DE102015217620A1 - Batteriemodul - Google Patents

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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul (50), umfassend mindestens eine Batteriezelle (2), welche mindestens eine Elektrodeneinheit (10) und eine Bipolarplatte (20) aufweist, mindestens zwei Endplatten (56, 58), zwischen denen die mindestens eine Batteriezelle (2) angeordnet ist, sowie Kühlkanäle (31, 32, 34, 36, 38) zur Kühlung der mindestens einen Batteriezelle (2). Die Bipolarplatte (20) der mindestens einen Batteriezelle (2) ist dabei von Kühlkanälen (31, 32, 34) durchzogen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul, umfassend mindestens eine Batteriezelle, welche mindestens eine Elektrodeneinheit und eine Bipolarplatte aufweist, mindestens zwei Endplatten, zwischen denen die mindestens eine Batteriezelle angeordnet ist, sowie Kühlkanäle zur Kühlung der mindestens einen Batteriezelle.
  • Stand der Technik
  • Elektrische Energie ist mittels Batterien speicherbar. Batterien wandeln chemische Reaktionsenergie in elektrische Energie um. Hierbei werden Primärbatterien und Sekundärbatterien unterschieden. Primärbatterien sind nur einmal funktionsfähig, während Sekundärbatterien, die auch als Akkumulator bezeichnet werden, wieder aufladbar sind. Eine Batterie umfasst dabei eine oder mehrere Batteriezellen.
  • In einem Akkumulator finden insbesondere sogenannte Lithium-Ionen-Batteriezellen Verwendung. Diese zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus. Lithium-Ionen-Batteriezellen kommen unter anderem in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Elektrofahrzeugen (Electric Vehicle, EV), Hybridfahrzeugen (Hybrid Electric Vehicle, HEV) sowie Plug-In-Hybridfahrzeugen (Plug-In-Hybrid Electric Vehicle, PHEV) zum Einsatz.
  • Lithium-Ionen-Batteriezellen weisen eine positive Elektrode, die auch als Kathode bezeichnet wird, und eine negative Elektrode, die auch als Anode bezeichnet wird, auf. Die Kathode sowie die Anode umfassen je einen Stromableiter, auf den ein Aktivmaterial aufgebracht ist. Bei dem Aktivmaterial für die Kathode handelt es sich beispielsweise um ein Metalloxid. Bei dem Aktivmaterial für die Anode handelt es sich beispielsweise um Silizium oder Graphit.
  • Die Elektroden der Batteriezelle sind folienartig ausgebildet und unter Zwischenlage eines Separators, welcher die Anode von der Kathode trennt, zu einem Elektrodenwickel gewunden. Ein solcher Elektrodenwickel wird auch als Jelly-Roll bezeichnet. Die Elektroden können auch zu einem Elektrodenstapel übereinander geschichtet sein. Die beiden Elektroden des Elektrodenwickels oder des Elektrodenstapels werden mittels Kollektoren elektrisch mit Polen der Batteriezelle, welche auch als Terminals bezeichnet werden, verbunden. Eine Batteriezelle umfasst in der Regel eine oder mehrere Elektrodenwickel oder Elektrodenstapel.
  • Mehrere Batteriezellen werden zu einem Batteriemodul zusammengefasst und elektrisch miteinander verschaltet. Mehrere Batteriemodule werden zu einem Batteriepack zusammengefasst. Die einzelnen Batteriezellen erwärmen sich während des Betriebs. Deshalb umfassen die Batteriezellen, die Batteriemodule sowie die Batteriepacks in der Regel ein Kühlsystem zur Kühlung der Batteriezellen.
  • Das Dokument DE 10 2011 056 756 A1 offenbart ein elektrisches Gerät in Stapelbauweise. Dabei sind beispielsweise mehrere Batteriezellen innerhalb des Geräts vorgesehen. Zwischen zwei Endplatten sind mehrere Zwischenplatten und Elektrodenmembraneinheiten angeordnet. In der Stapelreihenfolge wechseln sich dabei Zwischenplatten und Elektrodenmembraneinheiten jeweils ab. Die Elektrodenmembraneinheiten können beispielsweise als Batteriezelle ausgeführt sein.
  • Das Dokument DE 10 2012 000 871 A1 offenbart eine elektrochemische Zelle mit einem Zellengehäuse. Innerhalb des Zellengehäuses ist ein Kühlmittelkanal vorgesehen, welcher mäanderförmig ausgebildet ist. Mehrere solcher Zellen sind zu einer Batterie zusammenfügbar.
  • Das Dokument DE 10 2011 109 213 A1 offenbart eine Batterie mit einer Anzahl von Einzelzellen. Die Einzelzellen sind dabei stapelförmig nebeneinander angeordnet und von zwei Endplatten bzw. Druckplatten, umgeben. Ferner ist eine Kühlplatte vorgesehen, auf welcher die Batteriezellen angeordnet sind. Die Kühlplatte weist Kühlkanäle auf, welche von einem Kühlmittel durchströmt werden.
  • Das Dokument DE 10 2009 035 488 A1 offenbart eine Batterie mit Einzelzellen, sowie den Aufbau der entsprechenden Einzelzellen. Jede der Einzelzellen umfasst dabei ein Kühlelement, welches in Form einer Kühlplatte mit Kühlkanälen ausgebildet ist. Die Kühlkanäle werden dabei von einem Kühlmittel durchströmt. Ferner umfasst jede der Einzelzelle auch eine Elektrodenfolieneinheit.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es wird ein Batteriemodul vorgeschlagen, das mindestens eine Batteriezelle, welche mindestens eine Elektrodeneinheit und eine Bipolarplatte aufweist, mindestens zwei Endplatten, zwischen denen die mindestens eine Batteriezelle angeordnet ist, sowie Kühlkanäle zur Kühlung der mindestens einen Batteriezelle umfasst.
  • Erfindungsgemäß ist dabei die Bipolarplatte der mindestens einen Batteriezelle von Kühlkanälen durchzogen. Im Betrieb des Batteriemoduls sind die Kühlkanäle in der Bipolarplatte der mindestens einen Batteriezelle von einem Kühlmedium durchströmt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Bipolarplatte der mindestens einen Batteriezelle von einem ersten Längskühlkanal, einem zweiten Längskühlkanal und einem die Längskühlkanäle verbindenden Querkühlkanal durchzogen. Der erste Längskühlkanal und der zweite Längskühlkanal verlaufen vorzugsweise parallel zueinander.
  • Vorzugsweise sind mindestens zwei Batteriezellen in dem Batteriemodul vorgesehen, deren Bipolarplatten derart aufeinander gestapelt sind, dass die ersten Längskühlkanäle miteinander fluchten und/oder dass die zweiten Längskühlkanäle miteinander fluchten. Somit bilden die ersten Längskühlkanäle der Bipolarplatten einen gemeinsamen Kühlkanal, der im Betrieb des Batteriemoduls von einem Kühlmedium durchströmt ist. Ebenso bilden die zweiten Längskühlkanäle der Bipolarplatten einen gemeinsamen Kühlkanal, der im Betrieb des Batteriemoduls von einem Kühlmedium durchströmt ist.
  • Vorteilhaft ist mindestens eine der Endplatten von mindestens einem Sammelkühlkanal durchzogen, welcher mit einem der Längskühlkanäle der mindestens einen Batteriezelle verbunden ist. Dadurch strömt das Kühlmedium, welches im Betrieb des Batteriemoduls durch die von den Längskühlkanälen gebildeten gemeinsamen Kühlkanäle in den Bipolarplatten strömt, auch durch den Sammelkühlkanal in der Endplatte.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Bipolarplatte der mindestens einen Batteriezelle von mindestens einer Entgasungsleitung durchzogen. Die Entgasungsleitung dient zum Ablassen von Überdruck sowie zum Ableiten von Gasen bei einem thermischen Durchgehen der Batteriezelle. Ebenso kann über die Entgasungsleitung die Batteriezelle mit Stickstoff oder einen anderen inerten Gas gefüllt werden.
  • Vorzugsweise sind mindestens zwei Batteriezellen in dem Batteriemodul vorgesehen, deren Bipolarplatten derart aufeinander gestapelt sind, dass die Entgasungsleitungen miteinander fluchten. Somit bilden die Entgasungsleitungen der Bipolarplatten eine gemeinsame Entgasungsableitung.
  • Vorteilhaft ist mindestens eine der Endplatten von mindestens einer Sammelentgasungsleitung durchzogen, welche mit der Entgasungsleitung der mindestens einen Batteriezelle verbunden ist. Mittels der Sammelentgasungsleitung können Überdruck sowie Gase aus allen Batteriezellen abgelassen, beziehungsweise abgeleitet werden, insbesondere bei einem thermischen Durchgehen der Batteriezelle. Ebenso können über die Sammelentgasungsleitung alle Batteriezellen mit Stickstoff oder einen anderen inerten Gas gefüllt werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Bipolarplatte der mindestens einen Batteriezelle eine wannenartige Vertiefung aufweist, in welche die mindestens eine Elektrodeneinheit eingelegt ist. Die wannenartige Vertiefung ist derart ausgebildet, dass sie von der Elektrodeneinheit annähernd vollständig ausgefüllt wird.
  • Die Elektrodeneinheit der mindestens einen Batteriezelle weist eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode auf. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die erste Elektrode elektrisch mit der Bipolarplatte der mindestens einen Batteriezelle verbunden. Die zweite Elektrode der mindestens einen Batteriezelle ist elektrisch mit der Bipolarplatte einer benachbarten Batteriezelle oder mit einer Endplatte des Batteriemoduls verbunden ist. Dadurch entsteht eine Serienschaltung von mehreren aufeinander gestapelten Batteriezellen des Batteriemoduls, und die Spannung des Batteriemoduls ist an den Endplatten abgreifbar.
  • Ein erfindungsgemäßes Batteriemodul findet vorteilhaft Verwendung in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV) oder in einem stationären Batteriepack.
  • Vorteile der Erfindung
  • Ein erfindungsgemäßes Batteriemodul weist einen verhältnismäßig kompakten Aufbau auf. Auch sind die Herstellkosten des Batteriemoduls reduziert. Das Batteriemodul weist eine verringerte Anzahl von Schweißkontakten auf. Dadurch ist die Zuverlässigkeit des Batteriemoduls erhöht und Kontaktwiderstände sind verringert. Auch ist die Anzahl von Komponenten des Batteriemoduls verringert. Dadurch ist die Reparaturfreundlichkeit erhöht, und interne ohmsche Widerstände sind reduziert.
  • Auch sind die Kühleigenschaften der einzelnen Batteriezellen verbessert, insbesondere haben die einzelnen Batteriezellen eine zumindest annähernd gleiche Temperatur. Durch die verbesserte und gleichmäßige Kühlung werden die Sicherheit sowie die Lebensdauer des Batteriemoduls erhöht. Auch ist eine Druckkontrolle der elektrochemisch aktiven Bereiche der Batteriezellen realisierbar. Ebenso ist eine kontrollierte und zentrale Ausgasung der Batteriezellen möglich.
  • Auch ist eine Skalierbarkeit in Bezug auf elektrische Eigenschaften einfach durchführbar. Durch Reihenschaltung sowie Parallelschaltung mehrerer Batteriezellen innerhalb des Batteriemoduls sind gewünschte Werte für Strom sowie Spannung des Batteriemoduls vorgebbar.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine erste Ausführungsform eines Batteriemoduls und
  • 2 eine zweite Ausführungsform eines Batteriemoduls.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
  • In 1 ist eine erste Ausführungsform eines Batteriemoduls 50 dargestellt. Das Batteriemodul 50 umfasst eine erste Endplatte 56 und eine zweite Endplatte 58. Zwischen den beiden Endplatten 56, 58 sind mehrere Batteriezellen 2 angeordnet. Die Batteriezellen 2 sind dabei übereinander gestapelt. Das Batteriemodul 50 ist von einem Anpressdruck P, welcher auf die erste Endplatte 56 und auf die zweite Endplatte 58 wirkt, zusammengehalten.
  • Jede der Batteriezellen 2 umfasst eine Bipolarplatte 20 und eine Elektrodeneinheit 10. Die Bipolarplatte 20 weist eine zylindrische, insbesondere quaderförmige Gestalt auf. Die Bipolarplatte 20 besitzt eine Vertiefung 24, in welcher die Elektrodeneinheit 10 angeordnet ist.
  • Die Elektrodeneinheit 10 ist vorliegend als Elektrodenwickel ausgeführt. Die Elektrodeneinheit 10 umfasst eine erste Elektrode 11 und eine zweite Elektrode 12. Die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 sind jeweils folienartig ausgeführt und unter Zwischenlage eines Separators zu dem Elektrodenwickel gewickelt. Der Separator ist dabei elektrisch isolierend ausgebildet.
  • Ein außenliegender Endbereich der ersten Elektrode 11 ist mit der Bipolarplatte 20 der Batteriezelle 2 verbunden, insbesondere verschweißt. Ein außenliegender Endbereich der zweiten Elektrode 12 ist mit der Bipolarplatte 20 einer benachbarten Batteriezelle 2 verbunden, insbesondere verschweißt. Die zweite Elektrode 12 der in der gezeigten Darstellung oben gelegenen Batteriezelle 2 ist mit der ersten Endplatte 56 verbunden, insbesondere verschweißt.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die erste Elektrode 11 eine Anode, also eine negative Elektrode. Die zweite Elektrode 12 ist eine Kathode, also eine positive Elektrode. Es ist aber auch denkbar, dass die erste Elektrode 11 die positive Elektrode ist, und dass die zweite Elektrode 12 die negative Elektrode ist.
  • Die Bipolarplatten 20 sind ebenso wie die Endplatten 56, 58 aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere einem Metall, gefertigt. Die in der gezeigten Darstellung unten gelegene Batteriezelle 2 ist somit elektrisch mit der zweiten Endplatte 58 verbunden. Somit ergibt sich eine Serienschaltung aus den Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 50. In der gezeigten Darstellung umfasst das Batteriemodul 50 vier Batteriezellen 2. Somit liegt zwischen der zweiten Endplatte 58 und der ersten Endplatte 56 die vierfache Spannung einer einzelnen Batteriezelle 2 an.
  • Jeder der Bipolarplatten 20 ist von einem ersten Längskühlkanal 31 und einem zweiten Längskühlkanal 32 durchzogen. Die Längskühlkanäle 31, 32 sind dabei vorliegend als zylindrische Bohrungen ausgeführt. Die Längskühlkanäle 31, 32 verlaufen parallel zueinander, wobei die Vertiefung 24, in welcher die Elektrodeneinheit 10 aufgenommen ist, zwischen den Längskühlkanälen 31, 32 angeordnet ist.
  • Die Bipolarplatten 20 der Batteriezellen 2 sind derart angeordnet und aufeinander gestapelt, dass die ersten Längskühlkanäle 31 miteinander fluchten. Ebenso fluchten die zweiten Längskühlkanäle 32 miteinander. Die ersten Längskühlkanäle 31 bilden somit einen gemeinsamen Kühlkanal, welcher sich durch alle Batteriezellen 2 hindurch zwischen den Endplatten 56, 58 erstreckt. Ebenso bilden die zweiten Längskühlkanäle 32 der Batteriezellen 2 einen gemeinsamen Kühlkanal, welcher sich zwischen den beiden Endplatten 56, 58 erstreckt.
  • Ferner weist jede Bipolarplatte 20 einen Querkühlkanal 34 auf. Der Querkühlkanal 34 verbindet dabei den ersten Längskühlkanal 31 mit dem zweiten Längskühlkanal 32. Der Querkühlkanal 34 verläuft dabei annähernd parallel zu der Vertiefung 24, in welcher die Elektrodeneinheit 10 aufgenommen ist.
  • Die erste Endplatte 56 ist von einem ersten Sammelkühlkanal 36 durchzogen. Die zweite Endplatte 58 ist von einem zweiten Sammelkühlkanal 38 durchzogen. Die Batteriezellen 2 sind derart angeordnet, dass der erste Längskühlkanal 31 der oben gelegenen Batteriezelle 2 in den ersten Sammelkühlkanal 36 in der ersten Endplatte 56 mündet. Der erste Längskühlkanal 31 der oben gelegenen Batteriezelle 2 ist dabei mit dem ersten Sammelkühlkanal 36 verbunden. Ebenso sind die Batteriezellen 2 derart angeordnet, dass der zweite Längskühlkanal 32 der unten gelegenen Batteriezelle 2 in den zweiten Sammelkühlkanal 38 in der zweiten Endplatte 58 mündet. Dabei ist der zweite Längskühlkanal 32 der unten gelegenen Batteriezelle 2 mit dem zweiten Sammelkühlkanal 38 der zweiten Endplatte 58 verbunden.
  • Im Betrieb des Batteriemoduls 50 sind die Kühlkanäle 31, 32, 34, 36, 38 von einem flüssigen Kühlmedium durchströmt. Dabei wird das Kühlmedium in den zweiten Sammelkühlkanal 38 in der zweiten Endplatte 58 eingeleitet. Von dort fließt das Kühlmedium durch den von den zweiten Längskühlkanälen 32 gebildeten Kühlkanal durch die Bipolarplatten 20 der Batteriezellen 2.
  • Ausgehend von besagtem Kühlkanal, welcher durch die zweiten Längskühlkanäle 32 gebildet ist, strömt das Kühlmedium durch die Querkühlkanäle 34 der einzelnen Bipolarplatten 20 hin zu dem Kühlkanal, welcher durch die ersten Längskühlkanäle 31 der Batteriezellen 2 gebildet ist. Von besagtem Kühlkanal, welcher durch die ersten Längskühlkanäle 31 gebildet ist, strömt das Kühlmedium weiter in den ersten Sammelkühlkanal 36 in der ersten Endplatte 56. Die Flussrichtung des Kühlmediums ist in der gezeigten Darstellung durch Pfeile angedeutet.
  • Ferner ist jede der Bipolarplatten 20 von einer Entgasungsleitung 22 durchzogen. Die Entgasungsleitung 22 ist dabei als zylindrische Bohrung ausgeführt. Die Entgasungsleitung 22 verläuft parallel zu dem ersten Längskühlkanal 31 sowie zu dem zweiten Längskühlkanal 32. Die Bipolarplatten 20 der Batteriezellen 2 sind derart aufeinander gestapelt, dass die einzelnen Entgasungsleitungen 22 miteinander fluchten.
  • Die erste Endplatte 56 umfasst eine Sammelentgasungsleitung 26, welche vorliegend auch als zylindrische Bohrung ausgeführt ist. Die Batteriezellen 2 sind derart angeordnet, dass die Entgasungsleitung 22 der oben gelegenen Batteriezelle 2 mit der Sammelentgasungsleitung 26 in der ersten Endplatte 56 fluchtet. Die Entgasungsleitung 22 der oben gelegenen Batteriezelle 2 ist dabei mit der Sammelentgasungsleitung 26 der ersten Endplatte 56 verbunden. Die Entgasungsleitung 22 einer Bipolarplatte 20 ist mittels einer Stichleitung mit der Vertiefung 24, in welcher die Elektrodeneinheit 10 angeordnet ist, verbunden. In der besagten Stichleitung ist ferner ein Ventil vorgesehen.
  • Über die Entgasungsleitung 22 und die besagte Stichleitung kann Stickstoff oder ein anderes Gas in die Vertiefung 24 geleitet werden. Ferner kann ein Überdruck, der beispielsweise durch eine Erwärmung der Elektrodeneinheit 10 auftritt, durch die Stichleitung und die Entgasungsleitung 22 abgeleitet werden. Die Entgasungsleitungen 22 der Batteriezellen 2 und die Sammelentgasungsleitung 26 der ersten Endplatte 56 bilden gemeinsam eine Entgasungsableitung.
  • Zwischen den Bipolarplatten 20 der Batteriezellen 2 sind Dichtungen vorgesehen. Besagte Dichtungen sind aus einem elektrisch isolierenden Material ausgeführt, und isolieren somit die einzelnen Bipolarplatten 20 voneinander. Ferner gewährleisten die besagten Dichtungen eine Gasdichtheit insbesondere der Vertiefungen 24. Zwischen der in der gezeigten Darstellung oben gelegenen Bipolarplatte 20 und der ersten Endplatte 56 ist ebenfalls eine Dichtung vorgesehen. Die in der gezeigten Darstellung unten gelegene Bipolarplatte 20 sitzt unmittelbar auf der zweiten Endplatte 58 auf. An dieser Stelle ist somit keine Dichtung angeordnet. Die Dichtungen gewährleisten ferner, dass die ersten Längskühlkanäle 31, die zweiten Längskühlkanäle 32 sowie die Entgasungsleitungen 22 nach seitlich hin abgedichtet sind.
  • In 2 ist eine zweite Ausführungsform eines Batteriemoduls 50 dargestellt. Das Batteriemodul 50 gemäß der zweiten Ausführungsform gleicht weitgehend dem Batteriemodul 50 gemäß der ersten Ausführungsform. Im Folgenden wird vor allem auf die Unterschiede eingegangen.
  • Das Batteriemodul 50 gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst eine Parallelschaltung von jeweils vier Batteriezellen 2. Dabei sind zunächst, ähnlich wie bei dem Batteriemodul 50 gemäß der ersten Ausführungsform, vier Batteriezellen 2 seriell verschaltet. Zusätzlich sind weitere vier Batteriezellen 2, welche untereinander seriell verschaltet sind, parallel zu den anderen Batteriezellen 2 angeordnet und verschaltet. Somit liegt zwischen der ersten Endplatte 56 und der zweiten Endplatte 58 des Batteriemoduls 50 gemäß der zweiten Ausführungsform ebenfalls eine Spannung an, welche der vierfachen Spannung einer einzelnen Batteriezelle 2 entspricht.
  • Die Batteriezellen 2 sind identisch mit den Batteriezellen 2 in dem Batteriemodul 50 gemäß der ersten Ausführungsform ausgestaltet. Das bedeutet, die Batteriezellen 2 umfassen eine Bipolarplatte 20 und eine Elektrodeneinheit 10. Der erste Sammelkühlkanal 36 in der ersten Endplatte 56 erstreckt sich jedoch über einen längeren Bereich innerhalb der ersten Endplatte 56. Insbesondere weist der erste Sammelkühlkanal 36 zwei Anschlusspunkte auf, an welchen der erste Sammelkühlkanal 36 mit ersten Längskühlkanälen 31 von Bipolarplatten 20 verbunden ist. Auch weist die zweite Endplatte 58 einen verlängerten zweiten Sammelkühlkanal 38 auf, welcher zwei Anschlusspunkte aufweist, mit welchen der zweite Sammelkühlkanal 38 mit zweiten Längskühlkanälen 32 der Bipolarplatten 20 verbunden ist.
  • Auch die zweite Endplatte 58 weist eine Sammelentgasungsleitung 26 auf. Die Sammelentgasungsleitung 26 in der zweiten Endplatte 58 ist dabei mit der Entgasungsleitung 22 einer unten gelegenen Batteriezelle 2 verbunden.
  • Die erste Endplatte 56 weist, ähnlich wie bei dem Batteriemodul 50 gemäß der ersten Ausführungsform, eine Sammelentgasungsleitung 26 auf, welche mit einer Entgasungsleitung 22 einer oben gelegenen Batteriezelle 2 verbunden ist.
  • Zur verbesserten Übersichtlichkeit sind bei der Darstellung gemäß 2 nicht alle Details dargestellt, insbesondere sind die Elektroden 11, 12 nicht separat eingezeichnet.
  • Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011056756 A1 [0007]
    • DE 102012000871 A1 [0008]
    • DE 102011109213 A1 [0009]
    • DE 102009035488 A1 [0010]

Claims (10)

  1. Batteriemodul (50), umfassend mindestens eine Batteriezelle (2), welche mindestens eine Elektrodeneinheit (10) und eine Bipolarplatte (20) aufweist, mindestens zwei Endplatten (56, 58), zwischen denen die mindestens eine Batteriezelle (2) angeordnet ist, sowie Kühlkanäle (31, 32, 34, 36, 38) zur Kühlung der mindestens einen Batteriezelle (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Bipolarplatte (20) der mindestens einen Batteriezelle (2) von Kühlkanälen (31, 32, 34) durchzogen ist.
  2. Batteriemodul (50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bipolarplatte (20) von einem ersten Längskühlkanal (31), einem zweiten Längskühlkanal (32) und einem die Längskühlkanäle (31, 32) verbindenden Querkühlkanal (34) durchzogen ist.
  3. Batteriemodul (50) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Batteriezellen (2) vorgesehen sind, deren Bipolarplatten (20) derart aufeinander gestapelt sind, dass die ersten Längskühlkanäle (31) miteinander fluchten und/oder dass die zweiten Längskühlkanäle (32) miteinander fluchten.
  4. Batteriemodul (50) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Endplatte (56, 58) von mindestens einem Sammelkühlkanal (36, 38) durchzogen ist, welcher mit einem der Längskühlkanäle (31, 32) der mindestens einen Batteriezelle (2) verbunden ist.
  5. Batteriemodul (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bipolarplatte (20) von mindestens einer Entgasungsleitung (22) durchzogen ist.
  6. Batteriemodul (50) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Batteriezellen (2) vorgesehen sind, deren Bipolarplatten (20) derart aufeinander gestapelt sind, dass die Entgasungsleitungen (22) miteinander fluchten.
  7. Batteriemodul (50) nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Endplatte (56, 58) von mindestens einer Sammelentgasungsleitung (26) durchzogen ist, welche mit der Entgasungsleitung (22) der mindestens einen Batteriezelle (2) verbunden ist.
  8. Batteriemodul (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bipolarplatte (20) eine wannenartige Vertiefung (24) aufweist, in welche die mindestens eine Elektrodeneinheit (10) eingelegt ist.
  9. Batteriemodul (50) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodeneinheit (10) eine erste Elektrode (11) aufweist, die elektrisch mit der Bipolarplatte (20) verbunden ist, und dass die Elektrodeneinheit (10) eine zweite Elektrode (12) aufweist, die elektrisch mit der Bipolarplatte (20) einer benachbarten Batteriezelle (2) oder mit einer Endplatte (56, 58) verbunden ist.
  10. Verwendung eines Batteriemoduls (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV) oder in einem stationären Batteriepack.
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