkeiten oder Gase oder auch pastöse oder zähflüssige Medien, geeignet, die eine Wärmeübertragung mit ausreichend hoher spezifischer Wärmekapazität ermöglichen.
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Die erfindungsgemäße Batterieanordnung kann Einrichtungen aufweisen zum gesteuerten Temperieren und/oder Zu- und/oder Abführen des Wärmeaustauschmediums, so dass eine Betriebstemperatur der Batterieanordnung und insbesondere der Lithiumionenbatteriezellen in einem vorbestimmten oder bestimmbaren Temperaturbereich einstellbar ist.
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Diese Mittel oder Einrichtung können insbesondere Sensoreinrichtungen zum Messen einer tatsächlich bestehenden Temperatur der Lithiumionenbatteriezellen, des Einbettmediums und/oder des Wärmeaustauschmediums, eine Zuführeinrichtung zum gesteuerten oder geregelten Zu- und/oder Abführen des Wärmeaustauschmediums, eine Steuereinrichtung zum Empfangen von Messwerten der Sensoreinrichtung und zum Steuern oder Regeln der Zuführeinrichtung für das Wärmeaustauschmedium und/oder Mess-/Steuerleitungen zum Verbinden der Steuereinrichtung mit den Sensoreinrichtungen einerseits und der Zuführeinrichtung für das Wärmeaustauschmedium andererseits sein. Grundsätzlich können sämtliche Einrichtungen vorgesehen sein, die ein Zirkulieren oder Zu- und Abführen des Wärmeaustauschmediums generieren und/oder Steuern oder Regeln, gegebenenfalls auch Pumpen oder andere Maßnahmen die eine treibende Kraft in Bezug auf das Wärmeaustauschmedium generieren.
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Diese und weitere Aspekte werden beispielhaft auf der Grundlage der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert.
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Figurenliste
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- 1A - 1C sind schematische und teilweise geschnittene Drauf- und seitliche Ansichten einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterieanordnung.
- 2 ist eine schematische und geschnittene Seitenansicht eines Teils der Ausführungsform aus den 1A - 1C, welche Details der erfindungsgemäß vorgesehenen Temperiereinrichtung darstellt.
- 3 ist eine schematische und teilweise geschnittene Draufsicht analog zu derjenigen aus 1A, jedoch mit höherer Packungsdichte der einzelnen Lithiumionenbatteriezellen.
- 4 ist eine schematische und teilweise geschnittene Draufsicht auf eine Anordnung analog zu derjenigen aus der 1A, jedoch mit Lithiumionenbatteriezellen in Prismenform.
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DETAILBESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Strukturell und/oder funktionell gleiche, ähnliche oder gleich wirkende Merkmale oder Elemente werden nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in jedem Fall wird eine detaillierte Beschreibung dieser Merkmale oder Elemente wiederholt.
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Die Figuren beschreiben die Erfindung exemplarisch anhand von Ausführungsbeispielen und in schematischer Art und Weise und sind nicht maßstabsgetreu, solange nichts anderes gesagt ist.
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Zunächst wird auf die Zeichnungen im Allgemeinen Bezug genommen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft unter anderem auch ein Wärmeaustauschelemente 20 für Lithiumionenbatteriezellen 50 und insbesondere für Batterieanordnungen 100 aus Lithiumionenbatteriezellen 50.
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Der Begriff Wärmeaustauschelemente (20) ist gleichzusetzen mit den Begriffen Wärmeübertragungselemente und Flüssigkeitskühlsystem.
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Batterieanordnungen 100 bestehen typischerweise aus Lithiumionenbatteriezellen 50, zum Beispiel in zylindrischer Form, in Prismenform oder sind vom so genannten Pouchtyp gestaltet, und werden in Clustern oder Paketen in oder zu einer Batterieanordnung zusammengeführt. Um den zur Verfügung stehenden Raum in einer konkreten Anwendung nutzen zu können und um die Gesamtenergiedichte oder die Kapazität einer derartigen Batterieanordnungen 100 zu sichern, werden die einzelnen Lithiumionenbatteriezellen 50 oft fast ohne Zwischenräume Z in oder zu einer dichtesten Packung gepackt.
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Aufgrund der Empfindlichkeit der Lithiumionenbatteriezellen 50 im Hinblick auf das thermische Budget treten üblicherweise Schwierigkeiten auf, wenn die Temperatur eines derartigen aus einer Mehrzahl Lithiumionenbatteriezellen 50 bestehenden Batterieanordnung 100 gesteuert oder geregelt werden soll, insbesondere im Hinblick auf ein Heizen oder Kühlen bei verschiedenen Betriebszuständen und bei unterschiedlichen Umweltbedingungen.
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Erfolge wurden erzielt durch Verwenden so genannter Phasenänderungsmaterialien oder PCMs. Es bestehen jedoch Beschränkungen hinsichtlich der Wärmeaufnahmefähigkeit derartiger Phasenänderungsmaterialien.
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Im Hinblick auf diese Probleme ist es nötig, einerseits Wärme von der Oberfläche der einzelnen Lithiumionenbatteriezellen 50 abzutransportieren und andererseits die einmal im Batterieanordnung 100 vorhandene Wärmemenge über entsprechende thermische Trägersubstanzen insgesamt aus dem Batterieanordnung 100 zu entfernen.
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Eine weitere Randbedingung ist insbesondere das Einhalten der bereits vorhandenen räumlichen Gegebenheiten um die bisher mit herkömmlichen Batterieanordnungen 100 bedienten Applikationen weiterhin realisieren zu können.
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Erfindungsgemäß können zum Beispiel Lithiumionenbatteriezellen 50 mit zylindrischer Form - wobei jedoch auch sämtliche anderen Formen denkbar sind - nach Art eines rechteckigen oder quadratischen Gitters angeordnet werden, wobei direkt benachbarte Zylinder einen in etwa sternförmigen Zwischenraum Z bilden. In diesem Zwischenraum Z, welcher bei anderen Batteriezellenformen entsprechend anders ausgestaltet ist, werden entsprechende Wärmeaustauschelemente 20, zum Beispiel in Form aufrechtstehender Finger eingeführt. Diese Wärmeaustauschelemente 20 sind zum Beispiel aus einem die Wärme gut leitfähigen Material gebildet, zum Beispiel aus Metall oder mit Zusatzstoffen - z.B. Metall - gefüllten Kunststoffen. Die Wärmeaustauschelemente 20 werden von einem Wärmeaustauschmedium 15, zum Beispiel einem Fluid durchströmt.
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Der Begriff Wärmeaustauschmedium (15) ist mit den Begriffen Wärmeübertragungsmedium und Wärmeübertragungsfluid gleichzusetzen.
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Um einen besseren Wärmeübergang zwischen den Lithiumionenbatteriezellen 50 einerseits und den Wärmeaustauschelementen 20 andererseits zu gewährleisten, kann der zwischen den Lithiumionenbatteriezellen 50 und den Wärmeaustauschelementen 20 noch bestehende Zwischenraum Z mit einem wärmeleitenden Material gefüllt sein oder werden, zum Beispiel in Form eines Graphitmaterials.
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Durch die erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung 100 wird gewährleistet, dass die Distanz für den Wärmetransport von den Lithiumionenbatteriezellen 50 zum Wärmeaustauschmedium 15 minimiert ist. Aufgrund der Anordnung der Lithiumionenbatteriezellen 50 und dem Vorsehen der Zwischenräume Z kann zum Beispiel der Kühlmechanismus mit den einzelnen Wärmeaustauschelementen 20 von einer Richtung in die bestehende Anordnung 100 aus den einzelnen Lithiumionenbatteriezellen 50 eingeführt werden, zum Beispiel von unten. Dies ermöglicht auch ein Aus- und Nachrüsten bereits bestehender Batterieanordnungen 100, indem zum Beispiel bestehende Einbettmedien 30 in den Zwischenräumen entfernt und einfach die entsprechende Fingerstruktur der Wärmeaustauschelemente 20 von unten in die bestehende Struktur eingeführt wird, wobei abschließend ein Verfüllen mit dem wärmeleitenden Einbettmedium 30 erfolgt.
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Nun wird im Detail auf die Zeichnungen Bezug genommen.
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Die 1A bis 1C zeigen in schematischer und geschnittener Draufsicht sowie in zwei seitlichen Schnittansichten eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterieanordnung 100.
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Bei dieser ist auf einem Grundsubstrat 40 oder Basissubstrat eine Anordnung einer Mehrzahl einzelner Lithiumionenbatteriezellen 50. Diese besitzen einen Batteriekörper 51 sowie einen ersten oder oberen Anschluss 52 und einen hier nicht dargestellten zweiten Anschluss zum elektrischen Kontaktieren, das heißt zum Laden, Entladen, gegebenenfalls unter Last.
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Die einzelnen Lithiumionenbatteriezellen 50 sind in der Ausführungsform der 1A bis 1C identisch ausgebildet, und zwar nach Art, Form und Größe. Dies ist jedoch nicht zwingend, wenngleich oft zweckmäßig.
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Die einzelnen Lithiumionenbatteriezellen 50 sind nach Art eines rechteckigen oder hier quadratischen Gitters, also regulär angeordnet. Es sind jedoch auch Batterieanordnungen in versetzter Art und Weise denkbar. Zwischen direkt benachbarten Lithiumionenbatteriezellen 50, und zwar sowohl in vertikaler und horizontaler Richtung, also in x-Richtung und in y-Richtung, als auch in diagonaler Richtung sind äquidistante Verhältnisse vorgesehen, so dass sich zwischen direkt benachbarten Lithiumionenbatteriezellen 50 ein Zwischenraum Z ausbildet, der auch als Void bezeichnet werden kann.
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In den jeweiligen Zwischenräumen Z sind Wärmeaustauschelemente 20 vorgesehen. In die verbleibenden Zwischenräume, das heißt also nach Einbringen der Wärmeaustauschelemente 20, ist ein Übertragungsmaterial oder Wärmeleitmaterial als Einbettmedium 30 ausgebildet, um den thermischen Übertrag zwischen den einzelnen Lithiumionenbatteriezellen 50 und den Wärmeaustauschelementen 20 der Temperiereinrichtung 10 oder des Temperiersystems 10 zu gewährleisten.
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Insbesondere 1C zeigt Details im Hinblick auf das Temperiersystem 10 oder die Temperiereinrichtung 10.
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Diese besteht aus einem oder mehreren Wärmeaustauschelementen 20, die Zuleitungen 11 für das Wärmeaustauschmedium 15 über einen Einstrom E gespeist werden, wobei der Abtransport A oder Ausstrom A des Wärmeaustauschmediums 15 über entsprechende Ableitungen 12 realisiert wird.
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Die Wärmeaustauschelemente 20 selbst werden von einer Leitungsanordnung oder einer Röhrenanordnung mit einer ersten oder inneren Leitung 21 oder Röhre 21 und einer zweiten oder äußeren Leitung 22 oder Röhre 22 gebildet, wobei in der Ausführungsform der 1 A bis 1C die ersten und zweiten Leitungen 21 bzw. 22 zueinander konzentrisch um eine gemeinsame Achse angeordnet sind und sich die innere Leitung 21 oder Röhre 21 im oberen Bereich der äußeren Leitung 22 oder Röhre 22 ergießt. Dadurch entsteht ein kontinuierlicher Strom des Wärmeaustauschmediums 15 über den Einstrom E in die Zuleitung 11, nämlich in die erste oder innere Leitung 21 oder Röhre 21 des Wärmeaustauschelements 20, anschließend in die äußere Leitung 22 oder Röhre 22 des Wärmeaustauschelements 20 und schließlich in die Ableitung 12 für den Ausstrom A des Wärmeaustauschmediums 15.
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Die Details dazu und die Einbettung der Wärmeaustauschelemente 20 im Einbettmedium 30 sind noch einmal im Detail in 2 dargestellt, wobei auch deutlich wird, dass die Zuleitungen 11 und die Ableitungen 12 für das Wärmeaustauschmedium 15 im Basissubstrat oder Grundsubstrat 40 lokal eingebettet sind; dies ist jedoch nicht zwingend.
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In der 3 ist eine zu der Batterieanordnung in der 4A ähnliche Batterieanordnung dargestellt, und zwar wiederum in schematischer und geschnittener Draufsicht.
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Hier ist jedoch die Packung für die einzelnen Lithiumionenbatteriezellen 50 kompakter gewählt, so dass die Zwischenräume Z zwischen direkt benachbarten Lithiumionenbatteriezellen 50 geringer ausfällt als bei der Ausführungsform der 1 A bis 1C. Ansonsten ist die Struktur zu der in den 1A bis 1C identisch.
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Die Ausführungsform der 4 ist ähnlich zu den Ausführungsformen aus den 1A bis 3. Ein Unterschied besteht darin, dass hier keine zylinderförmigen, sondern prismenförmige Lithiumionenbatteriezellen 50 für die Batterieanordnung 100 vorgesehen sind. Entsprechend handelt es sich bei der Batterieanordnung gemäß 4 auch nicht um die dichteste Packung für die einzelnen Lithiumionenbatteriezellen 50, weil Platz geschaffen werden muss, um die einzelnen Wärmeaustauschelemente 20 der Temperiereinrichtungen 10 anordnen zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Temperiereinrichtung/-system, Kühleinrichtung/-system
- 11
- Zuleitung für Wärmeaustauschmedium 15
- 12
- Ableitung für Wärmeaustauschmedium 15
- 15
- Wärmeaustauschmedium/-fluid,
- 20
- Wärmeaustauschelement
- 21
- erste oder innere Leitung oder Röhre
- 22
- zweite oder äußere Leitung oder Röhre
- 30
- Einbettmedium
- 40
- Grundsubstrat
- 50
- Lithiumionenbatteriezelle
- 51
- Batteriekörper, Körper/Hauptteil der Batteriezelle 50
- 52
- Kontakt, Anschluss der Batteriezelle 50
- 100
- erfindungsgemäße Batterieanordnung
- A
- Ausstrom/Abfuhr des Wärmeaustauschmediums 15
- E
- Einstrom/Zufuhr des Wärmeaustauschmediums 15
- Z
- Zwischenraum, Zwischenbereich
