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Die Erfindung bezieht sich auf ein Batteriemodul und dessen Verwendung gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
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Stand der Technik
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Batteriepacks mit hohem elektrischen Leistungsvermögen gewinnen zunehmend an Bedeutung. Neuere Generationen von Batteriepacks sind in Form sogenannter Lithium-Ionen-Batteriepacks ausgeführt. Dabei ist es von Bedeutung, zur Gewährleistung der Sicherheit und Funktion derartiger Batteriepacks die in den Batteriepacks enthaltenen einzelnen Batteriezellen innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs zu betreiben. So entsteht allein schon während des Betriebs der entsprechenden Batteriezellen Abwärme in Form joulescher Wärme, die aufgrund des in der Batteriezelle fließenden elektrischen Stroms und des inneren Widerstands der Batteriezelle entsteht, sowie weiterhin auch Wärme aufgrund reversibler chemischer Vorgänge in der Batteriezelle. Die entstehende Wärme wird aus der Batteriezelle abgeführt, um ein Aufheizen der Batteriezelle über eine kritische Betriebstemperatur hinaus zu vermeiden. Dies geschieht auf Basis eines entsprechenden Thermo-Management-Systems dessen Auslegung in der Regel auf Basis von Lastzyklen erfolgt, sodass der Temperaturanstieg innerhalb der Batteriezelle bei bekannten thermischen Randbedingungen vorhergesagt werden kann.
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In einer üblichen Ausführungsform werden entsprechende Batteriezellen oder entsprechende aus Batteriezellen aufgebaute Batteriemodule über die jeweilige Unterseite der entsprechenden Batteriezellen entwärmt. Dazu erfolgt beispielsweise eine Montage des entsprechenden Batteriemoduls auf einer fluiddurchströmten Platte, die in Abhängigkeit vom Wirkungsgrad der geforderten Kühlleistung mit Wasser/Glykol-Gemischen oder mit tiefsiedenden Kältemitteln beaufschlagt wird. Nachteilig ist dabei der erhöhte apparative Aufwand in Form der Bereitstellung der für die Kühlung benötigten Komponenten und weiterhin die vergleichsweise kleine Fläche, über die ein Wärmetransfer aus der Batteriezelle in die fluiddurchströmte Platte erfolgt. Außerdem kann es durch Undichtigkeiten im Kühlsystem zu einem Sicherheitsrisiko kommen.
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Diesbezüglich ist aus der
US 2005/0064280 A1 ein elektrischer Energiespeicher bekannt, der eine Vielzahl stabförmiger Batteriemodule umfasst, die senkrecht zu deren Längsausrichtung mit einem Kühlfluid in Form eines Luftstroms gekühlt werden. Dabei ist unter anderem vorgesehen, dass die einzelnen Batteriemodule in Strömungsrichtung des Kühlfluids mit einem zunehmenden Abstand zueinander angeordnet sind, so dass senkrecht zu dem strömenden Kühlfluid ein zunehmender effektiver Kühlungsquerschnitt entsteht. Auf diese Weise soll eine Angleichung der in den jeweiligen Batteriemodulen vorliegenden Temperatur erreicht werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Dem gegenüber bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Batteriemodul und dessen Verwendung mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Auf diese Weise können die vorbeschriebenen Nachteile des Standes der Technik wirkungsvoll vermieden werden.
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Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass innerhalb des Batteriemoduls eine Mehrzahl von Batteriezellen so angeordnet ist, dass ein die Batteriezellen zumindest teilweise umströmendes Kühlmedium derart geführt wird, dass sich ein Gesamtströmungsquerschnitt in Strömungsrichtung des Kühlmediums innerhalb des Batteriemoduls verkleinert. Auf diese Weise wird im Bereich des Einlasses des Kühlmediums in das Batteriemodul aufgrund des dort vorliegenden vergleichsweise großen Strömungsquerschnitts zwischen den Batteriezellen eine vergleichsweise niedrige Strömungsgeschwindigkeit und dadurch bedingt ein vergleichsweise schlechter Wärmeübergang und dadurch bedingt ein vergleichsweise schlechterer Abtransport der in den Zellen entstehenden Wärme erreicht.
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Dieses aufgrund der geringen Strömungsgeschwindigkeit geringe Wärmeaufnahmevermögen wird jedoch durch eine vergleichsweise große Temperaturdifferenz zwischen dem eintretenden Kühlmedium und den im Einlassbereich des Kühlmediums positionierten Batteriezellen kompensiert, so dass eine ausreichende Temperierung in Form einer ausreichenden Kühlung oder Beheizung der Batteriezellen im Einlassbereich des Batteriemoduls gewährleistet ist.
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Demgegenüber tritt im Bereich des Auslasses des Kühlmediums aus dem Batteriemodul aufgrund des dort vorliegenden verkleinerten Gesamtströmungsquerschnitts für das Kühlmedium zwischen den Batteriezellen des Batteriemoduls eine höhere Strömungsgeschwindigkeit und somit ein besserer Wärmeübergang an das Kühlmedium des Kühlmediums auf. Da in diesem Bereich des Batteriemoduls das im Batteriemodul strömende Kühlmedium bereits verglichen mit der Eintrittstemperatur des Kühlmediums in das Batteriemodul eine erhöhte Temperatur aufweist, ist eine vergleichbare Temperierungswirkung des Kühlmittels sowohl im Einlassbereich des Kühlmittels in das Batteriemodul als auch im Bereich des Auslasses des Kühlmediums aus dem Batteriemodul gewährleistet. Auf diese Weise kann auch eine ausreichende Temperierung bei einer Vielzahl von Batteriezellen bspw. über alle vorliegenden Batteriezellen hinweg sichergestellt werden.
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Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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So ist es von Vorteil, wenn sich der Strömungsquerschnitt für das Kühlmittel zwischen den Batteriezellen des Batteriemoduls kontinuierlich verjüngt, insbesondere linear oder exponentiell. Da bei einer gestuften Verjüngung des Strömungsquerschnitts mit Verwirbelungen des Kühlmittels im Bereich der Stufungen zu rechnen ist und somit mit einem ungünstigen Strömungsprofil des Kühlmittels, ist durch eine kontinuierliche Verkleinerung bzw. Verjüngung des Strömungsquerschnitts mit einer verbesserten Temperierungswirkung des Kühlmittels zu rechnen.
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Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn die Batteriezellen innerhalb des Batteriemoduls so angeordnet sind, dass deren Großfläche im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung des Kühlmediums innerhalb des Batteriemoduls ausgerichtet sind. Durch diese Anordnung strömt das Kühlmittel innerhalb des Batteriemoduls im Wesentlichen längs der Großfläche der einzelnen Batteriezellen entlang, wodurch ein laminares Strömungsverhalten realisierbar ist und vor allem eine möglichst große Fläche für den Wärmeübergang zur Verfügung steht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Kühlmedium innerhalb des Batteriemoduls über eine Mehrzahl von Strömungskanälen geführt, wobei die Anzahl der Strömungskanäle in einem dem Kühlmedieneinlass zugewandten Bereich des Batteriemoduls vorzugsweise größer ist als die Anzahl der Strömungskanäle in einem dem Kühlmedienauslass zugewandtem Bereich des Batteriemoduls. Auf diese Weise wird erreicht, dass im Einlassbereich des Kühlmediums in das Batteriemodul aufgrund einer größeren Anzahl von Strömungskanälen ein in Summe größerer Gesamtströmungsquerschnitt für das Kühlmedium vorliegt und somit eine vergleichsweise geringere Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums.
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Im Auslassbereich des Batteriemoduls für das Kühlmedium liegt jedoch aufgrund der geringeren Anzahl an Strömungskanälen (bei gleichen geometrischen Abmessungen der Kanäle) ein in Summe vergleichsweise geringerer Gesamttrömungsquerschnitt für das Kühlmedium vor, wodurch eine höhere Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums im Auslassbereich des Batteriemoduls für das Kühlmedium resultiert.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Strömungskanäle des Batteriemoduls zumindest teilweise durch Gehäusebereiche der Batteriezellen gebildet bzw. begrenzt. Auf diese Weise ist ein unmittelbarer Wärmetransfer aus dem Inneren der jeweiligen Batteriezelle durch die Gehäusewand hindurch in den jeweiligen Strömungskanal und somit auf das Kühlmedium gewährleistet.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind mindestens zwei Gruppen parallel angeordneter Strömungskanäle für das Kühlmedium vorgesehen, die in Strömungsrichtung des Kühlmediums nacheinander angeordnet, wobei sich zwischen den beiden Gruppen parallel angeordneter Strömungskanäle für das Kühlmedium ein Durchmischungsbereich befindet, der eine Durchmischung des Kühlmediums, das unterschiedliche Strömungskanäle der ersten Gruppe parallel angeordneter Strömungskanäle für das Kühlmedium passiert hat, gestattet vor dessen Eintritt in die Strömungskanäle der zweiten Gruppe parallel angeordneter Strömungskanäle für das Kühlmedium.
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Weiterhin ist von Vorteil, wenn drei oder mehr Gruppen parallel angeordneter Strömungskanäle für das Kühlmedium vorgesehen sind, wobei sich in Strömungsrichtung des Kühlmediums jeweils zwischen zwei benachbarten Gruppen parallel angeordneter Strömungskanäle für das Kühlmedium ein Durchmischungsbereich für das Kühlmedium befindet, wobei der jeweilige Strömungsquerschnitt eines jeweiligen Durchmischungsbereichs sich in Strömungsrichtung des Kühlmediums von einem kühlmedieneinlassseitigem Bereich des Batteriemoduls hin zu einem kühlmedienauslassseitigem Bereich des Batteriemoduls vorzugsweise schrittweise verkleinert.
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In besonders vorteilhafter Weise lässt sich das erfindungsgemäße Batteriemodul in Lithium-Ionen-Batterien, in Lithium-Schwefel-Batterien oder in Lithium-Luft-Batterien und diese wiederum in Hybrid- oder Elektrofahrzeugen bzw. in stationären Batterieanwendungen im Rahmen der Zwischenspeicherung elektrischer Energie bspw. bei Photovoltaik- oder Windenergieanwendungen verwenden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Funktionsähnliche oder identische Bauteile oder Komponenten sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Figuren und der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Es zeigt:
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1: die schematische Darstellung eines Batteriemoduls gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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2 die schematische Darstellung eines Batteriemoduls gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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3 die schematische Darstellung eines Batteriemoduls gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
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4 die schematische Darstellung eines Batteriemoduls gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsbeispiele
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In 1 ist ein Batteriemodul 10 abgebildet, dass beispielsweise eine Mehrzahl von Batteriezellen 12a, 12b, 12c umfasst. Die Batteriezellen 12a, 12b, 12c weisen jeweils zwei Batterieterminals 14a, 14b auf über die die Batteriezellen 12a, 12b, 12c elektrisch kontaktiert sind. Die Batteriezellen 12a, 12b, 12c liegen bspw. Zylindrischer Ausführung in prismatischer Ausführung oder als sogenannte Pouch-Cells vor. Weiterhin sind die Batteriezellen 12a, 12b, 12c innerhalb des Batteriemoduls 10 in geeigneter Form parallel oder seriell miteinander verschaltetet. Da sowohl bei Lade- als auch bei Entladevorgängen Wärme freigesetzt wird und die entsprechenden Batteriezellen 12a, 12b, 12c in einem bestimmten Temperaturfenster betrieben werden sollten, um deren Langzeitbeständigkeit nicht zu gefährden, werden die Batteriezellen 12a, 12b, 12c des Batteriemoduls 10 in geeigneter Weise temperiert.
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Der Begriff der Temperierung umfasst dabei sowohl eine geeignete Kühlung als auch – bei tiefen Betriebstemperaturen – eine geeignete Erwärmung der Batteriezellen 12a, 12b, 12c. Um eine effektive Temperierung der Batteriezellen 12a, 12b, 12c zu gewährleisten, werden diese vorzugsweise in direktem Kontakt mit einem Kühlmedium gebracht, das beispielsweise ein Gehäuse der Batteriezellen 12a, 12b, 12c zumindest teilweise umströmt.
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Als Kühlmedium eignen sich sowohl gasförmige Medien, wie beispielsweise Luft oder synthetische Gase wie Stickstoff und Kohlendioxid, als auch flüssige Kühlmedien, wie sie beispielsweise in Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen, oder auch Wasser- bzw. Diethylglycol-Mischungen.
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Das Batteriemodul 10 umfasst demzufolge einen Einlass für Kühlmedien 16 sowie einen Auslass für Kühlmedien 18. Die Strömungsrichtung des Kühlmediums ist durch Pfeile verdeutlicht. Weiterhin umfasst das Batteriemodul 10 erste Batteriezellen 12a, die im einlassseitigen Bereich des Batteriemoduls 10 positioniert sind. Darüber hinaus umfasst das Batteriemodul 10 zweite Batteriezellen 12b, die ebenfalls durch das Kühlmedium temperiert werden und die bezogen auf die ersten Batteriezellen 12a in Strömungsrichtung des Kühlmediums diesen nachgeordnet positioniert sind. Weiterhin umfasst das Batteriemodul 10 beispielsweise dritte Batteriezellen 12c, welche ebenfalls durch das Kühlmedium temperiert werden und welche in Strömungsrichtung des Kühlmediums beispielsweise den ersten Batteriezellen 12a und den zweiten Batteriezellen 12b nachgeordnet positioniert sind.
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Werden von einem Kühlmedium in Strömungsrichtung nacheinander mehrere Batteriezellen 12a, 12b, 12c umspült, so ist die Temperierungswirkung auf erste Batteriezellen 12a, die in Strömungsrichtung des Kühlmediums stromaufwärts zweiter Batteriezellen 12b angeordnet sind, höher. Dies beruht darauf, dass durch die Temperierung der ersten Batteriezellen 12a bereits eine Temperaturänderung des Kühlmediums eingetreten ist, sodass die den ersten Batteriezellen 12a nachgeordnet positionierten zweiten Batteriezellen 12b in Strömungsrichtung des Kühlmediums einer geringeren Temperierungswirkung ausgesetzt sind. Um diesem Problem zu begegnen, liegt der vorliegenden Erfindung die grundsätzliche Idee zugrunde, die Temperierungswirkung auf zweite bzw. dritte Batteriezellen 12b, 12c die in Strömungsrichtung eines Kühlmediums ersten Batteriezellen 12a nachgeordnet positioniert sind, dadurch zu verbessern, dass die Geschwindigkeit des Kühlmediums im Bereich der zweiten bzw. dritten Batteriezellen 12b, 12c im Vergleich zur Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums im Bereich der ersten Batteriezellen 12a erhöht ist.
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Die Temperierung der ersten Batteriezellen 12a erfolgt beispielsweise durch erste Kühlmedienkanäle 20a welche jeweils zwischen zwei ersten Batteriezellen 12a positioniert sind. Die ersten Kühlmedienkanäle 20a werden dabei beispielsweise durch Gehäusebereiche der ersten Batteriezellen 12a zumindest teilweise begrenzt bzw. gebildet. Die ersten Kühlmedienkanäle 20a werden dabei durch das Kühlmedium nach dessen Eintritt in das Batteriemodul 10 im Wesentlichen parallel durchströmt. Die Strömungsrichtung des Kühlmediums verläuft somit im Wesentlichen senkrecht zu einer Reihenanordnung der ersten Batteriezellen 12a. Weiterhin sind die ersten Batteriezellen 12a innerhalb dieser Reihenanordnung im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet.
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Den ersten Kühlmedienkanälen 20a in Strömungsrichtung des Kühlmediums nachgeordnet sind zweite Kühlmedienkanäle 20b vorgesehen, durch die die zweiten Batteriezellen 12b temperiert werden. Auch die zweiten Kühlmedienkanäle 20b sind jeweils durch zwei zweite Batteriezellen 12b zumindest teilweise begrenzt bzw. gebildet. Auf diese Weise erfolgt eine Temperierung der zweiten Batteriezellen 12b.
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Den zweiten Kühlmedienkanälen 20b in Strömungsrichtung des Kühlmediums nachgeordnet sind beispielsweise dritte Kühlmedienkanäle 20c vorgesehen. Über diese dritten Kühlmedienkanäle 20c werden beispielsweise die dritten Batteriezellen 12c temperiert. Auch die dritten Kühlmedienkanäle 20c sind bspw. jeweils durch zwei dritte Batteriezellen 12c seitlich gebildet bzw. begrenzt. Auf diese Weise erfolgt eine Temperierung der dritten Batteriezellen 12b.
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Weiterhin ist zwischen den ersten Kühlmedienkanälen 20a und den zweiten Kühlmedienkanälen 20b ein erster Durchmischungsbereich 22a vorgesehen, der in fluidleitendem Kontakt mit den ersten Kühlmedienkanälen 20a und den zweiten Kühlmedienkanälen 20b steht. Weiterhin ist zwischen den zweiten Kühlmedienkanälen 20b und den dritten Kühlmedienkanälen 20c ein zweiter Durchmischungsbereich 22b vorgesehen, der in fluidgeleitendem Kontakt mit den zweiten Kühlmedienkanälen 20b und den dritten Kühlmedienkanälen 20c steht.
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Um eine ausreichende Temperierleistung des Kühlmediums auch im Bereich der den ersten Batteriezellen 12a in Strömungsrichtung des Kühlmediums nachgeordnet positionierten zweiten bzw. dritten Batteriezellen 12b, 12c zu gewährleisten, ist gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung die Zahl der zweiten Kühlmedienkanäle 20b verglichen mit der Anzahl an ersten Kühlmedienkanälen 20a reduziert. Darüber hinaus ist beispielsweise die Zahl der dritten Kühlmedienkanäle 20c verglichen mit der Zahl an ersten bzw. zweiten Kühlmedienkanälen 20b, 20a ebenfalls reduziert bei gleichen geometrischen Abmessungen.
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Da für einen konstanten Volumenstrom an Kühlmedium im Bereich der zweiten Batteriezellen 12b eine geringere Anzahl an Kühlmedienkanälen 20b verglichen mit der Anzahl der Kühlmedienkanäle 20a im Bereich der ersten Batteriezellen 12a zur Verfügung steht, kommt es bei einem vergleichbaren Strömungsquerschnitt der einzelnen Kühlmedienkanäle 20a, 20b, 20c im Bereich der zweiten Kühlmedienkanäle 20b zu einer höheren Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums verglichen mit der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums in den ersten Kühlmedienkanälen 20a.
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Bedingt durch die höhere Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums ist die Temperierwirkung vergleichbar mit der Temperierwirkung des Kühlmediums im Bereich der ersten Batteriezellen 12a. Auf diese Weise wird durch eine höhere Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums im Bereich der zweiten Batteriezellen 12b die bedingt durch die Temperierung der ersten Batteriezellen 12a veränderte Temperatur und somit das zunächst geringere Wärmeaufnahmevermögen des Kühlmediums im Bereich der zweiten Batteriezellen 12b ausgeglichen.
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Gleiches gilt für den Übergang des Kühlmediums vom Bereich der zweiten Batteriezellen 12b in den Bereich der dritten Batteriezellen 12c. Die Zahl dort existierender dritter Kühlmedienkanäle 20c ist verglichen mit der Anzahl an zweiten Kühlmedienkanälen 20b reduziert, so dass es im Bereich der dritten Batteriezellen 12c zu einer noch größeren Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums kommt. Auf diese Weise ist auch im Bereich der dritten Batteriezellen 12c idealerweise eine vergleichbare Temperierwirkung des Kühlmediums zu erwarten wie im Bereich der ersten Batteriezellen 12a bzw. der zweiten Batteriezellen 12b.
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Dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 liegen dabei Kühlmedienkanäle 20a, 20b, 20c zugrunde, deren Strömungsquerschnitt über die Längserstreckung des Kühlmedienkanals 20a, 20b, 20c im Wesentlichen konstant ist. Alternativ ist es jedoch auch möglich, den Kühlmedienströmungsquerschnitt der Kühlmedienkanäle 20a, 20b, 20c in Strömungsrichtung des Kühlmediums zu variieren. Insbesondere eine Verjüngung des Strömungsquerschnitts entlang des jeweiligen Kühlmedienkanals 20a, 20b, 20c führt zu einer vorzugsweise kontinuierlichen Beschleunigung des Kühlmediums innerhalb des jeweiligen Kühlmedienkanals 20a, 20b, 20c und somit zu einer zunehmenden Temperierwirkung aufgrund der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums.
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Unter einer kontinuierlichen Verjüngung des Strömungsquerschnitts kann sowohl eine lineare Verjüngung verstanden werden als auch beispielsweise eine geeignete exponentielle Verjüngung desselben.
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Ein Beispiel eines Batteriemoduls 10, das Kühlmedienkanäle 20a, 20b, 20c aufweist, deren Strömungsquerschnitt sich in Strömungsrichtung des Kühlmediums kontinuierlich verjüngt, ist in 2 angegeben.
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Im Rahmen dieser Ausführungsform sind die Batteriezellen 12a, 12b und vorzugsweise auch 12c radial angeordnet, so dass die jeweils zwischen den Batteriezellen 12a, 12b, 12c ausgebildeten Kühlmedienkanäle 20a, 20b, 20c eine sich in diesem Beispiel linear verjüngenden Strömungsquerschnitt aufweisen. Auf diese Weise wird erreicht, dass das in dem jeweiligen Kühlmedienkanal 20a, 20b, 20c strömende Kühlmedium in Strömungsrichtung bedingt durch den sich jeweils verjüngenden Strömungsquerschnitt des Kühlmedienkanals 20a, 20b, 20c kontinuierlich beschleunigt wird und somit in allen Bereichen der jeweiligen Batteriezelle 12a, 12b, 12c eine vergleichbare Temperierwirkung durch das Kühlmedium zu beobachten ist.
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Ein weiteres Beispiel für eine im Wesentlichen lineare Verjüngung des Strömungsquerschnitts der Kühlmedienkanäle 20a, 20b, 20c ist einer dritten Ausführungsform eines Batteriemoduls 10 zu entnehmen, wie sie in 3 dargestellt ist.
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Gemäß dieser Ausführungsform liegen die ersten, zweiten und vorzugsweise auch dritten Batteriezellen 12a, 12b, 12c in einer konischen Form vor. Sie sind so angeordnet, dass die zwischen den Batteriezellen 12a, 12b, 12c gebildeten Kühlmedienkanäle 20a, 20b, 20c einen sich linear verkleinernden Strömungsquerschnitt aufweisen und es somit zwischen den jeweiligen Batteriezellen 12a, 12b, 12c zu einer zunehmenden Beschleunigung des Kühlmediums kommt. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Temperierwirkung des Kühlmediums bei Eintritt in den jeweiligen Kühlmedienkanal 20a, 20b, 20c auch beim Verlassen des Kühlmediums aus dem jeweiligen Kühlmedienkanal 20a, 20b, 20c gewährleistet ist.
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Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 4 dargestellt. In 4 ist verdeutlicht, in welcher Weise Batteriemodule 10 innerhalb eines Verbundes an Batteriemodulen angeordnet sind, um eine platzsparende Unterbringung einer ausreichend großen Anzahl von Batteriezellen 12a, 12b, 12c zu gewährleisten. Dabei werden die Batteriemodule 10a, 10b, 10c alternierend angeordnet, so dass jeweils zwei benachbart zueinander positionierte Batteriemodule 10a, 10b, bzw. 10b, 10c einen antiparallelen Strömungsverlauf des Kühlmediums zeigen. Auf diese Weise lassen sich aufgrund der platzsparenden Anordnung der Batteriezellen 12a, 12b, 12c auch Batterien mit vielen Zellen und entspechend hoher Betriebsspannung bzw. hoher elektrischer Leistung aufbauen.
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Die erfindungsgemäßen Batteriemodule lassen sich vorteilhaft in Hochleistungsbatterien verwenden wie beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien, Lithium-Schwefel-Batterien oder Lithium-Luft-Batterien sowie auch bei gängigen Batterietypen wie Nickel-Metall-Hydrid-Batterien. Die Batterien finden Anwendung bei Hybridfahrzeugen, Elektrofahrzeugen, in stationären Energiespeicheranwendungen sowie in E-Bikes.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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