DE102017219928A1 - Module housing for a stackable battery module, battery module and battery pack - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Modulgehäuse (10) für ein stapelbares Batteriemodul (1), wobei mehrere Batteriemodule (1) in einer Stapelrichtung (S) zu einem Batteriestapel (100) stapelbar sind, aufweisend einen Bodenabschnitt (20) und einen umlaufenden Wandabschnitt (30). Ferner betrifft die Erfindung ein Batteriemodul (1) für einen Batteriestapel (100) mit einem Modulgehäuse (10) sowie mehreren Batterieeinheiten (2), wobei die Batterieeinheiten im Modulgehäuse (10) angeordnet sind. Auch betrifft die Erfindung einen Batteriestapel (100) aus mehreren in einer Stapelrichtung (S) gestapelten Batteriemodulen (1). The invention relates to a module housing (10) for a stackable battery module (1), wherein a plurality of battery modules (1) are stackable in a stacking direction (S) to form a battery stack (100), comprising a bottom section (20) and a peripheral wall section (30). , Furthermore, the invention relates to a battery module (1) for a battery stack (100) with a module housing (10) and a plurality of battery units (2), wherein the battery units in the module housing (10) are arranged. The invention also relates to a battery stack (100) of a plurality of battery modules (1) stacked in a stacking direction (S).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Modulgehäuse für ein stapelbares Batteriemodul, wobei mehrere Batteriemodule in einer Stapelrichtung zu einem Batteriestapel stapelbar sind, aufweisend einen Bodenabschnitt und einen umlaufenden Wandabschnitt. Ferner betrifft die Erfindung ein Batteriemodul für einen Batteriestapel mit einem Modulgehäuse sowie mehreren Batterieeinheiten, wobei die Batterieeinheiten im Modulgehäuse angeordnet sind. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Batteriestapel aus mehreren in einer Stapelrichtung gestapelten Batteriemodulen.The present invention relates to a module housing for a stackable battery module, wherein a plurality of battery modules are stackable in a stacking direction to a battery stack, comprising a bottom portion and a peripheral wall portion. Furthermore, the invention relates to a battery module for a battery stack with a module housing and a plurality of battery units, wherein the battery units are arranged in the module housing. Moreover, the present invention relates to a battery stack of a plurality of battery modules stacked in a stacking direction.
Elektrische Energiespeicher werden in der modernen Technik weitläufig eingesetzt, beispielsweise in Elektrofahrzeugen. Mögliche Ausgestaltungsformen derartiger Energiespeicher sind beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien. Um eine Leistungsfähigkeit derartiger Batterien zu steigern, ist es bekannt, mehrere Batteriezellen als Batterieeinheiten in einem Modulgehäuse zu einem Batteriemodul zusammenzufassen und elektrisch parallel zu verschalten. Um eine weitere Steigerung der elektrischen Leistungsfähigkeit derartiger Batterien zu erzielen, können zwei oder mehrere dieser Batteriemodule zu einem Batteriestapel in einer Stapelrichtung gestapelt werden, wobei die einzelnen Batteriemodule bevorzugt elektrisch seriell verschaltet werden können.Electrical energy storage devices are widely used in modern technology, for example in electric vehicles. Possible embodiments of such energy storage are, for example, lithium-ion batteries. In order to increase the performance of such batteries, it is known to combine a plurality of battery cells as battery units in a module housing to form a battery module and electrically connect in parallel. In order to further increase the electrical performance of such batteries, two or more of these battery modules may be stacked into a stack of batteries in a stacking direction, wherein the individual battery modules may be electrically connected in series.
Bei einem Betrieb eines derartigen Batteriestapels, jedoch auch bereits bei einem Betrieb eines einzelnen Batteriemoduls, kann es zu einer nicht unbedeutenden Wärmeentwicklung kommen. Eine Temperierung, insbesondere eine Kühlung, der Batteriemodule, insbesondere der einzelnen Batterieeinheiten, die in den einzelnen Batteriemodulen angeordnet sind, ist somit zumeist unumgänglich. Bevorzugt für eine Kühlung kann, insbesondere um eine besonders hohe Kühlleistung bereitstellen zu können, eine Fluid-, insbesondere Flüssigkeitstemperierung, verwendet werden.In an operation of such a battery stack, but also during operation of a single battery module, there may be a significant heat development. Temperature control, in particular cooling, of the battery modules, in particular of the individual battery units, which are arranged in the individual battery modules, is thus usually unavoidable. Preferably, for a cooling, in particular in order to be able to provide a particularly high cooling capacity, a fluid, in particular liquid temperature, can be used.
Um ein ungewolltes Austreten insbesondere einer Temperierflüssigkeit zu verhindern, ist bei bekannten Batteriemodulen ein Abdichten grundsätzlich bekannt und notwendig. Gemäß dem Stand der Technik kann insbesondere vorgesehen sein, jede einzelne Batterieeinheit selbst abzudichten. Dies hat sich insbesondere bei großen Batteriestapeln als problematisch herausgestellt, da in diesen Batteriestapeln oftmals mehrere 1000 Batterieeinheiten verbaut sein können. Ein Abdichten jeder einzelnen Batterieeinheit ist in diesem Fall sehr umfassend und mit einem großen Herstellungsaufwand verbunden, sowohl hinsichtlich der für eine Herstellung benötigten Zeit und Arbeit als auch hinsichtlich der anfallenden Kosten.In order to prevent an unwanted escape, in particular a tempering liquid, a sealing is known and necessary in known battery modules in principle. According to the prior art, it can be provided in particular to seal each individual battery unit itself. This has proven to be problematic, especially in the case of large battery stacks, since several times 1000 battery units can often be installed in these battery stacks. A sealing of each individual battery unit is in this case very comprehensive and associated with a large manufacturing effort, both in terms of the time required for a production and work as well as in terms of the costs incurred.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise ein Modulgehäuse für ein stapelbares Batteriemodul, ein Batteriemodul sowie einen Batteriestapel bereitzustellen, durch die eine besonders einfache und dennoch sichere Abdichtung, insbesondere gegen einen Austritt eines Temperierfluids, bereitgestellt bzw. verbessert werden kann.It is therefore an object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages described above. In particular, it is an object of the present invention to provide in a cost effective and simple manner a module housing for a stackable battery module, a battery module and a battery stack, by which a particularly simple, yet secure seal, in particular against leakage of a tempering fluid, can be provided or improved ,
Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Modulgehäuse für ein stapelbares Batteriemodul mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Batteriemodul für einen Batteriestapel mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 12. Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch einen Batteriestapel mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 13. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Modulgehäuse beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Batteriemodul sowie dem erfindungsgemäßen Batteriestapel und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.The object is achieved by a module housing for a stackable battery module with the features of
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Modulgehäuse für ein stapelbares Batteriemodul, wobei mehrere Batteriemodule in einer Stapelrichtung zu einem Batteriestapel stapelbar sind, aufweisend einen Bodenabschnitt und einen umlaufenden Wandabschnitt. Ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wandabschnitt und der Bodenabschnitt topfartig einen Aufnahmeraum zum Aufnehmen von Batterieeinheiten des Batteriemoduls umgeben, wobei ferner an einem vom Bodenabschnitt abgewandten Ende des Wandabschnitts zumindest eine umlaufende Dichtungsvorrichtung zum Abdichten des Aufnahmeraums gegen den Bodenabschnitt eines anschließenden Modulgehäuses im gestapelten Zustand der Batteriemodule angeordnet ist.According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a module housing for a stackable battery module, wherein a plurality of battery modules are stackable in a stacking direction to form a battery stack, comprising a bottom section and a peripheral wall section. An inventive module housing is characterized in that the wall portion and the bottom portion pot-like surround a receiving space for receiving battery units of the battery module, further comprising at an end remote from the bottom portion of the wall portion at least one circumferential sealing device for sealing the receiving space against the bottom portion of a subsequent module housing in the stacked Condition of the battery modules is arranged.
Ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse ist für eine Bereitstellung eines Gehäuses für ein stapelbares Batteriemodul vorgesehen. Zur Herstellung eines Batteriestapels können Batterieeinheiten in den einzelnen Modulgehäusen angeordnet werden und die so bereitgestellten Batteriemodule dann in einer Stapelrichtung zum Batteriestapel aufgestapelt werden. Durch ein elektrisch leitendes Verbinden, beispielsweise einem elektrisch parallelen Verbinden der einzelnen Batterieeinheiten eines Batteriemoduls sowie einem elektrisch seriellen Verbinden der einzelnen Batteriemodule, kann auf diese Weise ein Batteriestapel mit einer hohen elektrischen Leistungsfähigkeit bereitgestellt werden.An inventive module housing is provided for providing a housing for a stackable battery module. To produce a battery stack, battery units can be arranged in the individual module housings and the battery modules thus provided can then be stacked in a stacking direction to form the battery stack. By an electrically conductive connection, for example, an electrically parallel connection of the individual battery units of a battery module and an electrically serial connection of the individual Battery modules, can be provided in this way a battery pack with a high electrical performance.
Ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse weist zumindest einen Bodenabschnitt auf, der seitlich in einen umlaufenden Wandabschnitt übergeht bzw. von diesem begrenzt wird. Auf diese Weise kann bereitgestellt werden, dass der Bodenabschnitt zusammen mit dem Wandabschnitt topfartig einen Aufnahmeraum umgibt bzw. diesen bildet. Der Bodenabschnitt kann insbesondere in der Stapelrichtung oben oder alternativ unten in den umlaufenden Wandabschnitt übergehen. Bevorzugt kann der Übergang vom Bodenabschnitt in den Wandabschnitt fluiddicht, bevorzugt flüssigkeitsdicht, ausgeführt sein, wodurch der topfartig ausgebildete Aufnahmeraum im Wesentlichen nur eine Zugangsöffnung aufweist, die insbesondere an einem dem Bodenabschnitt abgewandten Ende des Wandabschnitts angeordnet ist und vom Wandabschnitt begrenzt wird. Besonders einfach kann dies bereitgestellt werden, indem beispielsweise der Wandabschnitt und der Bodenabschnitt einstückig ausgebildet, insbesondere monolithisch hergestellt, sind.A module housing according to the invention has at least one bottom section, which merges laterally into a peripheral wall section or is delimited by it. In this way it can be provided that the bottom portion together with the wall portion pot-like surrounds a receiving space or forms this. The bottom section can transition in particular in the stacking direction above or alternatively below into the peripheral wall section. Preferably, the transition from the bottom section into the wall section can be made fluid-tight, preferably liquid-tight, whereby the pot-shaped receiving space essentially has only one access opening, which is arranged in particular on an end of the wall section facing away from the bottom section and bounded by the wall section. This can be provided in a particularly simple manner, for example by integrally formed, in particular monolithic, the wall section and the bottom section.
Bei einem erfindungsgemäßen Modulgehäuse ist vorgesehen, dass an einem vom Bodenabschnitt abgewandten Ende des Wandabschnitts, das, wie oben beschrieben, die Zugangsöffnung zum Aufnahmeraum begrenzt, zumindest eine umlaufende Dichtungsvorrichtung angeordnet ist. Umlaufend im Sinne der Erfindung kann insbesondere dahingehend verstanden werden, dass die zumindest eine Dichtungsvorrichtung entlang des gesamten Wandabschnitts, besonders bevorzugt unterbrechungsfrei, angeordnet ist und auf diese Weise auch die oben beschriebene Zugangsöffnung des Aufnahmeraums vollständig umgibt. Insbesondere ist diese umlaufende Dichtungsvorrichtung dahingehend ausgebildet, dass sie zum Abdichten des Aufnahmeraums gegen einen Bodenabschnitt eines anschließenden Modulgehäuses im gestapelten Zustand der Batteriemodule vorgesehen ist. Mit anderen Worten kann bevorzugt die zumindest eine Dichtungsvorrichtung im gestapelten Zustand der Batteriemodule zwischen dem Wandabschnitt eines ersten Modulgehäuses und einem Bodenabschnitt eines nächsten Modulgehäuses angeordnet sein, wodurch der Aufnahmeraum des ersten Modulgehäuses insgesamt abgedichtet werden kann. Ein zusätzliches Deckelelement zum Schließen der Zugangsöffnung des Aufnahmeraums kann dadurch entfallen. Anders ausgedrückt bildet ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse die kleinste selbstständig abgedichtete Einheit in einem Batteriestapel, deren Batteriemodule erfindungsgemäße Modulgehäuse aufweisen. Bei einem Einleiten eines Temperierfluids, beispielsweise einer Temperierflüssigkeit, in den Aufnahmeraum können auf diese Weise die Batterieeinheiten im Aufnahmeraum temperiert, insbesondere gekühlt oder erwärmt, werden, ohne dass Temperierfluid nach außen austreten kann. Insbesondere kann dadurch auch vermieden werden, für jede einzelne der Batterieeinheiten eine separate Abdichtung vorsehen zu müssen. Ein Batteriemodul mit einem erfindungsgemäßen Modulgehäuse kann somit einfacher, schneller und insbesondere kostengünstiger hergestellt werden.In the case of a module housing according to the invention, it is provided that at least one peripheral sealing device is arranged at an end of the wall section facing away from the bottom section, which, as described above, delimits the access opening to the receiving space. Circumferential within the meaning of the invention may be understood in particular to mean that the at least one sealing device is arranged along the entire wall section, particularly preferably without interruption, and in this way completely surrounds the access opening of the receiving space described above. In particular, this circumferential sealing device is adapted to be provided for sealing the receiving space against a bottom portion of a subsequent module housing in the stacked state of the battery modules. In other words, the at least one sealing device in the stacked state of the battery modules may preferably be arranged between the wall section of a first module housing and a bottom section of a next module housing, as a result of which the receiving space of the first module housing as a whole can be sealed. An additional cover element for closing the access opening of the receiving space can be omitted. In other words, a module housing according to the invention forms the smallest self-contained unit in a battery stack whose battery modules have module housings according to the invention. Upon introduction of a tempering fluid, for example a tempering liquid, into the receiving space, the battery units in the receiving space can be tempered in this way, in particular cooled or heated, without allowing tempering fluid to escape to the outside. In particular, this also avoids having to provide a separate seal for each of the battery units. A battery module with a module housing according to the invention can thus be made simpler, faster and, in particular, less expensive.
Darüber hinaus kann bei einem erfindungsgemäßen Modulgehäuse vorgesehen sein, dass der Wandabschnitt einen umlaufenden Anordnungsbereich zum Anordnen eines Gegenanordnungsbereichs des weiteren Modulgehäuses aufweist, wobei die zumindest eine Dichtungsvorrichtung am Anordnungsbereich angeordnet ist. Ein derartiger Anordnungsbereich kann beispielsweise eine geeignete Form aufweisen, um mit dem entsprechenden Gegenanordnungsbereich des weiteren Modulgehäuses einen Form-, Reib- und/oder Kraftschluss zu bilden, wodurch ein Stapeln der einzelnen Batteriemodule, die erfindungsgemäße Modulgehäuse aufweisen, zu einem Batteriestapel vereinfacht werden kann. Da diese Anordnungsbereiche bzw. die Gegenanordnungsbereiche somit diejenigen Abschnitte der Modulgehäuse bilden, die sich beim Stapeln zumindest sehr nahe kommen oder sogar berühren, stellen sie bevorzugte Bereiche zum Anordnen der zumindest einen Dichtungsvorrichtung dar. Durch ein umlaufendes Vorsehen des Anordnungsbereichs kann wiederum zum einen eine besonders gute und sichere Stapelbarkeit der Batteriemodule als auch eine besonders gute und insbesondere vollständige Abdichtung des Aufnahmeraums der Modulgehäuse sichergestellt werden.In addition, in the case of a module housing according to the invention, it can be provided that the wall section has a circumferential arrangement region for arranging a counter arrangement region of the further module housing, wherein the at least one sealing device is arranged on the arrangement region. Such an arrangement region can, for example, have a suitable shape in order to form a form, frictional and / or frictional connection with the corresponding counter-arrangement region of the further module housing, whereby stacking of the individual battery modules having module housings according to the invention can be simplified to form a battery stack. Since these arrangement regions or the counterranging regions thus form those sections of the module housing which at least come very close or even touch during stacking, they are preferred areas for arranging the at least one sealing device. By circulating the arrangement region in turn, on the one hand, a particularly good and safe stackability of the battery modules as well as a particularly good and in particular complete sealing of the receiving space of the module housing can be ensured.
Auch kann ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse dahingehend weiterentwickelt sein, dass der Anordnungsbereich einen Klebeabschnitt zum Verkleben mit einem Gegenklebeabschnitt am Gegenanordnungsbereich des weiteren Modulgehäuses aufweist. Durch ein Verkleben der beiden Modulgehäuse miteinander, bereitgestellt durch einen Klebeabschnitt am Anordnungsbereich und einen Gegenklebeabschnitt am Gegenanordnungsbereich, kann zum einen das Stapeln der Batteriemodule, die derartige erfindungsgemäße Modulgehäuse aufweisen, zu einem Batteriestapel als auch eine Abdichtung des Aufnahmeraums des Modulgehäuses weiter verbessert werden. Das Vorsehen von dedizierten Klebeabschnitten bzw. Gegenklebeabschnitten kann insbesondere dazu beitragen, Verunreinigungen mit Klebstoff an freizuhaltenden Bereichen, wie beispielsweise der Dichtungsvorrichtung, sicher zu vermeiden. Eine Abdichtung des Aufnahmeraums durch die zumindest eine Dichtungsvorrichtung kann somit bevorzugt ohne Beeinflussung durch das zusätzlich vorgenommene Verkleben bereitgestellt werden.Also, a module housing according to the invention can be further developed such that the arrangement region has an adhesive section for bonding to a counter-adhesive section at the counter-arrangement region of the further module housing. By gluing the two module housings together, provided by an adhesive portion at the arrangement area and a Gegenklebeabschnitt on Gegenanordnungsbereich, on the one hand, the stacking of the battery modules having such module housing according to the invention, to a battery pack as well as a seal of the receiving space of the module housing can be further improved. The provision of dedicated adhesive portions or counter-adhesive portions may in particular help to reliably avoid contamination with adhesive to be kept free areas, such as the sealing device. A sealing of the receiving space by the at least one sealing device can thus be provided preferably without influencing by the additional bonding performed.
Darüber hinaus kann ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse dahingehend weiterentwickelt sein, dass der Anordnungsbereich im gestapelten Zustand der Modulgehäuse in Stapelrichtung in einem Überlappbereich mit dem Gegenanordnungsbereich überlappend ausgebildet ist, wobei die zumindest eine Dichtungsvorrichtung im Überlappbereich angeordnet ist. Durch einen derartigen Überlapp bzw. Überlappbereich des Anordnungsbereichs und des Gegenanordnungsbereichs kann eine Abdichtung des Aufnahmeraums des Modulgehäuses weiter verbessert werden, da beispielsweise durch das Überlappen des Anordnungsbereichs und des Gegenanordnungsbereichs zumindest ansatzweise eine Labyrinthdichtung gebildet werden kann. Ein Austreten von Temperierfluid, insbesondere Temperierflüssigkeit, aus dem Aufnahmeraum nach außerhalb des Batteriestapels kann auf diese Weise noch besser verhindert werden. In addition, a module housing according to the invention can be further developed such that the arrangement region in the stacked state of the module housing is designed to overlap in the stacking direction in an overlapping region with the counterposition region, wherein the at least one sealing device is arranged in the overlapping region. By such an overlap region of the arrangement area and the counter arrangement area, a seal of the accommodating space of the module housing can be further improved because, for example, by overlapping the arrangement area and the counter arrangement area, at least a labyrinth seal can be formed. An escape of tempering fluid, in particular tempering, out of the receiving space to the outside of the battery stack can be prevented even better in this way.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung eines erfindungsgemäßen Modulgehäuses kann ferner vorgesehen sein, dass die zumindest eine Dichtungsvorrichtung quer zur Stapelrichtung im Überlappbereich des Anordnungsbereichs angeordnet ist. Quer zur Stapelrichtung im Sinne der Erfindung kann insbesondere senkrecht zur Stapelrichtung ausgebildet sein. Auf diese Weise kann insbesondere eine lastfreie Anordnung der zumindest einen Dichtungsvorrichtung bereitgestellt werden. Eine mechanische Beanspruchung der zumindest einen Dichtungsvorrichtung, beispielsweise durch ein Gewicht der oberhalb angeordneten Batteriemodule, kann auf diese Weise verhindert oder zumindest deutlich verringert werden.According to a particularly preferred further development of a module housing according to the invention, it can further be provided that the at least one sealing device is arranged transversely to the stacking direction in the overlapping region of the arrangement region. Transverse to the stacking direction according to the invention may be formed in particular perpendicular to the stacking direction. In this way, in particular a load-free arrangement of the at least one sealing device can be provided. A mechanical stress of the at least one sealing device, for example, by a weight of the battery modules arranged above, can be prevented in this way, or at least significantly reduced.
Auch kann bei einem erfindungsgemäßen Modulgehäuse ferner vorgesehen sein, dass die zumindest eine Dichtungsvorrichtung an den Wandabschnitt angespritzt ist, insbesondere in einem Zweikomponenten-Spritzgussverfahren angespritzt ist. Durch ein derartiges Anspritzen kann insbesondere eine besonders gute Anbindung der zumindest einen Dichtungsvorrichtung an den Wandabschnitt bereitgestellt werden. Bei einer Verwendung eines Zweikomponenten-Spritzgussverfahrens kann darüber hinaus durch eine geeignete Wahl der verwendeten Werkstoffe das Modulgehäuse zusammen mit der zumindest einen Dichtungsvorrichtung hergestellt werden, wobei insbesondere die Eigenschaften der verschiedenen Abschnitte besonders flexibel eingestellt werden können. Eine Herstellung eines erfindungsgemäßen Modulgehäuses kann auf diese Weise weiter vereinfacht und verbessert werden.It can also be provided in a module housing according to the invention further that the at least one sealing device is molded onto the wall portion, in particular molded in a two-component injection molding process. By such injection molding, in particular, a particularly good connection of the at least one sealing device to the wall section can be provided. Moreover, when using a two-component injection molding process, the module housing can be produced together with the at least one sealing device by a suitable choice of the materials used, wherein in particular the properties of the various sections can be adjusted particularly flexibly. A production of a module housing according to the invention can be further simplified and improved in this way.
Darüber hinaus kann bei einem erfindungsgemäßen Modulgehäuse vorgesehen sein, dass die zumindest eine Dichtungsvorrichtung zumindest zwei räumlich getrennte Dichtungselemente aufweist. Auf diese Weise kann eine Redundanz der Abdichtung, die durch die zumindest eine Dichtungsvorrichtung bereitgestellt wird, ermöglicht werden. Insbesondere bei Ausfall eines dieser räumlich getrennten Dichtungselemente kann die Abdichtung immer noch durch das zumindest eine zweite Dichtungselement bereitgestellt werden. Eine Ausfallsicherheit einer Abdichtung eines erfindungsgemäßen Modulgehäuses kann auf diese Weise bereitgestellt oder zumindest deutlich gesteigert werden.In addition, it can be provided in a module housing according to the invention that the at least one sealing device has at least two spatially separated sealing elements. In this way, a redundancy of the seal provided by the at least one sealing device can be made possible. In particular, in case of failure of one of these spatially separated sealing elements, the seal can still be provided by the at least one second sealing element. A reliability of a seal of a module housing according to the invention can be provided in this way, or at least significantly increased.
Auch kann ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse dadurch gekennzeichnet sein, dass der Bodenabschnitt Batterieaufnahmen zum Aufnehmen von Batterieeinheiten mit Kontaktieröffnungen zum insbesondere elektrischen Kontaktieren der Batterieeinheiten aufweist, wobei im angeordneten Zustand der Batterieeinheiten die Kontaktieröffnungen durch die jeweilige Batterieeinheit abgedichtet oder zumindest im Wesentlichen abgedichtet ist. Durch derartige Batterieaufnahmen kann insbesondere ein form-, reib- und/oder kraftschlüssiges Halten der Batterieeinheiten im Aufnahmeraum eines erfindungsgemäßen Modulgehäuses bereitgestellt werden. Zur Steigerung der elektrischen Leistungsfähigkeit des Batteriemoduls mit einem derartigen erfindungsgemäßen Modulgehäuse kann ein Kontaktieren der einzelnen Batterieeinheiten bereitgestellt werden. Die Kontaktieröffnungen können hierfür vorgesehen sein, wobei die Kontaktieröffnungen insbesondere im Bodenabschnitt als durchgängige Öffnungen ausgebildet sein können, sodass auch ein Kontaktieren von außerhalb des Modulgehäuses, insbesondere ausgehend von einem unterhalb des Modulgehäuses angeordneten weiteren Modulgehäuse, möglich ist. Durch ein Abdichten der Kontaktieröffnungen durch die Batterieeinheiten selbst kann insbesondere eine Einsparung von weiteren Dichtungselementen ermöglicht werden. Insgesamt kann auf diese Weise eine besonders einfache, sichere und darüber hinaus mit geringem Gewicht ausgebildete Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Modulgehäuses bereitgestellt werden.A module housing according to the invention can also be characterized in that the bottom section has battery receptacles for receiving battery units with contact openings for, in particular, electrical contacting of the battery units, wherein in the arranged state of the battery units the contacting openings are sealed by the respective battery unit or at least substantially sealed. Such battery receptacles can in particular provide a positive, frictional and / or non-positive retention of the battery units in the receiving space of a module housing according to the invention. To increase the electrical performance of the battery module with such a module housing according to the invention, a contacting of the individual battery units can be provided. The contacting openings can be provided for this purpose, wherein the contacting openings, in particular in the bottom section, can be formed as continuous openings, so that contacting from outside the module housing, in particular starting from a further module housing arranged below the module housing, is also possible. By sealing the contacting openings by the battery units themselves, in particular a saving of further sealing elements can be made possible. Overall, in this way a particularly simple, safe and, moreover, designed with low weight embodiment of a module housing according to the invention can be provided.
Gemäß einer Weiterentwicklung eines erfindungsgemäßen Modulgehäuses kann ferner vorgesehen sein, dass die Batterieaufnahmen jeweils zumindest eine Klebefläche zum Einkleben der jeweiligen Batterieeinheit in die Batterieaufnahme aufweisen. Auch in Bezug auf die Batterieeinheiten in den Batterieaufnahmen kann durch eine Klebeverbindung eine Abdichtung des Aufnahmeraums und eine Befestigung der Batterieeinheiten in der jeweiligen Batterieaufnahme des Bodenabschnitts weiter gesteigert werden. Eine noch bessere Abdichtung des Aufnahmeraums auch bei Vorhandensein von Kontaktieröffnungen kann auf diese Weise bereitgestellt.According to a further development of a module housing according to the invention, it can further be provided that the battery receptacles each have at least one adhesive surface for gluing the respective battery unit into the battery receptacle. With respect to the battery units in the battery holders can be further increased by an adhesive bond, a sealing of the receiving space and an attachment of the battery units in the respective battery receptacle of the bottom portion. An even better sealing of the receiving space even in the presence of contact openings can be provided in this way.
Besonders bevorzugt kann ferner bei einem erfindungsgemäßen Modulgehäuse vorgesehen sein, dass der Wandabschnitt eine Temperierfluidzuleitung zum Zuführen eines Temperierfluids und eine Temperierfluidableitung zum Abführen des Temperierfluids aufweist, wobei die Temperierfluidzuleitung einen Temperierfluidzulauf zum Einleiten des Temperierfluids in den Aufnahmeraum und die Temperierfluidableitung einen Temperierfluidablauf zum Ausleiten des Temperierfluids aus dem Aufnahmeraum aufweist. Auf diese Weise kann mit anderen Worten der Aufnahmeraum mit Temperierfluid, insbesondere mit einer Temperierflüssigkeit, geflutet werden, wobei insbesondere durch das Vorhandensein eines Temperierfluidzulaufs und eines Temperierfluidablaufs auch eine insbesondere permanente und gleichmäßige Durchströmung des Aufnahmeraums durch das Temperierfluid bzw. die Temperierflüssigkeit bereitgestellt werden kann. Eine besonders gute Temperierung sämtlicher Batterieeinheiten, die im Aufnahmeraum des Modulgehäuses angeordnet sind, kann auf diese Weise bereitgestellt werden.Particularly preferred may also be provided in a module housing according to the invention in that the wall section has a tempering fluid supply line for supplying a tempering fluid and a tempering fluid discharge for discharging the tempering fluid, wherein the tempering fluid supply line has a tempering fluid inlet for introducing the tempering fluid into the receiving space and the tempering fluid discharge has a tempering fluid outlet for discharging the temperature control fluid from the receiving space. In this way, in other words, the receiving space can be flooded with tempering fluid, in particular with a tempering liquid, wherein in particular by the presence of a Temperierfluidzulaufs and Temperierfluidablaufs also a particular permanent and uniform flow through the receiving space can be provided by the Temperierfluid or Temperierflüssigkeit. A particularly good temperature control of all battery units, which are arranged in the receiving space of the module housing, can be provided in this way.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung eines erfindungsgemäßen Modulgehäuses kann ferner vorgesehen sein, dass die Temperierfluidzuleitung und/oder die Temperierfluidableitung Verbindungsabschnitte zum fluidkommunizierenden Verbinden mit Gegenverbindungsabschnitten eines weiteren Modulgehäuses aufweisen. Bei einem Stapeln der Batteriemodule mit erfindungsgemäßen Modulgehäusen können somit jeweils die Temperierfluidzuleitungen und/oder die Temperierfluidableitungen der einzelnen Modulgehäuse miteinander über den jeweiligen Verbindungsabschnitt und den jeweiligen Gegenverbindungsabschnitt fluidkommunizierend und bevorzugt nach außen abgedichtet verbunden werden. Mit anderen Worten kann bei einem Stapeln der Modulgehäuse zu einem Batteriestapel eine durchgängige Temperierfluidzuleitung und/oder eine durchgängige Temperierfluidableitung durch den gesamten Batteriestapel bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann eine gemeinsame Temperierung sämtlicher Aufnahmeräume aller Modulgehäuse bereitgestellt werden, wobei insbesondere nicht jedes einzelne Modulgehäuse separat mit Temperierfluid versorgt werden muss. Eine Temperierung des gesamten Batteriestapels kann auf diese Weise deutlich vereinfacht werden.According to a preferred further development of a module housing according to the invention, it can further be provided that the tempering fluid supply line and / or the tempering fluid discharge line have connection sections for fluid-communicating connection to mating connection sections of a further module housing. When the battery modules are stacked with module housings according to the invention, the temperature-control fluid supply lines and / or the temperature-control fluid discharge lines of the individual module housings can thus be connected to one another via the respective connection section and the respective mating connection section so as to be fluid-communicating and preferably sealed to the outside. In other words, in a stacking of the module housing to a battery stack, a continuous Temperierfluidzuleitung and / or a continuous Temperierfluidableitung be provided by the entire battery stack. In this way, a common temperature of all receiving spaces of all module housing can be provided, in particular, not every single module housing must be supplied separately with Temperierfluid. A temperature control of the entire battery stack can be significantly simplified in this way.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Batteriemodul für einen Batteriestapel mit einem Modulgehäuse sowie mehreren Batterieeinheiten, wobei die Batterieeinheiten im Modulgehäuse angeordnet sind. Ein erfindungsgemäßes Batteriemodul ist dadurch gekennzeichnet, dass das Modulgehäuse gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Sämtliche Vorteile, die ausführlich in Bezug auf ein Modulgehäuse gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind, können somit auch durch ein Batteriemodul gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung bereitgestellt werden.According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a battery module for a battery stack with a module housing and a plurality of battery units, wherein the battery units are arranged in the module housing. An inventive battery module is characterized in that the module housing is formed according to the first aspect of the invention. All the advantages that have been described in detail with respect to a module housing according to the first aspect of the invention can thus also be provided by a battery module according to the second aspect of the invention.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen Batteriestapel aus mehreren in einer Stapelrichtung gestapelten Batteriemodulen. Ein erfindungsgemäßer Batteriestapel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriemodule gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ausgebildet sind. Batteriemodule gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weisen jeweils ein Modulgehäuse gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. Sämtliche Vorteile, die ausführlich in Bezug auf ein Batteriemodul gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung sowie auf ein Modulgehäuse gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind, können somit auch durch einen Batteriestapel gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung bereitgestellt werden.According to a third aspect of the invention, the object is achieved by a battery stack of a plurality of battery modules stacked in a stacking direction. An inventive battery stack is characterized in that the battery modules are formed according to the second aspect of the invention. Battery modules according to the second aspect of the invention each have a module housing according to the first aspect of the invention. All the advantages that have been described in detail with regard to a battery module according to the second aspect of the invention and to a module housing according to the first aspect of the invention can thus also be provided by a battery stack according to the third aspect of the invention.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen 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. Die Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch:
-
1 ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse in einer perspektivischen Ansicht entlang einer Stapelrichtung, -
2 ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse in einer perspektivischen Ansicht gegen die Stapelrichtung, -
3 eine Detailansicht eines Überlappbereichs, und -
4 ein erfindungsgemäßer Batteriestapel.
-
1 an inventive module housing in a perspective view along a stacking direction, -
2 an inventive module housing in a perspective view against the stacking direction, -
3 a detailed view of an overlap area, and -
4 an inventive battery stack.
In den
Ein erfindungsgemäßes Modulgehäuse
Ferner ist in den
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Batteriemodulbattery module
- 22
- Batterieeinheit battery unit
- 1010
- Modulgehäusemodule housing
- 1111
- Aufnahmeraumaccommodation space
- 1212
- GegenanordnungsbereichAgainst arrangement region
- 1313
- GegenverbindungsabschnittAgainst connecting portion
- 1414
- Gegenklebeabschnitt Against sticking portion
- 2020
- Bodenabschnittbottom section
- 2121
- Batterieaufnahmebattery tray
- 2222
- Kontaktieröffnungthebonding
- 2323
- Klebefläche adhesive surface
- 3030
- Wandabschnittwall section
- 3131
- Anordnungsbereicharrangement region
- 3232
- Klebeabschnittadhesive portion
- 3333
- TemperierfluidzuleitungTemperierfluidzuleitung
- 3434
- TemperierfluidzulaufTemperierfluidzulauf
- 3535
- TemperierfluidableitungTemperierfluidableitung
- 3636
- TemperierfluidablaufTemperierfluidablauf
- 3737
- Verbindungsabschnitt connecting portion
- 4040
- Dichtungsvorrichtungsealing device
- 4141
- Dichtungselement sealing element
- 5050
- Überlappbereich overlap
- 6060
- Temperierfluid tempering
- 100100
- Batteriestapelbattery pack
- SS
- Stapelrichtungstacking direction
Claims (13)
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Family Applications (1)
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-
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2018
- 2018-11-08 WO PCT/EP2018/080556 patent/WO2019092072A1/en active Application Filing
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WO2019092072A1 (en) | 2019-05-16 |
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