DE102018000112A1 - Battery with a plurality of battery cells - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterie (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Mehrzahl von Batteriezellen (12), welche zumindest bereichsweise in einem von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlmittelraum (14) angeordnet sind. Der Kühlmittelraum ist (14) durch einen Kühlmantel (20) begrenzt, welcher fluiddicht mit zumindest einem Batteriezellengehäuse (22) wenigstens einer der Batteriezellen (12) verbunden ist. Der Kühlmantel (20) ist aus einem Metall gebildet, welches mit dem zumindest einen Batteriezellengehäuse (22) durch Schweißen fluiddicht verbunden ist.

Figure DE102018000112A1_0000
The invention relates to a battery (10), in particular for a motor vehicle, having a plurality of battery cells (12), which are arranged at least partially in a coolant space (14) through which a coolant can flow. The coolant space (14) is delimited by a cooling jacket (20), which is connected in a fluid-tight manner to at least one battery cell housing (22) of at least one of the battery cells (12). The cooling jacket (20) is formed from a metal, which is fluid-tightly connected to the at least one battery cell housing (22) by welding.
Figure DE102018000112A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriezellen, welche zumindest bereichsweise in einem von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlmittelraum angeordnet sind. Der Kühlmittelraum ist durch einen Kühlmantel begrenzt, welcher fluiddicht mit zumindest einem Batteriezellegehäuse wenigstens einer der Batteriezellen verbunden ist.The invention relates to a battery having a plurality of battery cells, which are arranged at least partially in a coolant space through which a coolant can flow. The coolant space is delimited by a cooling jacket, which is connected in a fluid-tight manner to at least one battery cell housing of at least one of the battery cells.

Die DE 10 2015 013 377 A1 beschreibt eine Temperiereinrichtung für ein Batteriesystem mit einem quaderförmigen Hohlkörper, welcher eine Anschlusseinrichtung zum Zuführen und eine Anschlusseinrichtung zum Abführen eines Fluids aufweist. In Durchbrüchen des Hohlkörpers sind zylinderförmige Batteriezellen aufgenommen. Durch den Hohlkörper ist ein Flüssigkeitsraum begrenzt. Um zu gewährleisten, dass der Flüssigkeitsraum fluiddicht ist, ist ein Dichtelement vorgesehen, welches die zylinderförmigen Batteriezellen umschließt.The DE 10 2015 013 377 A1 describes a tempering device for a battery system with a cuboid hollow body, which has a connection device for supplying and a connection device for discharging a fluid. In breakthroughs of the hollow body cylindrical battery cells are added. By the hollow body, a liquid space is limited. In order to ensure that the liquid space is fluid-tight, a sealing element is provided which encloses the cylindrical battery cells.

Batterien wie etwa Hochvolt-Batterien, welche für Fahrzeuganwendungen wie Hybridfahrzeuge, Plug-In-Hybridfahrzeuge oder Elektrofahrzeuge zum Einsatz kommen, sowie Hochvolt-Batterien für stationäre Anwendungen wie etwa Stromversorger oder Stromspeicher umfassen eine Vielzahl von elektrisch in Reihe geschalteten oder elektrisch parallel geschalteten Einzelzellen beziehungsweise Batteriezellen.Batteries such as high-voltage batteries, which are used for vehicle applications such as hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles or electric vehicles, and high-voltage batteries for stationary applications such as electricity suppliers or electricity storage include a plurality of electrically connected in series or electrically connected single cells or battery cells.

Innerhalb einer Batterie sind die Batteriezellen in der Regel in sogenannten Zellblöcken zusammengefasst, die jeweils eine bestimmte Anzahl von Batteriezellen inklusive der Einrichtungen zu deren mechanischer Fixierung, zur elektrischen Kontaktierung und gegebenenfalls zur Temperierung, also zur Kühlung beziehungsweise Erwärmung der Batteriezellen, enthalten. Der Zellblock beziehungsweise die Zellblöcke sind wiederum in einem stabilen Batteriegehäuse untergebracht, welches zusätzlich Einrichtungen zur elektrischen Steuerung und Absicherung der Batterie enthält, beispielsweise ein Batteriemanagementsystem, Schütze zum Zuschalten und Abschalten des elektrischen Stroms, Sicherungen, Strommesser und dergleichen. Des Weiteren weist das Batteriegehäuse Anschlüsse nach außen auf, etwa für die Stromzuleitung und die Stromableitung, für eine Kühlmittelzufuhr und eine Kühlmittelabfuhr, einen Anschluss für die Batteriesteuerung und dergleichen.Within a battery, the battery cells are usually summarized in so-called cell blocks, each containing a certain number of battery cells including the devices for their mechanical fixation, for electrical contacting and optionally for temperature control, ie for cooling or heating of the battery cells. The cell block or cell blocks are in turn housed in a stable battery housing, which additionally includes means for electrical control and protection of the battery, such as a battery management system, contactors for connecting and disconnecting the electrical power, fuses, ammeters and the like. Furthermore, the battery case has external connections such as power supply and drainage, coolant supply and drainage, battery control port, and the like.

Bei besonders hohen Anforderungen an die Kühlung der Batteriezellen, wie sie bei großen Ladeströmen und Entladeströmen insbesondere in Verbindung mit hohen Innenwiderständen der Batteriezellen auftreten, ist eine direkte Umströmung der Batteriezellen mit einem Kühlmittel sinnvoll. Eine solche direkte Umströmung zu Kühlzwecken beziehungsweise Temperierzwecken wird als Direktkühlung bezeichnet. Um Kurzschlüsse infolge einer Leckage des Kühlmittels zu vermeiden und auch weil zumindest Bereiche von Oberflächen eines Batteriezellengehäuses der jeweiligen Batteriezelle beziehungsweise Teile des Batteriezellengehäuses spannungsführend beziehungsweise potentialführend sind, wird für eine solche Direktkühlung in der Regel ein elektrisch nicht leitfähiges Kühlmittel eingesetzt.For particularly high demands on the cooling of the battery cells, as they occur in large charging currents and discharge currents, especially in conjunction with high internal resistance of the battery cells, a direct flow around the battery cells with a coolant makes sense. Such a direct flow around for cooling purposes or tempering purposes is referred to as direct cooling. In order to avoid short circuits as a result of leakage of the coolant and also because at least areas of surfaces of a battery cell housing of the respective battery cell or parts of the battery cell housing are live or potential-leading, is used for such a direct cooling usually an electrically non-conductive coolant.

Möglich ist etwa die Verwendung von speziellen Ölen wie Transformatorenöl, Silikonöl oder dergleichen, welche allerdings brennbar sind. Dies ist für Batterieanwendungen im Hinblick auf die Sicherheit nicht empfehlenswert. Als nicht brennbare Kühlmittel können bestimmte Fluorkohlenwasserstoffe Verwendung finden, wie sie etwa unter der Bezeichnung NOVEC® von dem Unternehmen 3M erhältlich sind. Derartige, Fluorkohlenwasserstoffe enthaltende Kühlmittel können etwa bei der Direktkühlung von Elektronikkomponenten eingesetzt werden. Diese flüssigen Kühlmittel sind mit verschiedenen Siedepunkten verfügbar, sodass sich mit derartigen, Fluorkohlenwasserstoff enthaltenden Kühlmitteln nicht nur eine Tauchbadkühlung, sondern auch eine Siedebadkühlung darstellen lässt.It is possible, for example, the use of special oils such as transformer oil, silicone oil or the like, which, however, are flammable. This is not recommended for battery applications in terms of safety. As non-flammable coolant certain fluorocarbons can be used, such as those available under the name NOVEC ® from the company 3M. Such, containing fluorocarbons coolant can be used for example in the direct cooling of electronic components. These liquid coolants are available with different boiling points, so that not only immersion bath cooling but also boiling bath cooling can be achieved with such fluorocarbon-containing coolants.

Nachteilig ist bei der Verwendung solcher, Fluorkohlenwasserstoffe enthaltender Kühlmittel jedoch das Diffusionsverhalten. Denn die Fluorkohlenwasserstoffe können durch jede Art von Kunststoffumhüllung oder Kunststoffdichtungen hindurch diffundieren. Dies macht ständig eine Ergänzung des sehr kostenintensiven Kühlmittels erforderlich. Ein Beispiel hierfür ist eine Batterie beziehungsweise ein Akkupack, welcher von dem Unternehmen Kreisel Electric erhältlich ist und Rundzellen des Typs 18650 aufweist. Hierbei erfolgt eine Kühlung mittels eines NOVEC®-Kühlmittels, und ein die Rundzellen umhüllender Kühlmantel ist aus Kunststoff gebildet.The disadvantage, however, in the use of such, fluorocarbons containing coolant, the diffusion behavior. Because the fluorocarbons can diffuse through any type of plastic wrap or plastic seals. This constantly requires a supplement of the very expensive coolant. An example of this is a battery or a battery pack, which is available from the company Kreisel Electric and has round cells of the type 18650. In this case takes place by means of a cooling NOVEC -Kühlmittels ®, and the round cells enveloping cooling jacket is formed from plastic.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Batterie der eingangs genannten Art zu schaffen.Object of the present invention is to provide an improved battery of the type mentioned.

Diese Aufgabe wird durch eine Batterie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 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. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Batterie, welche insbesondere als Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug zum Einsatz kommen kann, weist eine Mehrzahl von Batteriezellen auf. Die Batteriezellen sind zumindest bereichsweise in einem von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlmittelraum angeordnet. Der Kühlmittelraum ist durch einen Kühlmantel begrenzt. Der Kühlmantel ist fluiddicht mit dem zumindest einen Batteriezellengehäuse wenigstens einer der Batteriezellen verbunden. Hierbei ist der Kühlmantel aus einem Metall gebildet, welches mit dem zumindest einen Batteriezellengehäuse durch Schweißen fluiddicht verbunden ist. Der Kühlmittelraum wird also ohne den Einsatz von Kunststoffisolationen oder Kunststoffdichtungen komplett metallisch umhüllt. Bei dem zumindest einen Batteriezellengehäuse handelt es sich dementsprechend um ein metallisches Gehäuse, sodass als Batteriezellen sogenannte Hardcase-Zellen zum Einsatz kommen. Auf diese Weise ist eine verbesserte Batterie geschaffen, denn eine Diffusion von Kühlmittel aus dem Kühlmittelraum heraus ist unterbunden. Insbesondere lässt sich so eine Batterie mit wenigstens einem diffusionsdichten Zellmodul bereitstellen, bei welchem eine Direktkühlung vorgesehen ist. In einem Batteriegehäuse der Batterie kann eine Mehrzahl derartiger Zellmodule, welche einen jeweiligen Kühlmittelraum mit einer Mehrzahl von Batteriezellen enthalten, vorgesehen sein.The battery according to the invention, which can be used in particular as a traction battery for a motor vehicle, has a plurality of battery cells. The battery cells are arranged at least partially in a coolant space through which a coolant can flow. The coolant space is limited by a cooling jacket. The cooling jacket is fluid-tight with the at least one Battery cell housing connected to at least one of the battery cells. Here, the cooling jacket is formed of a metal, which is fluid-tightly connected to the at least one battery cell housing by welding. The coolant space is thus wrapped completely metallic without the use of plastic insulation or plastic seals. Accordingly, the at least one battery cell housing is a metallic housing, so that so-called hardcase cells are used as battery cells. In this way, an improved battery is created because diffusion of coolant out of the coolant space is prevented. In particular, it is thus possible to provide a battery with at least one diffusion-tight cell module in which direct cooling is provided. In a battery case of the battery, a plurality of such cell modules, which include a respective coolant space having a plurality of battery cells, may be provided.

Eine solche Batterie ermöglicht eine hocheffiziente Direktkühlung, bei welcher auch flüchtige Kühlmittel, etwa Fluorkohlenwasserstoffe enthaltende Kühlmittel, dauerhaft in dem Kühlmittelraum eingeschlossen sind. Der metallische Kühlmantel kann des Weiteren gleichzeitig als Stromschiene dienen, sodass Bauteile eingespart werden. Zudem ist die Sicherheit einer solchen Batterie besonders hoch, wenn als das Kühlmittel ein nicht brennbares Material zum Einsatz kommt, sondern das Fluorkohlenwasserstoffe enthaltende Kühlmittel.Such a battery allows a highly efficient direct cooling, in which also volatile coolant, such as fluorocarbons containing coolant permanently enclosed in the coolant space. The metallic cooling jacket can also serve as a busbar at the same time, so that components can be saved. In addition, the safety of such a battery is particularly high when the coolant is a non-combustible material is used, but the fluorocarbons containing coolant.

Vorzugsweise ist wenigstens ein elektrischer Pol zumindest einer der Batteriezellen im Bereich einer Öffnung angeordnet, welche in dem Kühlmantel ausgebildet ist. Mit anderen Worten werden also beide Pole oder Zellpole oder zumindest ein Zellpol durch die entsprechende Öffnung beziehungsweise durch Durchbrüche im Kühlmantel herausgeführt, um eine Stromzuleitung und/oder eine Stromableitung zu ermöglichen. Wenn nur ein Pol aus dem Kühlmantel herausgeführt ist, wie dies vorzugsweise bei polaren Batteriezellen vorgesehen sein kann, bei welchen sich ein elektrischer Pol der Batteriezelle auf dem Batteriezellengehäuse befindet, dann liegt die Spannung des zweiten elektrischen Pols auf dem Kühlmantel. Entsprechend ist dann der Kühlmantel vorzugsweise mit einem Abgriff versehen.Preferably, at least one electrical pole of at least one of the battery cells is arranged in the region of an opening which is formed in the cooling jacket. In other words, therefore, both poles or cell poles or at least one cell pole are led out through the corresponding opening or through openings in the cooling jacket, in order to enable current supply and / or current discharge. If only one pole is led out of the cooling jacket, as may preferably be provided in the case of polar battery cells in which an electrical pole of the battery cell is located on the battery cell housing, then the voltage of the second electrical pole lies on the cooling jacket. Accordingly, the cooling jacket is then preferably provided with a tap.

Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn wenigstens eine Schweißnaht an einer Stelle ausgebildet ist, an welcher der Kühlmantel an einer Stirnfläche des zumindest einen Batteriezellengehäuses anliegt. Das Vorsehen der Schweißnaht beziehungsweise der Schweißnähte zur Anbindung des Kühlmantels in der Ebene derartiger planarer Oberseiten beziehungsweise Unterseiten des Batteriezellengehäuses, also in der Ebene der Stirnfläche, ist aus prozesstechnischen Gründen vorzuziehen. Es ist jedoch auch möglich, eine Schweißnaht an einer Mantelfläche des Batteriezellengehäuses auszubilden, die Schweißnaht also an den Zellmantel zu setzen.As a further advantage, it has been shown that at least one weld is formed at a location at which the cooling jacket rests against an end face of the at least one battery cell housing. The provision of the weld or the welds to connect the cooling jacket in the plane of such planar tops or bottoms of the battery cell housing, ie in the plane of the end face, is preferable for process engineering reasons. However, it is also possible to form a weld on a lateral surface of the battery cell housing, so to put the weld on the cell shell.

Vorzugsweise ist eine Entgasungsöffnung zumindest einer der Batteriezellen im Bereich eines in dem Kühlmantel ausgebildeten Durchlasses angeordnet. Durch eine solche Entgasungsöffnung, welche auch als Ventingöffnung bezeichnet wird, kann ein Überdruck definiert abgebaut werden, welcher sich beispielsweise bei einem Kurzschluss oder bei einer Überladung der Batteriezelle einstellen kann. Das Anordnen der Entgasungsöffnung derart, dass diese mit dem Durchlass fluchtet und somit außerhalb des Kühlmittelraums angeordnet ist, bewirkt, dass die Venting-Gase nicht in das Kühlmittel geblasen werden.Preferably, a degassing opening of at least one of the battery cells is arranged in the region of a passage formed in the cooling jacket. Through such a degassing opening, which is also referred to as Ventingöffnung, an overpressure can be reduced defined, which can be set, for example, in the event of a short circuit or overcharging of the battery cell. Placing the vent opening so that it is aligned with the passage and thus located outside of the coolant space, causes the venting gases are not blown into the coolant.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. 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. In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings. 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 in the figures alone 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. In the figures, identical or functionally identical elements are provided with identical reference numerals.

Dabei zeigen:

  • 1 eine Batterie mit einer Batteriezelle, welche zwei auf einer Oberseite elektrisch isoliert aus einem Batteriezellengehäuse herausgeführte Pole aufweist, und mit einem auf einer Oberseite des Batteriezellengehäuses aufgeschweißten Kühlmantel;
  • 2 eine Batterie mit einer Batteriezelle, welche einen auf einer Oberseite herausgeführten Pluspol aufweist, und mit dem auf der spannungsführenden Batteriezellengehäuseoberseite aufgeschweißten Kühlmantel, der zugleich dem Abgriff der Spannung dient;
  • 3 eine Batterie mit einer Batteriezelle, welche auf einer Oberseite und einer Unterseite elektrisch isoliert aus einem nicht spannungsführenden Batteriezellengehäuse herausgeführte Pole aufweist, und mit dem auf die beiden Stirnflächen des Batteriezellengehäuses aufgeschweißten Kühlmantel;
  • 4 eine Batterie mit einer Batteriezelle, welche zwei auf der Oberseite elektrisch isoliert aus dem Batteriezellengehäuse herausgeführte Pole aufweist, und mit dem auf eine Seitenwand des Batteriezellengehäuses aufgeschweißten Kühlmantel;
  • 5 ein diffusionsdichtes Zellmodul einer Batterie, mit drei in dem Zellmodul elektrisch in Reihe geschalteten Batteriezellen und auf Stirnflächen der äußeren Batteriezellen aufgeschweißtem Kühlmantel;
  • 6 eine schematische Explosionsdarstellung vor der Montage und Schweißung eines diffusionsdichten Zellmoduls mit sieben Batteriezellen, welche als Rundzellen des Typs 21700 ausgebildet sind;
  • 7 eine schematische Darstellung des diffusionsdichten Zellmoduls gemäß 6, wobei eine Schnittdarstellung nach der Montage und Schweißung gezeigt ist;
  • 8 in einer Explosionsdarstellung eine Perspektivansicht von Komponenten des diffusionsdichten Zellmoduls, wobei Abstandshalter auf die Batteriezellen aufgeschoben werden, um einen Zellpack zu bilden;
  • 9 eine Perspektivansicht beim Aufschieben eines Zellmodulbechers und eines Zellmoduldeckels auf den Zellpack;
  • 10 eine Perspektivansicht von Komponenten des diffusionsdichten Zellmoduls nach dem Verschweißen des Zellmodulbechers mit dem Zellmoduldeckel;
  • 11 eine Perspektivansicht gemäß 10, wobei auf den Zellmodulbecher eine Isolationsplatte und ein Zellverbinder aufgesetzt werden;
  • 12 die Perspektivansicht des diffusionsdichten Zellmoduls nach dem Anbringen des Zellverbinders und der Isolationsplatte an dem Zellmodulbecher;
  • 13 eine Längsschnittansicht des Zellmoduls gemäß 12;
  • 14 eine Querschnittsansicht des Zellmoduls gemäß 12, wobei einer der Abstandshalter eine Kühlmittel-Leitfunktion aufweist;
  • 15 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung einen Zellblock, welcher drei Zellmodule gemäß 12 umfasst;
  • 16 den Zellblock gemäß 15 mit an den Zellmodulen angebrachten, metallischen Kühlmittelleitungen; und
  • 17 eine Schnittansicht des Zellblocks gemäß 16.
Showing:
  • 1 a battery having a battery cell, which has two poles electrically led out on a top side out of a battery cell housing, and having a cooling jacket welded onto an upper side of the battery cell housing;
  • 2 a battery having a battery cell having a positive pole led out on an upper side, and having the cooling jacket welded on the live battery cell housing upper side and at the same time serving to tap the voltage;
  • 3 a battery having a battery cell, which on an upper side and a lower side electrically insulated from a non-live battery cell housing led out pole, and with the welded on the two end faces of the battery cell housing cooling jacket;
  • 4 a battery having a battery cell, which has two electrically insulated on the top of the battery cell housing led out pole, and with a on a Side wall of the battery cell housing welded cooling jacket;
  • 5 a diffusion-tight cell module of a battery, with three battery cells electrically connected in series in the cell module and a cooling jacket welded onto end faces of the outer battery cells;
  • 6 a schematic exploded view before assembly and welding of a diffusion-tight cell module with seven battery cells, which are designed as round cells of the type 21700;
  • 7 a schematic representation of the diffusion-tight cell module according to 6 showing a sectional view after assembly and welding;
  • 8th in an exploded view, a perspective view of components of the diffusion-tight cell module, wherein spacers are pushed onto the battery cells to form a cell pack;
  • 9 a perspective view when pushing a cell module cup and a cell module cover on the cell pack;
  • 10 a perspective view of components of the diffusion-tight cell module after welding the cell module cup with the cell module cover;
  • 11 a perspective view according to 10 wherein an insulation plate and a cell connector are placed on the cell module cup;
  • 12 the perspective view of the diffusion-tight cell module after attaching the cell connector and the insulating plate to the cell module cup;
  • 13 a longitudinal sectional view of the cell module according to 12 ;
  • 14 a cross-sectional view of the cell module according to 12 wherein one of the spacers has a coolant directing function;
  • 15 in a perspective exploded view of a cell block, which three cell modules according to 12 includes;
  • 16 according to the cell block 15 with attached to the cell modules, metallic coolant lines; and
  • 17 a sectional view of the cell block according to 16 ,

1 zeigt stark schematisiert eine Batterie 10 mit einer Batteriezelle 12. Die Batteriezelle 12 ist derart in einem von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlmittelraum 14 angeordnet, dass lediglich elektrische Pole 16, 18 der Batteriezelle 12 aus einem den Kühlmittelraum 14 begrenzenden Kühlmantel 20 hervorstehen. Die Batteriezelle 12 weist ein metallisches Batteriezellengehäuse 22 auf und die elektrischen Pole 16, 18 sind gegenüber diesem metallischen Batteriezellengehäuse 22 mittels jeweiliger Isolierungen 24 elektrisch isoliert. Der in 1 gezeigte Aufbau der Batteriezelle 12 ist typisch für prismatische Batteriezellen, welche als Hardcase-Zellen ausgebildet sind, bei welchen also das Batteriezellengehäuse 22 eigensteif ist. 1 shows a schematic diagram of a battery 10 with a battery cell 12 , The battery cell 12 is thus in a coolant space through which a coolant can flow 14 arranged that only electric poles 16 . 18 the battery cell 12 from a the coolant space 14 limiting cooling jacket 20 protrude. The battery cell 12 has a metallic battery cell case 22 on and the electric poles 16 . 18 are opposite this metallic battery cell case 22 by means of respective insulation 24 electrically isolated. The in 1 shown construction of the battery cell 12 is typical of prismatic battery cells, which are designed as hardcase cells, in which therefore the battery cell housing 22 Stiffness is.

Zum Kühlen der Batterie 10 ist vorliegend eine Direktkühlung realisiert, bei welcher die Batteriezellen, von denen in 1 lediglich schematisch die Batteriezelle 12 gezeigt ist, direkt von dem Kühlmittel umströmt werden, wenn dieses durch den Kühlmittelraum 14 hindurch gefördert wird. Zum Zuführen und Abführen des Kühlmittels sind in dem Kühlmantel 20 ein Zulauf 26 und ein Ablauf 28 ausgebildet.For cooling the battery 10 In the present case, a direct cooling is realized in which the battery cells, of which in 1 only schematically the battery cell 12 is shown, are flowed around directly by the coolant, if this through the coolant space 14 is promoted through. For supplying and discharging the coolant are in the cooling jacket 20 a feed 26 and a process 28 educated.

Das elektrisch nicht leitfähige Kühlmittel kann Fluorkohlenwasserstoffe und/oder Mineralöle und/oder Silikonöle und/oder destilliertes Wasser enthalten. Als das Kühlmittel kommt vorzugsweise ein Fluorkohlenwasserstoffe enthaltendes Kühlmittel zum Einsatz, welches einen vergleichsweise niedrigen Siedepunkt aufweisen kann, sodass nicht nur eine Tauchbadkühlung, sondern auch eine Siedebadkühlung realisierbar ist.The electrically non-conductive coolant may include fluorocarbons and / or mineral oils and / or silicone oils and / or distilled water. As the coolant is preferably a fluorocarbon-containing coolant is used, which may have a relatively low boiling point, so that not only a Tauchbadkühlung, but also a Siedebadkühlung is feasible.

Damit das Kühlmittel nicht aus dem Kühlmittelraum 14 entweichen kann, ist der Kühlmantel 20, welcher vorliegend ebenfalls aus einem Metall gebildet ist, durch Schweißen fluiddicht mit dem Batteriezellengehäuse 22 verbunden. Entsprechende Schweißnähte 30 sind bei der in 1 gezeigten Batterie 10 an einer Oberseite oder oberen Stirnseite 32 der Batteriezelle 12 ausgebildet.So that the coolant does not escape from the coolant space 14 can escape, is the cooling jacket 20 , which is also formed here from a metal, by welding fluid-tight with the battery cell housing 22 connected. Appropriate welds 30 are at the in 1 shown battery 10 on a top or top end 32 the battery cell 12 educated.

Bei der in 2 gezeigten Variante der Batterie 10 ist der erste Pol 18, bei welchem es sich beispielsweise um den Pluspol handeln kann, auf der Oberseite des Batteriezellengehäuses 22 aus dem Batteriezellengehäuse 22 herausgeführt. Eine derartige Ausgestaltung ist typisch für Rundzellen, etwa für Rundzellen des Formats oder Typs 18650 oder des Formats oder Typs 21700. Hierbei ist der zweite elektrische Pol, beispielsweise der Minuspol, durch das Batteriezellengehäuse 22 bereitgestellt. Da der metallische Kühlmantel 20 an den Schweißnähten 30 fluiddicht mit dem Batteriezellengehäuse 22 verbunden ist, befindet sich auch der Kühlmantel 20 auf dem gleichen elektrischen Potential wie das Batteriezellengehäuse 22. Dementsprechend kann an dem Kühlmantel 20 ein Abgriff 34 für die Spannung vorgesehen sein.At the in 2 shown variant of the battery 10 is the first pole 18 , which may be, for example, the positive pole, on the top of the battery cell housing 22 from the battery cell case 22 led out. Such a configuration is typical for round cells, such as round cells of the format or type 18650 or the format or type 21700 , In this case, the second electrical pole, for example the negative pole, is through the battery cell housing 22 provided. Since the metallic cooling jacket 20 at the welds 30 fluid-tight with the battery cell housing 22 is connected, there is also the cooling jacket 20 at the same electrical potential as the battery cell housing 22 , Accordingly, on the cooling jacket 20 a tap 34 be provided for the voltage.

Bei der in 3 gezeigten Variante der Batterie 10 sind die elektrischen Pole 16, 18 der Batteriezelle 12 an der oberseitigen Stirnseite 32 und an einer unterseitigen Stirnseite 36 aus dem Batteriezellengehäuse 22 herausgeführt. Dies ist eine typische Ausgestaltung für bestimmte Arten von als Rundzellen ausgebildeten Batteriezellen 12. Bei dieser Ausgestaltung ist der Kühlmantel 20 über jeweilige Schweißnähte 30 mit der oberseitigen Stirnseite 32 einerseits und mit der unterseitigen Stirnseite 36 andererseits über jeweilige Schweißnähte 30 fluiddicht verbunden.At the in 3 shown variant of the battery 10 are the electric poles 16 . 18 the battery cell 12 on the top side 32 and on a lower front side 36 from the battery cell case 22 led out. This is a typical design for certain types of round cell battery cells 12 , In this embodiment, the cooling jacket 20 via respective welds 30 with the top side 32 on the one hand and with the lower end side 36 on the other hand via respective welds 30 connected fluid-tight.

Die Batterie 10 gemäß 4 entspricht im Wesentlichen der in 1 dargestellten Batterie 10. Auch hier sind dementsprechend die beiden elektrischen Pole 16, 18 auf der oberseitigen Stirnseite 32 elektrisch isoliert aus dem Batteriezellengehäuse 22 herausgeführt, wie dies für prismatische Hardcase-Zellen typisch ist. Jedoch ist hier der Kühlmantel 20 über die Schweißnähte 30 mit einem Mantelbereich 38 beziehungsweise einer Seitenwand des Batteriezellengehäuses 22 fluiddicht durch das Schweißen verbunden.The battery 10 according to 4 is essentially the same as in 1 illustrated battery 10 , Again, accordingly, the two electrical poles 16 . 18 on the top side 32 electrically isolated from the battery cell housing 22 led out, as is typical for prismatic hardcase cells. However, here is the cooling jacket 20 over the welds 30 with a jacket area 38 or a side wall of the battery cell housing 22 fluid-tight connected by welding.

Gemäß 5 sind drei Batteriezellen 12 des mit Bezug auf 3 geschilderten Typs elektrisch in Reihe geschaltet. Die elektrischen Pole 16, 18 der vollständig innerhalb des Kühlmantels 20 angeordneten Batteriezelle 12 sind also mit den elektrischen Polen 16, 18 derjenigen Batteriezellen 12 elektrisch leitend verbunden, von welchen einer der elektrischen Pole 16, 18 über in dem Kühlmantel 20 vorgesehenen Öffnungen von außen zugänglich ist. Auch bei dieser Ausgestaltung ist der Kühlmantel 20 auf die oberseitige Stirnseite 32 einer der randlichen Batteriezellen 12 aufgeschweißt. In analoger Weise ist der Kühlmantel 20 auf die unterseitige Stirnseite 36 einer weiteren randlichen Batteriezelle 12 beziehungsweise Randzelle aufgeschweißt.According to 5 are three battery cells 12 with respect to 3 described type electrically connected in series. The electric poles 16 . 18 the completely inside the cooling jacket 20 arranged battery cell 12 So are with the electric poles 16 . 18 those battery cells 12 electrically connected, of which one of the electrical poles 16 . 18 over in the cooling jacket 20 provided openings is accessible from the outside. Also in this embodiment, the cooling jacket 20 on the top side 32 one of the marginal battery cells 12 welded. In an analogous way, the cooling jacket 20 on the underside of the front 36 another randliche battery cell 12 or edge cell welded.

6 zeigt schematisch ein Zellmodul 40 der Batterie 10 im Zustand vor der Montage und Schweißung. Hierbei ist durch Zelldeckel 42 von elektrisch parallel geschalteten Batteriezellen 12, von welchen in 6 lediglich drei Batteriezellen 12 gezeigt sind, einer der elektrischen Pole 16, 18, beispielsweise der Pluspol, bereitgestellt. Der weitere elektrische Pol, beispielsweise also der Minuspol der jeweiligen Batteriezelle 12, ist durch Zellbecher 44 der jeweiligen Batteriezellen 12 bereitgestellt. Dichtungen 46 der jeweiligen Batteriezelle 12 sorgen für die elektrische Isolation des Zelldeckels 42 gegenüber dem Zellbecher 44. Ein Paket derartiger Batteriezellen 12 des Batteriemoduls oder Zellmoduls 40 wird in dem Kühlmantel 20 angeordnet, welcher einen Modulbecher 48 oder Zellmodulbecher und einen Moduldeckel 50, also einen Deckel für den Zellmodulbecher, umfasst. In dem Modulbecher 48 sind Durchlässe 52 ausgebildet. Über diese Durchlässe 52 können im montierten Zustand des Zellmoduls (vergleiche 7) die Zelldeckel 42 der Batteriezellen 12 und somit die Pluspole der Batteriezellen 12 elektrisch kontaktiert werden. 6 schematically shows a cell module 40 the battery 10 in the condition before assembly and welding. Hereby is by cell cover 42 of electrically parallel connected battery cells 12 of which in 6 only three battery cells 12 are shown, one of the electrical poles 16 . 18 , For example, the positive pole provided. The further electrical pole, for example, the negative pole of the respective battery cell 12 , is through cell cups 44 the respective battery cells 12 provided. seals 46 the respective battery cell 12 ensure the electrical insulation of the cell lid 42 opposite the cell cup 44 , A package of such battery cells 12 of the battery module or cell module 40 is in the cooling jacket 20 arranged, which a module cup 48 or cell module cups and a module lid 50 , So a cover for the cell module cup includes. In the module cup 48 are passages 52 educated. About these passages 52 can in the assembled state of the cell module (cf. 7 ) the cell lids 42 the battery cells 12 and thus the positive poles of the battery cells 12 be contacted electrically.

Des Weiteren ist der Modulbecher 48 an jeweiligen Schweißnähten 30 mit den Zellbechern 44 der Batteriezellen 12 fluiddicht verschweißt. Hierbei übernimmt also durch die Parallelschaltung der Batteriezellen 12 der metallische Kühlmantel 20 die Funktion von ansonsten zusätzlich erforderlichen Zellverbindern beziehungsweise Stromschienen. Des Weiteren ist der Moduldeckel 50 an weiteren Schweißnähten 54 mit dem Modulbecher 48 fluiddicht verschweißt. Der Kühlmittelraum 14 für das Kühlmittel, welches die Fluorkohlenwasserstoffe enthält, ist komplett von dem metallischen Kühlmantel 20 umhüllt. Die Schweißnähte 30 laufen im Bereich der Zellbecher 44 bevorzugt um die Zelldeckel 42 um. Im Bereich der Zelldeckel 42 sind vorliegend Entgasungsöffnungen vorgesehen, welche auch als Ventingöffnungen bezeichnet werden. Durch diese Entgasungsöffnungen kann die jeweilige Batteriezelle 12 ausgasen, wenn es zu einem Überdruck im Inneren des durch den Zellbecher 44 und den Zelldeckel 42 gebildeten Batteriezellengehäuses 22 kommt.Furthermore, the module cup 48 at respective welds 30 with the cell cups 44 the battery cells 12 welded fluid-tight. This is done by the parallel connection of the battery cells 12 the metallic cooling jacket 20 the function of otherwise additionally required cell connectors or busbars. Furthermore, the module cover 50 on further welds 54 with the module cup 48 welded fluid-tight. The coolant space 14 for the coolant containing the fluorocarbons is complete with the metallic cooling jacket 20 envelops. The welds 30 run in the field of cell cups 44 preferably around the cell lids 42 around. In the field of cell lids 42 In the present case, degassing openings are provided, which are also referred to as vent openings. Through these degassing, the respective battery cell 12 outgas when there is an overpressure inside of the cell cup 44 and the cell lid 42 formed battery cell housing 22 comes.

In 7 ist ein solches Ausgasen, welches im Bereich der Durchlässe 52 stattfindet und somit durch den Kühlmantel 20 nicht behindert ist, durch Pfeile 56 veranschaulicht. Bei dem diffusionsdichten Zellmodul 40 ist also dafür gesorgt, dass die Venting-Gase nicht in das Kühlmittel eingeblasen werden.In 7 is such outgassing, which in the area of the passages 52 takes place and thus through the cooling jacket 20 is not obstructed by arrows 56 illustrated. In the diffusion-tight cell module 40 So it is ensured that the venting gases are not injected into the coolant.

Komponenten des in 7 schematisch gezeigten Zellmoduls 40 sind in 8 in einer Perspektivansicht gezeigt. Hieraus ist ersichtlich, dass das Zellmodul 40 vorliegend sieben einzelne Batteriezellen 12 umfasst, welche beispielsweise als Rundzellen des Typs 21700 ausgebildet sind. Des Weiteren sind in 8 die Venting-Öffnungen beziehungsweise Entgasungsöffnungen 58 der Batteriezellen 12 gezeigt. Diese Entgasungsöffnungen 58 sind üblicherweise durch eine Berstscheibe oder dergleichen verschlossen, welche bei Überdruck öffnet. Zudem sind in 8 vorliegend aus Kunststoff gebildete Abstandshalter 60 gezeigt, welche die Batteriezellen 12 des Zellmoduls 40 auf Abstand voneinander halten. Die Abstandshalter 60 weisen Durchtrittsöffnungen 62 auf. Die Abstandshalter 60 werden derart auf die Batteriezellen 12 aufgeschoben, dass nach dem Einschieben der Batteriezellen 12 in eine jeweilige Durchtrittsöffnung 62 die Batteriezellen 12 in den Durchtrittsöffnungen 62 angeordnet sind.Components of in 7 schematically shown cell module 40 are in 8th shown in a perspective view. It can be seen that the cell module 40 in the present case seven individual battery cells 12 which, for example, as round cells of the type 21700 are formed. Furthermore, in 8th the venting openings or degassing openings 58 the battery cells 12 shown. These degassing openings 58 are usually closed by a rupture disc or the like, which opens at pressure. In addition, in 8th in this case made of plastic spacers 60 shown which the battery cells 12 of the cell module 40 Keep away from each other. The spacers 60 have passage openings 62 on. The spacers 60 become so on the battery cells 12 postponed that after inserting the battery cells 12 in a respective passage opening 62 the battery cells 12 in the passages 62 are arranged.

Ein Zellpaket 64, welches die Batteriezellen 12 und die auf die Batteriezellen 12 aufgeschobenen Abstandshalter 60 umfasst, ist in 9 perspektivisch gezeigt. Des Weiteren sind in 9 der Modulbecher 48 und der Moduldeckel 50 perspektivisch gezeigt, wobei der Modulbecher 48 und der Moduldeckel 50 vorzugsweise aus einem Stahlblech gebildet sind. Zudem ist in 9 der beispielsweise als der Zulauf 26 ausgebildete Kühlmittelanschluss gezeigt, welcher an dem Modulbecher 48 vorgesehen ist.A cell packet 64 which the battery cells 12 and those on the battery cells 12 deferred spacers 60 includes, is in 9 shown in perspective. Furthermore, in 9 the module cup 48 and the module cover 50 shown in perspective, wherein the module cup 48 and the module cover 50 are preferably formed from a steel sheet. Moreover, in 9 for example, as the feed 26 trained coolant connection shown, which on the module cup 48 is provided.

Während 9 das Zellpaket 64 vor dem Aufschieben des Modulbechers 48 auf das Zellpaket 64 und vor dem Anbringen des Moduldeckels 50 zeigt, ist in 10 die Anordnung nach dem Verschweißen des Modulbechers 48 mit dem Moduldeckel 50 gezeigt. Hierbei ist zwischen dem Modulbecher 48 und dem Moduldeckel 50 die als Überlappschweißnaht ausgebildete, umlaufende Schweißnaht 54 (vergleiche 7) fertiggestellt. Des Weiteren ist zwischen einem Boden 66 des Modulbechers 48 und den Zellbechern 44 der Batteriezellen 12 (vergleiche 7) die jeweilige Schweißnaht 30 ausgebildet, welche ebenfalls bevorzugt als Überlappschweißnaht ausgestaltet ist. While 9 the cell pack 64 before pushing on the module cup 48 on the cell pack 64 and before attaching the module cover 50 shows is in 10 the arrangement after welding the module cup 48 with the module cover 50 shown. Here is between the module cup 48 and the module cover 50 the trained as a lap weld, circumferential weld 54 (see 7 ) finished. Furthermore, between a floor 66 of the module cup 48 and the cell cups 44 the battery cells 12 (see 7 ) the respective weld 30 formed, which is also preferably designed as a lap weld.

Um das in 7 schematisch gezeigte Zellmodul 40 bereitzustellen, wird an dem Zellpaket 64 eine Isolationsplatte 68 aus Kunststoff angeordnet (vergleiche 11). Diese Isolationsplatte 68 weist Durchtrittsöffnungen 70 auf, durch welche die Zelldeckel 42 der Batteriezellen 12 hindurchtreten, wenn die Isolationsplatte 68 an dem Boden 66 des Modulbechers 48 anliegt. Des Weiteren ist in 11 ein Zellverbinder 72 des Zellmoduls 40 gezeigt, welcher vorliegend aus einem Stahlblech gebildet ist.To do that in 7 schematically shown cell module 40 is provided to the cell pack 64 an insulation plate 68 made of plastic (compare 11 ). This insulation plate 68 has passages 70 on, through which the cell lids 42 the battery cells 12 pass through when the insulation board 68 on the ground 66 of the module cup 48 is applied. Furthermore, in 11 a cell connector 72 of the cell module 40 shown, which is formed here from a steel sheet.

Dieser Zellverbinder 72 kontaktiert im montierten Zustand des Zellmoduls 40 (vergleiche 12) die Zelldeckel 42 der Batteriezellen 12. Zur elektrisch leitenden Verbindung des Zellverbinders 72 mit den Zelldeckeln 42 ist vorzugsweise zwischen dem Zellverbinder 72 und den Zelldeckeln 42, also den Pluspolen der Batteriezellen 12, eine jeweilige Schweißverbindung in Form einer Überlappschweißnaht 74 ausgebildet. Im Bereich um diese Überlappschweißnähte 74 herum sind sowohl in dem Zellverbinder 72 als auch in der Isolationsplatte 68 Durchtrittsöffnungen 76 ausgebildet. Über diese Durchtrittsöffnungen 76 können im Fehlerfall Venting-Gase ungehindert aus den Batteriezellen 12 entweichen. Des Weiteren weist vorliegend der Zellverbinder 72 eine Lasche 78 auf, durch welche einer der elektrischen Anschlüsse des Zellmoduls 40 gebildet ist, vorliegend also beispielsweise der Pluspol. Der weitere elektrische Anschluss, vorliegend also der Minuspol, ist durch den Kühlmantel 20 des Zellmoduls 40 gebildet.This cell connector 72 contacted in the assembled state of the cell module 40 (see 12 ) the cell lids 42 the battery cells 12 , For electrically conductive connection of the cell connector 72 with the cell lids 42 is preferably between the cell connector 72 and the cell lids 42 , ie the positive poles of the battery cells 12 , a respective weld joint in the form of an overlap weld 74 educated. In the area around these lap welds 74 around are both in the cell connector 72 as well as in the insulation board 68 Through openings 76 educated. About these openings 76 In the event of a fault, venting gases can flow unhindered from the battery cells 12 escape. Furthermore, in the present case, the cell connector 72 a tab 78 on, through which one of the electrical connections of the cell module 40 is formed, in this case, for example, the positive pole. The additional electrical connection, in the present case the negative pole, is through the cooling jacket 20 of the cell module 40 educated.

13 zeigt das diffusionsdichte Zellmodul 40 gemäß 12 in einer Schnittansicht. Hierbei sind die Batteriezellen 12 direkt von dem Kühlmittel umströmt. Während der Minuspol auf dem sich bis zum Rand der Oberseite beziehungsweise Stirnseite 32 des Batteriezellengehäuses 22 erstreckenden Zellbecher 44 liegt, ist der Pluspol als erhabenes Teil am Zelldeckel 42 ausgebildet und durch das Batteriezellengehäuse 22 isoliert hindurchgeführt. Der Zellbecher 44 und der Zelldeckel 42 sind bevorzugt aus einem vernickelten Stahlblech ausgeführt. Um den Pluspol herum befinden sich auf der Oberseite beziehungsweise Stirnseite 32 der jeweiligen Batteriezelle 12 die Venting-Öffnungen beziehungsweise Entgasungsöffnungen 58 der jeweiligen Batteriezelle 12. 13 shows the diffusion-tight cell module 40 according to 12 in a sectional view. Here are the battery cells 12 flows around directly from the coolant. While the negative pole on the up to the edge of the top or front 32 of the battery cell case 22 extending cell cup 44 is the positive pole as a raised part of the cell lid 42 formed and through the battery cell housing 22 isolated passed. The cell cup 44 and the cell lid 42 are preferably made of a nickel-plated steel sheet. Around the positive pole are located on the top or front side 32 the respective battery cell 12 the venting openings or degassing openings 58 the respective battery cell 12 ,

Zur Positionierung der Batteriezellen 12 und zur Bildung des mechanisch stabilen Zellpakets 64 werden die gelochten Abstandshalter 60 aus Kunststoff von oben und unten über die Batteriezellen 12 geschoben. Der Kühlmantel 20 ist aus dem Modulbecher 48 und dem Moduldeckel 50 gebildet, welche bevorzugt als Tiefziehteile aus vernickeltem Stahlblech ausgeführt sind. Durch diese Ausgestaltung des Kühlmantels 20 aus dem gleichen Material wie die Batteriezellengehäuse 22 wird das fluiddichte Verschweißen des Kühlmantels 20 mit den Batteriezellengehäusen 22 erleichtert. Der Modulbecher 48 ist mit jeweiligen Stutzen zur Zuleitung und Ableitung des Kühlmittels versehen, durch welche der Zulauf 26 und der Ablauf 28 bereitgestellt ist (vergleiche 7).For positioning the battery cells 12 and to form the mechanically stable cell stack 64 become the perforated spacers 60 made of plastic from above and below over the battery cells 12 pushed. The cooling jacket 20 is from the module cup 48 and the module cover 50 formed, which are preferably designed as deep-drawn parts made of nickel-plated steel sheet. By this configuration of the cooling jacket 20 from the same material as the battery cell case 22 becomes the fluid-tight welding of the cooling jacket 20 with the battery cell housings 22 facilitated. The module cup 48 is provided with respective nozzles for the supply and discharge of the coolant through which the inlet 26 and the process 28 is provided (see 7 ).

Das durch die Abstandshalter 60 zusammengehaltene Paket der Batteriezellen 12 wird in den Modulbecher 48 geschoben, wobei die Pluspole der Batteriezellen 12 und deren Venting-Öffnungen beziehungsweise Entgasungsöffnungen 58 durch entsprechende Aussparungen 80 herausragen, welche im Boden 66 des Modulbechers 48 ausgebildet sind (vergleiche 9). Anschließend erfolgt die Verschweißung der Oberseiten der Batteriezellengehäuse 22 mit dem Boden 66 des Modulbechers 48 durch die ringförmigen und geschlossenen Schweißnähte 30 (vergleiche 7), welche bevorzugt als Überlappnähte ausgebildet und durch Laserschweißen hergestellt sind. Dadurch werden die Batteriezellen 12 des Zellpakets 64 auf deren Minusseite gleichzeitig elektrisch parallel geschaltet.That through the spacers 60 held together package of battery cells 12 will be in the module cup 48 pushed, with the positive poles of the battery cells 12 and their vent openings or degassing openings 58 through corresponding recesses 80 stick out, which in the ground 66 of the module cup 48 are trained (see 9 ). Subsequently, the welding of the upper sides of the battery cell housing takes place 22 with the ground 66 of the module cup 48 through the annular and closed welds 30 (see 7 ), which are preferably designed as lap seams and produced by laser welding. This will cause the battery cells 12 of the cell packet 64 simultaneously electrically connected in parallel on its negative side.

Nachfolgend wird zum Verschließen des Kühlmantels 20 der Moduldeckel 50 mit dem Modulbecher 48 verschweißt. Zur elektrischen Parallelschaltung der Plusseite der Batteriezellen 12 wird der Zellverbinder 72 aufgeschweißt, wobei zur elektrischen Isolation zwischen dem Boden 66 des Modulbechers 48 (vergleiche 9) und der Unterseite des Zellverbinders 72 die dünne Isolationsplatte 68 angeordnet wird. Die aus Kunststoff gebildete Isolationsplatte 68 und der Zellverbinder 72 sind mit den vorliegend als Schlitze ausgebildeten Durchtrittsöffnungen 76 versehen, welche bevorzugt geometrisch mit den Entgasungsöffnungen 58 der Batteriezellen 12 korrespondieren und so im Bedarfsfall die Ableitung von Venting-Gas ins Freie ermöglichen.The following will close the cooling jacket 20 the module cover 50 with the module cup 48 welded. For electrical parallel connection of the plus side of the battery cells 12 becomes the cell connector 72 welded, being used for electrical insulation between the ground 66 of the module cup 48 (see 9 ) and the underside of the cell connector 72 the thin insulation board 68 is arranged. The insulating plate formed of plastic 68 and the cell connector 72 are with the present case designed as slots passages 76 provided, which preferably geometrically with the vent openings 58 the battery cells 12 correspond and thus, if necessary, allow the discharge of venting gas into the open air.

Aus 14 ist ersichtlich, dass zur gleichmäßigen Verteilung es Kühlmittels auf die einzelnen Batteriezellen 12 im Inneren des Zellmoduls 40 Leitelemente 82 vorgesehen sein können, welche vorzugsweise durch die Abstandshalter 60 bereitgestellt sind, also insbesondere einstückig mit den Abstandshaltern 60 ausgebildet sind. In 14 sind derartige Leitelemente 82 beispielhaft dargestellt. Die Kühlmittelleitfunktion der Abstandshalter 60 stellt eine gleichmäßige Umströmung und Temperierung der Batteriezellen 12 sicher.Out 14 It can be seen that for uniform distribution of coolant to the individual battery cells 12 inside the cell module 40 baffles 82 may be provided, which preferably by the spacers 60 are provided, ie in particular integrally with the spacers 60 are formed. In 14 are such baffles 82 exemplified. The coolant conductivity of the spacers 60 provides a uniform flow and temperature control of the battery cells 12 for sure.

In 15 ist ein Zellblock 84 der Batterie 10 in einer Explosionsdarstellung gezeigt, welcher eine Mehrzahl der in 12 gezeigten Zellmodule 40 umfasst, wobei vorliegend beispielhaft drei derartige Zellmodule 40 perspektivisch gezeigt sind. Zur Bildung des Zellblocks 84 werden also mehrere Zellmodule 40 elektrisch in Reihe geschaltet. Die Zellverbinder 72, welche hierfür mit der Lasche 78 beziehungsweise einer derartigen Kontaktfahne versehen sind, werden dazu jeweils mit dem Modulbecher 48 des benachbarten Zellmoduls 40 verschweißt. Die einzelnen Zellmodule 40 des Zellblocks 84 werden über eine Verteilerleitung 86 mit dem temperierten Kühlmittel versorgt. Nach der Durchströmung der Zellmodule 40 wird das Kühlmittel über eine Sammelleitung 88 wieder abgeführt und beispielsweise einem Kühler zugeführt.In 15 is a cell block 84 the battery 10 shown in an exploded view, which a plurality of in 12 shown cell modules 40 includes, in the present example, three such cell modules 40 are shown in perspective. To form the cell block 84 So will several cell modules 40 electrically connected in series. The cell connectors 72 , which with the tab 78 or such a contact lug are provided, in each case with the module cup 48 of the adjacent cell module 40 welded. The individual cell modules 40 of the cell block 84 be via a distribution line 86 supplied with the tempered coolant. After the flow through the cell modules 40 the coolant is via a manifold 88 discharged again and fed, for example, a cooler.

Diese Kühlmittelleitungen sind zur Verhinderung einer Diffusion ebenfalls metallisch ausgebildet. Daher sind vorliegend zwischen jeweiligen Abschnitten 90 der Verteilerleitung 86 einerseits und zwischen entsprechenden Abschnitten 92 der Sammelleitung 88 andererseits Zwischenstücke 94 aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise aus einem Keramikmaterial, angeordnet.These coolant lines are also metallic to prevent diffusion. Therefore, here are between respective sections 90 the distribution line 86 on the one hand and between corresponding sections 92 the manifold 88 on the other hand, intermediate pieces 94 made of an electrically insulating material, for example of a ceramic material.

Die Abschnitte 90 der Verteilerleitung 86 weisen jeweilige Anschlussstutzen 96 auf, welche mit dem jeweiligen Zulauf 26 der Zellmodule 40 verbunden werden. In analoger Weise weisen die Abschnitte 92 der Sammelleitung 88 Anschlussstutzen 98 auf, welche an den jeweiligen Ablauf 28 des jeweiligen Zellmoduls 40 angeschlossen werden. 15 zeigt den Zellblock 84 vor der Montage.The sections 90 the distribution line 86 have respective connecting pieces 96 on, which with the respective inlet 26 the cell modules 40 get connected. In an analogous way, the sections 92 the manifold 88 spigot 98 on, which at the respective expiration 28 of the respective cell module 40 be connected. 15 shows the cell block 84 before assembly.

Demgegenüber zeigt 16 den fertig montierten Zellblock 84, wobei bevorzugt zwischen den Laschen 78 der Zellverbinder 72 und den Modulbechern 48 Überlappschweißnähte 100 ausgebildet sind. Zudem ist in 16 die Verteilerleitung 86 an die Zellmodule 40 angeschlossen gezeigt.In contrast, shows 16 the completely assembled cell block 84 , preferably between the tabs 78 the cell connector 72 and the module cups 48 Überlappschweißnähte 100 are formed. Moreover, in 16 the distribution line 86 to the cell modules 40 connected shown.

17 zeigt den Zellblock 84 in einer Schnittansicht. 17 shows the cell block 84 in a sectional view.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Batteriebattery
1212
Batteriezellebattery cell
1414
KühlmittelraumCoolant space
1616
Polpole
1818
Polpole
2020
Kühlmantelcooling jacket
2222
BatteriezellengehäuseBattery cell housing
2424
Isolierunginsulation
2626
ZulaufIntake
2828
Ablaufprocedure
3030
SchweißnahtWeld
3232
Stirnseitefront
3434
Abgrifftap
3636
Stirnseitefront
3838
Mantelbereichcladding region
4040
Zellmodulcell module
4242
Zelldeckelcell cover
4444
Zellbechercell can
4646
Dichtungpoetry
4848
Modulbechermodule cups
5050
Moduldeckelmodule cover
5252
Durchlasspassage
5454
SchweißnahtWeld
5656
Pfeilarrow
5858
Entgasungsöffnungvent
6060
Abstandshalterspacer
6262
DurchtrittsöffnungThrough opening
6464
Zellpaketcell package
6666
Bodenground
6868
Isolationsplatteinsulation plate
7070
DurchtrittsöffnungThrough opening
7272
Zellverbindercell connectors
7474
Überlappschweißnahtlap weld
7676
DurchtrittsöffnungThrough opening
7878
Lascheflap
8080
Aussparungrecess
8282
Leitelementvane
8484
Zellblockcell block
8686
Verteilerleitungdistribution line
8888
Sammelleitungmanifold
9090
Abschnittsection
9292
Abschnittsection
9494
Zwischenstückconnecting piece
96 96
Anschlussstutzenspigot
9898
Anschlussstutzenspigot
100100
Überlappschweißnahtlap weld

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102015013377 A1 [0002]DE 102015013377 A1 [0002]

Claims (7)

Batterie, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Mehrzahl von Batteriezellen (12), welche zumindest bereichsweise in einem von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlmittelraum (14) angeordnet sind, wobei der Kühlmittelraum (14) durch einen Kühlmantel (20) begrenzt ist, welcher fluiddicht mit zumindest einem Batteriezellengehäuse (22) wenigstens einer der Batteriezellen (12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmantel (20) aus einem Metall gebildet ist, welches mit dem zumindest einen Batteriezellengehäuse (22) durch Schweißen fluiddicht verbunden ist.Battery, in particular for a motor vehicle, having a plurality of battery cells (12) which are arranged at least partially in a coolant space (14) through which a coolant can flow, wherein the coolant space (14) is bounded by a cooling jacket (20) which is fluid-tight with at least one battery cell housing (22) of at least one of the battery cells (12) is connected, characterized in that the cooling jacket (20) is formed of a metal which is fluid-tightly connected to the at least one battery cell housing (22) by welding. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elektrischer Pol (16, 18, 42) zumindest einer der Batteriezellen (12) im Bereich einer Öffnung (52) angeordnet ist, welche in dem Kühlmantel (20) ausgebildet ist.Battery after Claim 1 , characterized in that at least one electrical pole (16, 18, 42) of at least one of the battery cells (12) is arranged in the region of an opening (52) which is formed in the cooling jacket (20). Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schweißnaht (30) an einer Stelle ausgebildet ist, an welcher der Kühlmantel (20) an einer Stirnfläche (32, 36) des zumindest einen Batteriezellengehäuses (22) anliegt.Battery after Claim 1 or 2 , characterized in that at least one weld (30) is formed at a location at which the cooling jacket (20) on an end face (32, 36) of the at least one battery cell housing (22). Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entgasungsöffnung (58) zumindest einer der Batteriezellen (12) im Bereich eines in dem Kühlmantel (20) ausgebildeten Durchlasses (80) angeordnet ist.Battery after one of the Claims 1 to 3 , characterized in that a degassing opening (58) of at least one of the battery cells (12) in the region of a in the cooling jacket (20) formed passage (80) is arranged. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (12) mittels wenigstens eines Abstandshalters (60) auf Abstand voneinander gehalten sind, welcher eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen (62) aufweist, in welchen die Batteriezellen (12) angeordnet sind.Battery after one of the Claims 1 to 4 , characterized in that the battery cells (12) by means of at least one spacer (60) are kept at a distance from each other, which has a plurality of passage openings (62) in which the battery cells (12) are arranged. Batterie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (60) zum Verteilen des Kühlmittels in dem Kühlmittelraum (14) ausgebildete Leitelemente (82) aufweist.Battery after Claim 5 , characterized in that the spacer (60) for distributing the coolant in the coolant space (14) formed guide elements (82). Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel elektrisch nicht leitfähig ist.Battery after one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the coolant is electrically non-conductive.
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