DE102015008264A1 - Battery for a motor vehicle and motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterie (10) für ein Kraftfahrzeug, welche eine Mehrzahl von Batteriezellen (12) aufweist. Die Batteriezellen (12) sind hierbei als Rundzellen ausgebildet. In einem Zwischenraum zwischen wenigstens zwei Batteriezellen (12) ist zumindest ein den Zwischenraum zumindest teilweise ausfüllender Profilkörper (20, 22) angeordnet, welcher an einem jeweiligen Gehäuse (14) der wenigstens zwei Batteriezellen (12) anliegt. Der zumindest eine Profilkörper (20, 22) isoliert die Gehäuse (14) thermisch voneinander. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie (10).The invention relates to a battery (10) for a motor vehicle, which has a plurality of battery cells (12). The battery cells (12) are in this case designed as round cells. In a space between at least two battery cells (12) at least one intermediate space at least partially filling profile body (20, 22) is arranged, which rests against a respective housing (14) of the at least two battery cells (12). The at least one profile body (20, 22) thermally insulates the housings (14) from each other. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with such a battery (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug, welche eine Mehrzahl von Batteriezellen aufweist. Hierbei sind die Batteriezellen als Rundzellen ausgebildet. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie.The invention relates to a battery for a motor vehicle, which has a plurality of battery cells. Here, the battery cells are designed as round cells. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with such a battery.

Die DE 43 26 943 A1 beschreibt eine Batterie für den Einsatz in Elektrostraßenfahrzeugen, welche aus alkalischen Rundzellen aufgebaut ist. Die Rundzellen sind in einem gemeinsamen Batteriegehäuse liegend und parallel zueinander ausgerichtet angeordnet. Zwischenräume in einem durch die Rundzellen gebildeten Stapel werden von Kühlluft durchströmt. Die Rundzellen sind so einer Zwangskühlung durch die Kühlluft ausgesetzt.The DE 43 26 943 A1 describes a battery for use in electric road vehicles, which is composed of alkaline round cells. The round cells are arranged lying in a common battery case and aligned parallel to each other. Intermediate spaces in a stack formed by the round cells are flowed through by cooling air. The round cells are exposed to forced cooling by the cooling air.

Als nachteilig ist bei einer derartigen Batterie der Umstand anzusehen, dass Situationen auftreten können, in welchen der Kühlluftstrom durch die Zwischenräume nicht ausreichend ist, ein thermisch induziertes Versagen der Batteriezellen zu verhindern. Es kann nämlich bei einer Fehlfunktion einer einzelnen Batteriezelle vergleichsweise rasch besonders viel Wärme freigesetzt werden. Ein solches thermisches Durchgehen einer einzelnen Batteriezelle wird auch als „Thermal Runaway” bezeichnet. Insbesondere kann hierbei die von der einzelnen Batteriezelle freigesetzte Wärmeenergie dazu führen, dass benachbarte Batteriezellen ebenfalls geschädigt oder gar zerstört werden.A disadvantage of such a battery is the fact that situations may occur in which the cooling air flow through the interstices is not sufficient to prevent a thermally induced failure of the battery cells. Namely, it can be released comparatively quickly in a malfunction of a single battery cell very much heat. Such thermal runaway of a single battery cell is also referred to as a "thermal runaway". In particular, the heat energy released by the individual battery cell can lead to adjacent battery cells also being damaged or even destroyed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Batterie der eingangs genannten Art und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie zu schaffen, bei welcher die Gefahr eines thermischen Durchgehens verringert ist.Object of the present invention is therefore to provide a battery of the type mentioned and a motor vehicle with such a battery, in which the risk of thermal runaway is reduced.

Diese Aufgabe wird durch eine Batterie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a battery having the features of patent claim 1 and by a motor vehicle having the features of patent claim 9. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.

Bei der erfindungsgemäßen Batterie für ein Kraftfahrzeug mit einer Mehrzahl von Batteriezellen sind die einzelnen Batteriezellen als Rundzellen ausgebildet. Entsprechend weist ein Gehäuse der jeweiligen Batteriezelle im Querschnitt eine runde, insbesondere kreisförmige Kontur auf. Hierbei ist in einem Zwischenraum zwischen wenigstens zwei Batteriezellen zumindest ein den Zwischenraum zumindest teilweise ausfüllender Profilkörper angeordnet, welcher an einem jeweiligen Gehäuse der wenigstens zwei Batteriezellen anliegt. Der Profilkörper isoliert die Gehäuse der Batteriezellen thermisch voneinander. Setzt daher eine der Batteriezellen etwa aufgrund eines Missbrauchs oder eines Unfalls plötzlich eine große Menge an Wärmeenergie frei, so wird eine thermische Belastung benachbarter Batteriezellen aufgrund des zumindest einen Profilkörpers deutlich verringert. Der Profilkörper schirmt daher die jeweiligen Batteriezellen vor einer thermischen Belastung ab.In the battery according to the invention for a motor vehicle having a plurality of battery cells, the individual battery cells are designed as round cells. Accordingly, a housing of the respective battery cell in cross section has a round, in particular circular contour. Here, in a space between at least two battery cells at least one intermediate space at least partially filling profile body is arranged, which bears against a respective housing of the at least two battery cells. The profile body thermally insulates the housings of the battery cells from each other. If, therefore, one of the battery cells suddenly releases a large amount of heat energy, for example as a result of misuse or an accident, a thermal load on adjacent battery cells due to the at least one profile body is significantly reduced. The profile body therefore shields the respective battery cells from thermal stress.

Mittels des zumindest einen Profilkörpers werden also die Rundzellen im Betrieb thermisch isoliert. Im Falle eines thermischen Durchgehens („Thermal Runaway”) wird die einzelne Batteriezelle besonders gut geschützt. Dadurch ist die Gefahr eines thermischen Durchgehens der Batterie verringert.By means of the at least one profile body, therefore, the round cells are thermally insulated during operation. In the case of a thermal runaway, the individual battery cell is particularly well protected. This reduces the risk of thermal runaway of the battery.

Des Weiteren nimmt der Profilkörper auch Deformationsenergie auf, wenn es zu einem Aufprall oder Crash kommt.Furthermore, the profile body also absorbs deformation energy when it comes to an impact or crash.

Bevorzugt entspricht eine Höhe des zumindest einen Profilkörpers einer Höhe des Gehäuses der jeweiligen Batteriezelle zumindest im Wesentlichen. Denn dann kann über die gesamte Höhe der Batteriezelle hinweg eine Übertragung von Wärme auf eine benachbarte Batteriezelle besonders weitgehend vermieden werden.Preferably, a height of the at least one profile body at least substantially corresponds to a height of the housing of the respective battery cell. Because then, over the entire height of the battery cell, a transfer of heat to an adjacent battery cell can be largely avoided.

Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der zumindest eine Profilkörper den Zwischenraum vollständig ausfüllt. Dadurch kann der Profilkörper nämlich besonders viel Wärme aufnehmen und die Batteriezellen besonders gut thermisch voneinander isolieren. Des Weiteren ist dann zwischen den Batteriezellen weniger Sauerstoff vorhanden. Auch dies ist im Falle eines Brands vorteilhaft. Darüber hinaus kann der zumindest eine Profilkörper besonders gut Aufprallenergie aufnehmen, etwa wenn ein die Batterie aufweisendes Kraftfahrzeug einen Unfall hat.As a further advantage, it has been shown when the at least one profile body completely fills the gap. As a result, the profile body can namely absorb a particularly large amount of heat and insulate the battery cells from each other particularly well thermally. Furthermore, there is less oxygen between the battery cells. This too is advantageous in the case of a fire. In addition, the at least one profile body can absorb impact energy particularly well, for example if a motor vehicle having the battery has an accident.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der zumindest eine Profilkörper aus einem Korkmaterial gebildet oder er umfasst ein Korkmaterial. Kork hat nicht nur hervorragende thermische Isoliereigenschaften, sondern auch eine gute elektrische Isolationsfestigkeit. Des Weiteren besitzt Kork eine verhältnismäßig hohe mechanische Festigkeit, wobei dennoch eine gewisse Elastizität gegeben ist. Vorteilhaft ist des Weiteren die schlechte Brennbarkeit von Korkmaterial. Auch dies ist nämlich dem Verhindern des thermischen Durchgehens der Batterie zuträglich.In a preferred embodiment, the at least one profile body is formed from a cork material or it comprises a cork material. Cork not only has excellent thermal insulation properties but also good electrical insulation strength. Furthermore, cork has a relatively high mechanical strength, while still giving a certain elasticity. Another advantage is the poor flammability of cork material. Again, this is beneficial to preventing thermal runaway of the battery.

Als Korkmaterial kann insbesondere Presskork zum Einsatz kommen, welcher einerseits sehr kostengünstig ist und andererseits eine besonders gute Formbarkeit aufweist.As cork material, in particular press cork can be used, which on the one hand is very cost-effective and on the other hand has a particularly good formability.

Zusätzlich oder alternativ kann der zumindest eine Profilkörper aus einem duroplastischen Kunststoff gebildet sein oder einen duroplastischen Kunststoff umfassen. Hierbei bieten sich insbesondere hochtemperaturbeständige Duroplaste an, welche beispielsweise bei Temperaturen bis zu 150 Grad Celsius oder gar von mehr als 200 Grad Celsius temperaturbeständig sind.Additionally or alternatively, the at least one profile body may be formed from a thermosetting plastic or comprise a thermosetting plastic. In particular, high-temperature-resistant thermosets lend themselves to this, which, for example, at temperatures up to 150 degrees Celsius or even more than 200 degrees Celsius are temperature resistant.

Um gute thermische Isolationseigenschaften des zumindest einen Profilkörpers zu erreichen, kann weiterhin vorgesehen sein, dass der zumindest eine Profilkörper aus Mineralwolle gebildet ist oder Mineralwolle umfasst. Hier bieten sich beispielsweise Glasfaserwolle und/oder Steinwolle an.In order to achieve good thermal insulation properties of the at least one profile body, it can further be provided that the at least one profile body is formed from mineral wool or comprises mineral wool. Fiberglass wool and / or rock wool, for example, are suitable here.

Eine besonders große Flexibilität im Hinblick auf den Aufbau der Batterie lässt sich erreichen, wenn die Zwischenräume zwischen den Batteriezellen von einer Mehrzahl von jeweiligen Profilkörpern eingenommen sind. Hierbei kann der jeweilige Profilkörper mit jeweiligen Anlageflächen an drei Gehäusen von Batteriezellen anliegen, welche an den Profilkörper angrenzen. So lässt sich eine besonders gute thermische Isolierung von auf Lücke zueinander angeordneten benachbarten Batteriezellen erreichen.A particularly great flexibility in terms of the construction of the battery can be achieved if the spaces between the battery cells are occupied by a plurality of respective profile bodies. Here, the respective profile body with respective abutment surfaces on three housings of battery cells abut, which adjoin the profile body. This makes it possible to achieve particularly good thermal insulation of adjacent battery cells arranged on a gap.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Profilkörper mit jeweiligen Anlageflächen an vier an den zumindest einen Profilkörper angrenzenden Gehäusen der Batteriezellen anliegt. So lässt sich auch in Batterien mit weniger dicht gepackten Rundzellen eine besonders gute thermische Isolierung mittels des zumindest einen Profilkörpers erreichen.Furthermore, it can be provided that the at least one profile body rests with respective bearing surfaces on four housings of the battery cells which adjoin the at least one profile body. Thus, even in batteries with less densely packed round cells, a particularly good thermal insulation can be achieved by means of the at least one profile body.

In einer weiteren Ausgestaltung kann der zumindest eine Profilkörper eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen oder Ausnehmungen aufweisen. Hierbei ist dann in der jeweiligen Durchtrittsöffnung oder Ausnehmung eine jeweilige Batteriezelle angeordnet. Mit anderen Worten kann der Profilkörper als gelochtes Teil ausgebildet sein, wobei in einem jeweiligen Loch die jeweilige Batteriezelle aufgenommen ist. Sind Durchtrittsöffnungen in dem Profilkörper vorgesehen, so lassen sich die Batteriezellen von beiden Seiten in die jeweilige Durchtrittsöffnung einführen. Weist der Profilkörper demgegenüber Ausnehmungen auf, so lassen sich die Batteriezellen lediglich von der offenen Seite her in die jeweilige Ausnehmung einführen. Ein solcher Profilkörper weist jedoch eine besonders hohe Formstabilität auf, da durch den Profilkörper zugleich eine Art Bodenplatte bereitgestellt ist.In a further embodiment, the at least one profile body may have a plurality of passage openings or recesses. In this case, a respective battery cell is then arranged in the respective passage opening or recess. In other words, the profile body may be formed as a perforated part, wherein the respective battery cell is received in a respective hole. If passage openings are provided in the profile body, then the battery cells can be inserted from both sides into the respective passage opening. If the profile body has recesses on the other hand, the battery cells can only be inserted from the open side into the respective recess. However, such a profile body has a particularly high dimensional stability, since at the same time a kind of bottom plate is provided by the profile body.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist eine erfindungsgemäße Batterie auf. Eine solche Batterie ist bevorzugt als Hochvoltbatterie ausgebildet, welche als elektrischer Energiespeicher für ein elektrisches Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs dient. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich dementsprechend um ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug handeln.The motor vehicle according to the invention has a battery according to the invention. Such a battery is preferably designed as a high-voltage battery, which serves as an electrical energy storage for an electric drive unit of the motor vehicle. The motor vehicle can accordingly be an electric vehicle or a hybrid vehicle.

Hochvoltbatterien stellen üblicherweise eine Spannung von 100 Volt und mehr bereit. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem eine Vielzahl von Batteriezellen elektrisch in Reihe geschaltet wird. Bei den Batteriezellen kann es sich insbesondere um Lithium-Ionen-Zellen handeln. Die in Reihe geschalteten Batteriezellen können zu Blöcken gruppiert sein. Insbesondere durch In-Reihe-Schaltung derartiger Blöcke lässt sich die gewünschte Spannung der Hochvoltbatterie bereitstellen.High voltage batteries usually provide a voltage of 100 volts and more. This can be achieved, for example, by electrically connecting a plurality of battery cells in series. The battery cells may in particular be lithium-ion cells. The series connected battery cells may be grouped into blocks. In particular, by in-series circuit of such blocks can provide the desired voltage of the high-voltage battery.

Die für die erfindungsgemäße Batterie beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und umgekehrt.The advantages and preferred embodiments described for the battery according to the invention also apply to the motor vehicle according to the invention and vice versa.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention. Thus, embodiments are also included and disclosed by the invention, which are not explicitly shown or explained in the figures, however, emerge and can be produced by separated combinations of features from the embodiments explained.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and from the drawings. Showing:

1 in einer schematischen Perspektivansicht Komponenten einer Batterie für ein Kraftfahrzeug, bei welcher die Batteriezellen als Rundzellen ausgebildet sind, wobei Zwischenräume zwischen den Rundzellen von thermisch isolierenden Profilkörpern eingenommen sind; 1 in a schematic perspective view of components of a battery for a motor vehicle, in which the battery cells are designed as round cells, wherein spaces between the round cells of thermally insulating profile bodies are taken;

2 in einer vergrößerten Perspektivansicht einen der Profilkörper; und 2 in an enlarged perspective view of the profile body; and

3 in einer weiteren Perspektivansicht eine Anordnung, bei welcher lediglich einige der von den Profilkörpern gebildeten Hohlräume von Batteriezellen eingenommen sind. 3 in a further perspective view of an arrangement in which only some of the cavities formed by the profile bodies of battery cells are taken.

Von einer Batterie 10 für ein Kraftfahrzeug ist in 1 eine Mehrzahl von Batteriezellen 12 gezeigt, welche jeweilige Gehäuse 14 aufweisen. Die Batteriezellen 12 sind vorliegend als Rundzellen ausgebildet. Entsprechend weisen die Gehäuse 14 eine kreiszylindrische Gestalt auf. Die Batteriezellen 12 stehen auf einer Bodenplatte 16 der Batterie 10 auf, durch welche vorliegend zugleich ein Teil einer Seitenwand 18 eines Batteriegehäuses der Batterie 10 gebildet ist.From a battery 10 for a motor vehicle is in 1 a plurality of battery cells 12 shown which respective housing 14 exhibit. The battery cells 12 are designed here as round cells. Accordingly, the housing 14 a circular cylindrical shape. The battery cells 12 stand on a floor plate 16 the battery 10 on, by which present at the same time a part of a side wall 18 a battery case of the battery 10 is formed.

Bei der Batterie 10 ist durch thermisch isolierende Profilkörper 20, 22 dafür gesorgt, dass die einzelnen Batteriezellen 12 im Betrieb thermisch voneinander isoliert sind. Die Profilkörper 20, 22 schützen also die einzelnen Batteriezellen 12 vor einer zu großen Beaufschlagung mit Wärmenergie im Falle eines sogenannten thermischen Durchgehens („Thermal Runaway”) einer einzelnen oder mehrerer der Batteriezellen 12. Zudem können die Profilkörper 20, 22 im Falle eines Unfalls des Kraftfahrzeugs, welches mit der Batterie 10 ausgestattet ist, durch Deformation Aufprallenergie absorbieren.At the battery 10 is by thermally insulating profile body 20 . 22 made sure that the individual battery cells 12 are thermally isolated from each other during operation. The profile body 20 . 22 protect the individual battery cells 12 against too much heat energy being applied in the case of a so-called thermal runaway of a single or several of the battery cells 12 , In addition, the profile body 20 . 22 in the case of an accident of the motor vehicle, which with the battery 10 is equipped to absorb impact energy by deformation.

In der Batterie 10 gibt es Bereiche, in welchen vier benachbarte Batteriezellen einen zwischen den vier Batteriezellen 12 ausgebildeten Zwischenraum begrenzen. In einem jeweiligen solchen Zwischenraum ist der in 2 gezeigte Profilkörper 20 angeordnet. Entsprechend weist dieser Profilkörper 20 vier Anlageflächen 24 auf, mit welchen der Profilkörper 20 an den Gehäusen 14 der Batteriezellen 12 anliegt, welche an den Profilkörper 20 angrenzen. Die jeweilige Anlagefläche 24 hat hierbei im Querschnitt die Form eines Viertelkreises.In the battery 10 There are areas in which four adjacent battery cells one between the four battery cells 12 limit trained space. In a respective such space, the in 2 profile body shown 20 arranged. Accordingly, this profile body 20 four contact surfaces 24 on, with which the profile body 20 on the housings 14 the battery cells 12 is present, which to the profile body 20 adjoin. The respective contact surface 24 has here in cross section the shape of a quarter circle.

Vorliegend füllen die Profilkörper 20 die jeweiligen Zwischenräume zwischen jeweils vier Batteriezellen 12 vollständig aus. Hierbei stoßen Stirnseiten 26 von benachbarten Profilkörpern 20 jeweils aneinander an. Entsprechend verhindern die Profilkörper 20 eine Anlage der Gehäuse 14 der Batteriezellen 12 aneinander.In the present case fill the profile body 20 the respective spaces between each four battery cells 12 completely off. This is where front ends meet 26 from adjacent profile bodies 20 each against each other. Accordingly, prevent the profile body 20 a plant of housing 14 the battery cells 12 together.

Aus 1 ist insbesondere in Zusammenschau mit 3 des Weiteren gut ersichtlich, dass eine Höhe 28 des jeweiligen Profilkörpers 20 einer Höhe 30 des Gehäuses 14 der jeweiligen Batteriezelle 12 im Wesentlichen entspricht.Out 1 is especially in synopsis with 3 Furthermore, it is obvious that a height 28 of the respective profile body 20 a height 30 of the housing 14 the respective battery cell 12 essentially corresponds.

In der Batterie 10 gibt es Bereiche, in welchen die Batteriezellen 12 auf Lücke zueinander angeordnet, also maximal dicht gepackt sind. Entsprechend begrenzen hier drei benachbarte Batteriezellen 12 den jeweiligen Zwischenraum. Dieser jeweilige Zwischenraum ist von dem Profilkörper 22 eingenommen, welcher entsprechend drei Anlageflächen 24 aufweist (vergleiche 3). Mit diesen Anlageflächen 24 liegt der Profilkörper 22 an den Gehäusen 14 der an dem Profilkörper 22 angrenzenden Batteriezellen 12 an. Auch bei diesem Profilkörper 22 entspricht die Höhe 28 des Profilkörpers 22 der Höhe 30 der Gehäuse 14 der Batteriezellen 12.In the battery 10 There are areas in which the battery cells 12 arranged in a gap to each other, so are maximally tightly packed. Accordingly, three adjacent battery cells limit this 12 the respective gap. This respective gap is of the profile body 22 taken, which according to three contact surfaces 24 has (compare 3 ). With these contact surfaces 24 is the profile body 22 on the housings 14 the on the profile body 22 adjacent battery cells 12 at. Also in this profile body 22 corresponds to the height 28 of the profile body 22 the height 30 the housing 14 the battery cells 12 ,

Von diesen drei Anlageflächen 24 aufweisenden Profilkörpern 22 sind jeweils sechs Stück vorgesehen, um eine Batteriezelle 12 außenumfangsseitig zu umschließen (vergleiche 3). Entsprechend weist bei diesen Profilkörpern 22 die jeweilige Anlagefläche 24 im Querschnitt die Länge eines Sechstels eines Kreises auf. Auch bei diesen Profilkörpern 22 stoßen jedoch Stirnseiten 32 benachbarter Profilkörper 22 aneinander an.From these three contact surfaces 24 having profiled bodies 22 Each six pieces are provided to a battery cell 12 To enclose the outer peripheral side (cf. 3 ). Accordingly, in these profile bodies 22 the respective contact surface 24 in cross section the length of a sixth of a circle. Also with these profile bodies 22 However, there are end faces 32 adjacent profile body 22 to each other.

Die Profilkörper 20, 22 sind bevorzugt aus einem Korkmaterial gebildet. Als Material kann jedoch auch ein Hochtemperatur-Duroplast, Glasfaserwolle oder Steinwolle zum Einsatz kommen, oder der jeweilige Profilkörper 20, 22 kann zumindest eines der vorstehend genannten Materialien umfassen.The profile body 20 . 22 are preferably formed of a cork material. As a material, however, a high-temperature thermoset, glass fiber wool or rock wool can be used, or the respective profile body 20 . 22 may comprise at least one of the aforementioned materials.

Insbesondere das Korkmaterial ist aufgrund seiner geringen Brennbarkeit, den elektrisch isolierenden Eigenschaften und der guten Formbarkeit gut zum kostengünstigen Bereitstellen der Profilkörper 20, 22 geeignet.In particular, the cork material is due to its low flammability, the electrically insulating properties and good formability good for cost-effective provision of the profile body 20 . 22 suitable.

In 1 und 3 sind die Batteriezellen 12 beispielhaft als sogenannte 18650-Rundzellen ausgebildet. Diese Rundzellen weisen einen Durchmesser von 18 Millimeter bei einer Höhe von 65 Millimetern auf. Jedoch sind entsprechende Profilkörper 20, 22 auch bei Rundzellen anderer Dimensionen vorteilhaft einsetzbar.In 1 and 3 are the battery cells 12 exemplified as so-called 18650 round cells. These round cells have a diameter of 18 millimeters at a height of 65 millimeters. However, corresponding profile body 20 . 22 can also be advantageously used in round cells of other dimensions.

Aus 3 ist besonders gut ersichtlich, dass die aneinander angrenzenden Profilkörper 20, 22 jeweilige Aufnahmeräume oder Durchtrittsöffnungen 34 bilden, in welchen die jeweiligen Batteriezellen 12 angeordnet sind. Hierbei ist die jeweilige Durchtrittsöffnung 34 von einer Mehrzahl von Profilkörpern 20, 22 begrenzt.Out 3 It is particularly clear that the adjacent profile body 20 . 22 respective receiving spaces or passages 34 form, in which the respective battery cells 12 are arranged. Here, the respective passage opening 34 from a plurality of profiled bodies 20 . 22 limited.

In alternativen Ausführungsformen kann auch ein einstückiger Profilkörper vorgesehen sein, in welchem die Durchtrittsöffnungen 34 ausgebildet sind. Es kann also ein einstückiger Profilkörper eine Vielzahl von Löchern aufweisen, deren jeweiliger Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Gehäuse 14 der jeweiligen Batteriezellen 12 entspricht.In alternative embodiments, a one-piece profile body may be provided, in which the passage openings 34 are formed. It can therefore have a one-piece profile body a plurality of holes whose respective inner diameter of the outer diameter of the housing 14 the respective battery cells 12 equivalent.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist zumindest einer der eine Batteriezelle (12) umgebenden Profilkörper (20, 22) derart ausgebildet, dass er in Längsrichtung eine höhere thermische Leitfähigkeit aufweist als die übrigen Profilkörper (20, 22). Dadurch kann ein Wärmetransfer von der Batteriezelle (12) über den Profilkörper (20, 22) zur Bodenplatte (16) hin verbessert werden. Hierfür kann der thermisch leitfähigere Profilkörper (20, 22) als Verbundelement aus wärmleitfähigem Material, z. B. Aluminium, und dem beschriebenen thermischen Isoliermaterial ausgebildet werden. Beispielsweise ist in Längsrichtung eine Hälfte des Profilkörpers (20, 22) samt der halben Anlagefläche (24) aus Aluminium und die andere Hälfte der Anlagefläche (24) aus thermisch isolierendem Material gebildet. Ein derartiger Profilkörper (20, 22) erfüllt zwei wichtige Funktionen, nämlich (a) den Wärmetransfer in Längsrichtung zur Bodenplatte (16) oder zu einem anderen wärmetransferierenden Element hin (bzw. umgekehrt den Wärmetransfer von der Bodenplatte (16) bzw. dem wärmetransferierenden Element zur Batteriezelle (12) hin); als auch (b) die thermische Isolierung zwischen den Batteriezellen (12). Dadurch kann ferner die Leistungsfähigkeit und die Ladefähigkeit der Batterie (10) bei Kälte verbessert werden.In a further alternative embodiment, at least one of the battery cells ( 12 ) surrounding profile body ( 20 . 22 ) is formed such that it has a higher thermal conductivity in the longitudinal direction than the other profile body ( 20 . 22 ). This allows a heat transfer from the battery cell ( 12 ) over the profile body ( 20 . 22 ) to the bottom plate ( 16 ) are improved. For this purpose, the thermally conductive profile body ( 20 . 22 ) as a composite element of thermally conductive material, for. As aluminum, and the thermal insulation material described are formed. For example, in the longitudinal direction one half of the profile body ( 20 . 22 ) including half the contact surface ( 24 ) of aluminum and the other half of the contact surface ( 24 ) formed of thermally insulating material. Such a profile body ( 20 . 22 ) fulfills two important ones Functions, namely (a) longitudinal heat transfer to the bottom plate ( 16 ) or to another heat-transferring element (or vice versa the heat transfer from the bottom plate ( 16 ) or the heat transferring element to the battery cell ( 12 )); and (b) the thermal insulation between the battery cells ( 12 ). This can also improve the performance and the capacity of the battery ( 10 ) can be improved in the cold.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Batteriebattery
1212
Batteriezellebattery cell
1414
Gehäusecasing
1616
Bodenplattebaseplate
1818
SeitenwandSide wall
2020
Profilkörperprofile body
2222
Profilkörperprofile body
2424
Anlageflächecontact surface
2626
Stirnseitefront
2828
Höheheight
3030
Höheheight
3232
Stirnseitefront
3434
DurchtrittsöffnungThrough opening

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 4326943 A1 [0002] DE 4326943 A1 [0002]

Claims (10)

Batterie für ein Kraftfahrzeug, welche eine Mehrzahl von Batteriezellen (12) aufweist, wobei die Batteriezellen (12) als Rundzellen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Zwischenraum zwischen wenigstens zwei Batteriezellen (12) zumindest ein den Zwischenraum zumindest teilweise ausfüllender Profilkörper (20, 22) angeordnet ist, welcher an einem jeweiligen Gehäuse (14) der wenigstens zwei Batteriezellen (12) anliegt und die Gehäuse (14) thermisch voneinander isoliert.Battery for a motor vehicle, which has a plurality of battery cells ( 12 ), wherein the battery cells ( 12 ) are designed as round cells, characterized in that in a space between at least two battery cells ( 12 ) at least one intermediate space at least partially filling profile body ( 20 . 22 ), which on a respective housing ( 14 ) of the at least two battery cells ( 12 ) and the housing ( 14 ) thermally isolated from each other. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe (28) des zumindest einen Profilkörpers (20, 22) einer Höhe (30) des Gehäuses (14) der jeweiligen Batteriezelle (12) entspricht.Battery according to claim 1, characterized in that a height ( 28 ) of the at least one profile body ( 20 . 22 ) of a height ( 30 ) of the housing ( 14 ) of the respective battery cell ( 12 ) corresponds. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Profilkörper (20, 22) den Zwischenraum vollständig ausfüllt.Battery according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one profile body ( 20 . 22 ) completely fills the gap. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Profilkörper (20, 22) aus einem Korkmaterial gebildet ist oder ein Korkmaterial umfasst.Battery according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one profile body ( 20 . 22 ) is formed of a cork material or comprises a cork material. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Profilkörper (20, 22) aus einem duroplastischen Kunststoff gebildet ist oder einen duroplastischen Kunststoff umfasst.Battery according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one profile body ( 20 . 22 ) is formed of a thermosetting plastic or comprises a thermosetting plastic. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Profilkörper (20, 22) aus Mineralwolle gebildet ist oder Mineralwolle umfasst.Battery according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one profile body ( 20 . 22 ) is made of mineral wool or comprises mineral wool. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Profilkörper (20, 22) mit jeweiligen Anlageflächen (24) an drei oder an vier an den zumindest einen Profilkörper (20, 22) angrenzenden Gehäusen (14) der Batteriezellen (12) anliegt.Battery according to one of claims 1 to 6, characterized in that the at least one profile body ( 20 . 22 ) with respective contact surfaces ( 24 ) at three or at four to the at least one profile body ( 20 . 22 ) adjacent housings ( 14 ) of the battery cells ( 12 ) is present. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Profilkörper (20, 22) eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen (34) und/oder von Ausnehmungen aufweist, wobei in der jeweiligen Durchtrittsöffnung (34) und/oder Ausnehmung eine jeweilige Batteriezelle (12) angeordnet ist.Battery according to one of claims 1 to 7, characterized in that the at least one profile body ( 20 . 22 ) a plurality of passage openings ( 34 ) and / or recesses, wherein in the respective passage opening ( 34 ) and / or recess a respective battery cell ( 12 ) is arranged. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der eine Batteriezelle (12) umgebenden Profilkörper (20, 22) in Längsrichtung eine höhere thermische Leitfähigkeit aufweist als die übrigen Profilkörper (20, 22).Battery according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one of the one battery cell ( 12 ) surrounding profile body ( 20 . 22 ) has a higher thermal conductivity in the longitudinal direction than the other profile body ( 20 . 22 ). Kraftfahrzeug mit einer Batterie (10), insbesondere Hochvoltbatterie, nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Motor vehicle with a battery ( 10 ), in particular high-voltage battery, according to one of claims 1 to 9.
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