DE102018124790A1 - Battery assembly with cell housing - Google Patents

Battery assembly with cell housing Download PDF

Info

Publication number
DE102018124790A1
DE102018124790A1 DE102018124790.7A DE102018124790A DE102018124790A1 DE 102018124790 A1 DE102018124790 A1 DE 102018124790A1 DE 102018124790 A DE102018124790 A DE 102018124790A DE 102018124790 A1 DE102018124790 A1 DE 102018124790A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery
battery assembly
cell
wall
battery cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018124790.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Daniel Wiegand
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lilium GmbH
Original Assignee
Lilium GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lilium GmbH filed Critical Lilium GmbH
Priority to DE102018124790.7A priority Critical patent/DE102018124790A1/en
Publication of DE102018124790A1 publication Critical patent/DE102018124790A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/227—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643—Cylindrical cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/658—Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batteriebaugruppe, welche eine Vielzahl von in einem regelmäßigen Gitter angeordneten Batteriezellen aufweist, sowie ein Zellengehäuse, welches die Batteriezellen aufnimmt, wobei das Zellengehäuse für jede Batteriezelle einen einzelnen Aufnahmeraum definiert und benachbarte Aufnahmeräume durch Seitenwandabschnitte voneinander getrennt sind, wobei zwischen den Seitenwandabschnitten eines Aufnahmeraums und dem Umfang der betreffenden darin angeordneten Batteriezelle ein Spalt gebildet ist, und wobei die Aufnahmeräume durch eine Boden- und eine Deckenwand abgeschlossen sind.The invention relates to a battery assembly which has a multiplicity of battery cells arranged in a regular grid, and to a cell housing which accommodates the battery cells, the cell housing defining an individual receiving space for each battery cell and adjacent receiving spaces being separated from one another by side wall sections, with between the side wall sections a receiving space and the periphery of the relevant battery cell arranged therein, a gap is formed, and wherein the receiving spaces are closed by a floor and a ceiling wall.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriebaugruppe, welche eine Vielzahl von einzelnen Batteriezellen enthält, und insbesondere eine Batteriebaugruppe mit einem Zellengehäuse, in welcher die einzelnen Batteriezellen in Aufnahmeräumen angeordnet sind.The present invention relates to a battery assembly which contains a multiplicity of individual battery cells, and in particular to a battery assembly with a cell housing in which the individual battery cells are arranged in receiving spaces.

Batteriezellen werden in der Regel für den erforderlichen Anwendungszweck in größeren Batteriebaugruppen zusammengefasst, um die notwendige Gesamtkapazität und auch die elektrische Spannung durch Reihenschaltung mehrerer Batteriezellen für den gewünschten Anwendungszweck bereitzustellen.Battery cells are usually grouped together for the required application in larger battery assemblies in order to provide the necessary total capacity and also the electrical voltage by connecting several battery cells in series for the desired application.

In der vorliegenden Erfindung werden wiederaufladbare Batteriezellen berücksichtigt, insbesondere Hochleistungsakkus, z.B. auf Lithium-Ionen-Basis. Diese haben jedoch den Nachteil, dass sie im Betrieb erhebliche Wärme entwickeln können und sich sogar selbst entzünden können. Bei einer Anordnung einer Vielzahl solcher Batteriezellen in einem einfachen Akkupack besteht die Gefahr, dass beim Selbstentzünden einer einzelnen Zelle auch die Zellen der Nachbarschaft und schlussendlich der gesamten Akkupack sich entzündet. Auch wenn es nicht zur Selbstentzündung kommt, ist es außerdem zu vermeiden, dass sich bei einer übermäßigen Wärmeentwicklung einer der Batteriezellen auch die Batteriezellen der Nachbarschaft thermisch belastet werden.In the present invention, rechargeable battery cells are taken into account, in particular high-performance batteries, e.g. based on lithium-ion. However, these have the disadvantage that they can generate considerable heat during operation and can even ignite themselves. If a large number of such battery cells are arranged in a simple battery pack, there is a risk that if a single cell self-ignites, the cells of the neighborhood and ultimately the entire battery pack will ignite. Even if self-ignition does not occur, it is also to be avoided that if one of the battery cells develops excessive heat, the battery cells in the neighborhood will also be thermally stressed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, einen Batterieaufbau mit einer Vielzahl an Batteriezellen, insbesondere wiederaufladbaren Batteriezellen, bereitzustellen, welche die thermische Belastung zwischen benachbarten Batteriezellen im Falle einer unkontrollierten Erwärmung in einer einzelnen Zellen verringert und die Gefahr einer Kettenreaktion beim Selbstentzünden einer Zelle wirksam unterbindet.The object of the present invention is therefore to provide a battery structure with a large number of battery cells, in particular rechargeable battery cells, which reduces the thermal load between adjacent battery cells in the event of uncontrolled heating in a single cell and effectively prevents the risk of a chain reaction when a cell self-ignites.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Batteriebaugruppe gemäß Anspruch 1.The object is achieved by a battery assembly according to claim 1.

Eine Besonderheit der Batteriebaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung sind die benachbarten Aufnahmeräume für jede einzelne Batteriezelle in dem Zellengehäuse, wobei ein Spalt, insbesondere ein Luftspalt oder ein Spalt mit einem anderen gasförmigen Isolationsmittel, um die Batteriezelle zu dem den Aufnahmeraum bildenden Seitenwandabschnitt gebildet ist. Durch diesen Spalt ist die Batteriezelle gegenüber der Umgebung thermisch isoliert. Eine sich erwärmende Batteriezelle kann daher die Batteriezellen in der unmittelbaren Nachbarschaft nicht oder in einem geringen Maß thermisch beeinflussen. Ferner ist der Aufnahmeraum für jede einzelne Batteriezelle abgeschlossen, so dass bei einer spontanen Entzündung einer Batteriezelle die Batteriezellen in benachbarten Aufnahmeräumen durch die Seitenwände bzw. die Boden- und Deckenwände des Aufnahmeraums noch geschützt sind. Der Schutz zur benachbarten Batteriezelle ist von Vorteil, weil es in einzelnen Fällen auch passieren kann, dass sich eine Batteriezelle entzünden und an ihrer Mantelwandaufbricht . Konstruktionsbedingt sind zwar Batteriezellen so aufgebaut, dass sie im Falle einer Selbstentzündung Plasma, Gase, Flammen, etc. an der Boden- oder Deckenwand neben den entsprechenden Polen der Batteriezelle abgeben. In Ausnahmefällen kann es jedoch auch passieren, dass heißes Plasma seitlich entweicht. Dann schützen die durchgehenden Seitenwandabschnitte zwischen den Aufnahmeräumen eine Beeinträchtigung der benachbarten Batteriezellen. Dieser Schutz muss nur solange halten, bis die Batteriezelle von selbst erlischt. In der Regel genügt daher ein Kunststoffmaterial für das Zellengehäuse, welches zwischen benachbarten Aufnahmeräumen lediglich eine Materialstärke von wenigstens 0,5-2 mm aufweist. Das Zellengehäuse kann aus Kunststoff, beispielsweise aus einem Spritzgussmaterial oder durch einen Verbundwerkstoff hergestellt sein.A special feature of the battery assembly according to the present invention are the adjacent receiving spaces for each individual battery cell in the cell housing, wherein a gap, in particular an air gap or a gap with another gaseous insulation means, is formed around the battery cell to the side wall section forming the receiving space. Through this gap, the battery cell is thermally insulated from the environment. A warming battery cell can therefore not or only slightly influence the battery cells in the immediate vicinity. Furthermore, the receiving space for each individual battery cell is closed, so that in the event of a battery cell igniting spontaneously, the battery cells in adjacent receiving spaces are still protected by the side walls or the floor and ceiling walls of the receiving space. Protection to the neighboring battery cell is advantageous because in individual cases it can also happen that a battery cell ignites and breaks open on its jacket wall. Due to the design, battery cells are constructed in such a way that, in the event of self-ignition, they release plasma, gases, flames, etc. on the floor or ceiling wall next to the corresponding poles of the battery cell. In exceptional cases, however, hot plasma can escape laterally. Then the continuous side wall sections between the receiving spaces protect the neighboring battery cells from being impaired. This protection only has to last until the battery cell goes out on its own. As a rule, a plastic material is sufficient for the cell housing, which has only a material thickness of at least 0.5-2 mm between adjacent receiving spaces. The cell housing can be made from plastic, for example from an injection molding material or through a composite material.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Boden- und/oder Deckenwand ober- bzw. unterhalb der Batteriezelle jeweils eine Sollbruchstelle auf. Diese Sollbruchstelle soll aufreißen, wenn eine Batteriezelle sich selbst entzündet. Dies erfolgt bedingt durch die Konstruktion handelsüblicher Batteriezellen in der Regel an der Boden- oder Deckenseite der Batteriezelle neben den entsprechenden elektrischen Pol. Die Sollbruchstelle in der Boden- oder Deckenwand des Zellengehäuses kann in diesem Fall aufreißen, um den Überdruck in dem betreffenden Aufnahmeraum entweichen zu lassen ohne die benachbarten Aufnahmeräume und die darin angeordneten Batteriezellen in Mitleidenschaft zu ziehen.According to a preferred embodiment, the floor and / or ceiling wall above and below the battery cell each have a predetermined breaking point. This predetermined breaking point should open when a battery cell ignites itself. Due to the construction of commercially available battery cells, this is usually done on the bottom or top side of the battery cell next to the corresponding electrical pole. In this case, the predetermined breaking point in the bottom or top wall of the cell housing can tear open in order to allow the excess pressure to escape in the receiving space in question without affecting the adjacent receiving spaces and the battery cells arranged therein.

Vorzugsweise erstreckt sich die Sollbruchstelle entlang eines Umfangs der Boden- oder Deckenseite der jeweiligen Batteriezelle. Da die Batteriezellen konstruktionsbedingt vorzugsweise im Falle eines Versagens genau entlang der Boden- oder Deckenseite heißes Plasma abgeben, ist die Sollbruchstelle genau gegenüberliegend von diesen Bereichen angeordnet.The predetermined breaking point preferably extends along a circumference of the bottom or top side of the respective battery cell. Since the battery cells, due to their design, give off hot plasma precisely along the bottom or top side in the event of a failure, the predetermined breaking point is arranged exactly opposite of these areas.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist beabstandet zu der Boden- und Deckenwand auf der den Batteriezellen entgegengesetzten Seite jeweils eine Gehäusewand der Batteriebaugruppe angeordnet. Diese Gehäusewand kann in einem definierten Abstand beispielsweise durch Stege, die auf der Boden- und/oder Deckenwand befestigt sind, angeordnet sein. Die Gehäusewand kann beispielsweise aus einem Metallblech gebildet sein. Vorzugsweise ist sie aus einem feuerfesten Material, z.B. aus dem gleichen Material wie die Wände um die Zellen gebildet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass ein Zwischenraum zwischen der Boden- und Deckenwand des Zellengehäuses und der Außenwand der Batteriebaugruppe gebildet ist. Bei einer Selbstentzündung einer einzelnen Batteriezelle kann das heiße Plasma durch diesen Zwischenraum seitlich abgelenkt werden. Dabei schützt die Boden- bzw. Deckenwand des Zellengehäuses die Aufnahmeräume der benachbarten Batteriezellen, so dass nur die einzelne sich selbst entzündende Batteriezelle kontrolliert abbrennen kann. Durch die Gehäusewand wird ferner auch die Struktur außerhalb der Batteriebaugruppe, beispielsweise eine Fahrzeugstruktur, in welcher die Batteriebaugruppe integriert ist, geschützt.According to a preferred embodiment, a housing wall of the battery assembly is arranged at a distance from the bottom and top walls on the side opposite the battery cells. This housing wall can be arranged at a defined distance, for example by means of webs which are fastened to the floor and / or ceiling wall. The housing wall can be formed, for example, from a metal sheet. It is preferably made of a refractory material, for example the same material as the walls around the cells. This embodiment has the advantage that an intermediate space is formed between the bottom and top wall of the cell housing and the outer wall of the battery assembly. If a single battery cell self-ignites, the hot plasma can be deflected laterally through this gap. The floor or ceiling wall of the cell housing protects the receiving spaces of the neighboring battery cells, so that only the single self-igniting battery cell can burn in a controlled manner. The structure outside the battery assembly, for example a vehicle structure in which the battery assembly is integrated, is also protected by the housing wall.

Wie nachfolgend ausgeführt, können in der zuletzt genannten Ausführungsform ferner die Zwischenräume zwischen der Boden- und/oder Deckenwand und der Gehäusewand der Batteriebaugruppe auch noch zur Kühlung der Batteriebaugruppe beitragen.As explained below, in the last-mentioned embodiment, the spaces between the bottom and / or ceiling wall and the housing wall of the battery assembly can also contribute to cooling the battery assembly.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind in den Seitenwänden des Zellengehäuses Durchgangsöffnungen zum Durchströmen mit einem Kühlfluid, insbesondere Luft oder Wasser, gebildet, wobei die Durchgangsöffnungen eine Fluidverbindung zwischen einem Bereich oberhalb der Deckenwand und einen Bereich unterhalb der Deckenwand bilden und die Aufnahmeräume keine Fluidverbindung zu den Durchgangsöffnungen aufweisen. Die Bereiche ober- bzw. unterhalb der Decken- bzw. Bodenwand des Zellengehäuses können beispielsweise die Zwischenbereiche zwischen der Boden- bzw. Deckenwand und einer angrenzenden Gehäusewand sein. Durch diesen Bereich kann Luft hindurchströmen, wobei vorzugsweise eine Seite der Batteriebaugruppe, beispielsweise an der Deckenwand, mit einem Kühlfluidvorlauf verbunden ist, während die gegenüberliegende Seite an der Bodenwand mit einem Kühlfluidrücklauf verbunden ist. Dadurch kann das Kühlfluid flächig über alle Batteriezellen strömen und neben den einzelnen Batteriezellen entlang der Durchgangsöffnungen zwischen den Aufnahmeräumen hindurchströmen. Somit ist eine großflächige Kühlung der Batteriezellen möglich. Die Batteriebaugruppe kann auch seriell gekühlt werden, wobei mehrere Module mit jeweils einer Lage von Batterien übereinander gestapelt liegen und das Kühlfluid senkrenkt zur flächigen Erstreckung der Module von einem Kühlkanal in den nächsten strömt.According to a preferred embodiment, through openings for flowing through with a cooling fluid, in particular air or water, are formed in the side walls of the cell housing, the through openings forming a fluid connection between an area above the ceiling wall and an area below the ceiling wall and the receiving spaces no fluid connection to the through openings exhibit. The areas above or below the top or bottom wall of the cell housing can be, for example, the intermediate areas between the bottom or top wall and an adjacent housing wall. Air can flow through this area, one side of the battery assembly, for example on the ceiling wall, preferably being connected to a cooling fluid supply, while the opposite side is connected to a cooling fluid return. As a result, the cooling fluid can flow across all the battery cells and flow alongside the individual battery cells along the passage openings between the receiving spaces. Large-area cooling of the battery cells is thus possible. The battery module can also be cooled in series, with several modules, each with a layer of batteries, being stacked one above the other and the cooling fluid flowing from one cooling channel into the next, so that the modules extend flat.

Gemäß einer Weiterführung der vorhergehend genannten Ausführungsform können die Durchgangsöffnungen sich in der Dichte und/oder im Durchmesser unterscheiden. Es ist vorgesehen, dass die Dichte und/oder der Durchmesser der Durchgangsöffnungen sich von einer Seite der Batteriebaugruppe, an welcher der Kühlfluidvorlauf anliegt, zu einer Seite der Batteriebaugruppe, an welcher der Kühlfluidrücklauf gebildet ist, zunimmt oder abnimmt. Dadurch wird erreicht, dass ein höherer Kühlfluiddurchsatz an dem vom Kühlfluidvorlauf weiter entfernten Bereich des Batterieaufbaus gebildet wird. Somit kann eine gleichmäßigere Kühlung aller Batteriezellen erzielt werden, weil diejenigen Aufnahmeräume, welche vom Kühlmittelvorlauf weiter entfernt sind, mit einem höheren Durchsatz von Kühlfluid in Vergleich zu dem näher zu dem Kühlmittelvorlauf befindlichen Aufnahmeräumen gekühlt werden. Da sich das Kühlfluid vom Kühlmittelvorlauf zum Kühlmittelrücklauf erwärmt, kann somit die Kühlleistung jedes Aufnahmeraums etwa konstant sein.According to a development of the above-mentioned embodiment, the through openings can differ in density and / or in diameter. It is envisaged that the density and / or the diameter of the through openings increase or decrease from a side of the battery assembly, on which the cooling fluid flow is applied, to a side of the battery assembly, on which the cooling fluid return is formed. It is thereby achieved that a higher cooling fluid throughput is formed in the area of the battery structure which is further away from the cooling fluid flow. A more uniform cooling of all battery cells can thus be achieved because those receiving spaces which are further away from the coolant flow are cooled with a higher throughput of cooling fluid in comparison with the receiving spaces located closer to the coolant flow. Since the cooling fluid heats up from the coolant supply to the coolant return, the cooling capacity of each receiving space can thus be approximately constant.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Durchgangsöffnungen für das Kühlfluid jeweils im Bereich mittig zwischen drei aneinander angrenzenden Aufnahme räumen des Zellengehäuses vorgesehen. Diese Anordnung eignet sich für ein hexagonales Gitter von Batteriezellen. Da Batteriezellen in der Regel zylinderförmig sind, ist ein hexagonales Gitter für die Anordnung der Batteriezellen zur Erzielung der dichtesten Packung bevorzugt. Durch Anordnen der Durchgangsöffnungen jeweils im Bereich mittig von drei aneinandergrenzenden Aufnahmeräumen ist der Vorteil gegeben, dass eine effiziente Kühlung der Batteriezellen in einem Bereich des Zellengehäuses erfolgt, welches verhältnismäßig viel Materialstärke aufweist. Dadurch kann die Zwischenwand zwischen zwei benachbarten Aufnahmeräumen im Bereich der dünnsten Wandstärke massiv gebildet sein, um den notwendigen Schutz bei austretendem heißen Plasma zwischen zwei Aufnahmeräumen zu bieten, während der Bereich mit einer stärkeren Wandstärke zwischen drei Aufnahmeräumen genügend Platz bietet, um die Durchgangsöffnung für das Kühlfluid auszubilden.According to a preferred embodiment, the through openings for the cooling fluid are each provided in the area in the middle between three adjacent receiving spaces of the cell housing. This arrangement is suitable for a hexagonal grid of battery cells. Since battery cells are generally cylindrical, a hexagonal grid is preferred for the arrangement of the battery cells in order to achieve the densest packing. By arranging the through openings in the area in the middle of three adjoining receiving spaces, there is the advantage that the battery cells are efficiently cooled in an area of the cell housing which has a relatively large material thickness. As a result, the intermediate wall between two adjacent receiving spaces can be solidly formed in the area of the thinnest wall thickness in order to provide the necessary protection in the event of hot plasma escaping between two receiving spaces, while the area with a thicker wall between three receiving spaces offers sufficient space to allow the passage opening for the Train cooling fluid.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind Stege in den Aufnahmeräumen angeordnet, welche dafür eingerichtet sind, die Batteriezellen zentriert in dem Aufnahmeraum zu fixieren. Die Stege sind jedoch so schmal ausgebildet, dass um den größten Teil des Umfangs der betreffenden Batteriezelle der Spalt zur Innenseite des Aufnahmeraums gebildet wird. Vorzugsweise sind die Stege an einer zu einer Durchgangsöffnung benachbarten Seite der Innenwand des Aufnahmeraums angeordnet. Die Stege haben im Vergleich zu dem Spalt (insbesondere Luftspalt) eine höhere thermische Leitfähigkeit. Daher wird die thermische Isolierung der Batteriezelle im Bereich der Stege geschwächt. Somit sind bevorzugt die Stege genau an den Stellen angeordnet, welche zu den Durchgangsöffnungen des Kühlfluids am nächsten sind. Hierdurch kann der Nachteil einer höheren Wärmeleitfähigkeit des Steges im Vergleich zu dem Spalt sogar dazu genutzt werden, um die Batteriezelle effektiver zu kühlen.According to a preferred embodiment, webs are arranged in the receiving spaces, which are set up to fix the battery cells centered in the receiving space. However, the webs are so narrow that the gap to the inside of the receiving space is formed around most of the circumference of the battery cell in question. The webs are preferably arranged on a side of the inner wall of the receiving space that is adjacent to a through opening. The webs have a higher thermal conductivity than the gap (in particular the air gap). The thermal insulation of the battery cell in the area of the webs is therefore weakened. Thus, the webs are preferably arranged exactly at the points which are closest to the through openings of the cooling fluid. This can have the disadvantage of a higher thermal conductivity of the web in comparison to the gap can even be used to cool the battery cell more effectively.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Zellengehäuse aus einem durchgängigen Material gebildet, beispielsweise aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem Kunststoffspritzgusselement. Alternative käme auch ein Kunststoffverbundmaterial in Betracht. Im Vergleich zu Metall ist Kunststoff nicht nur kostengünstiger, sondern bietet in dieser Konstruktion des Batterieaufbaus auch den Vorteil einer besseren thermischen Isolierung der Aufnahmeräume.According to a preferred embodiment, the cell housing is formed from a continuous material, for example from a plastic, preferably a plastic injection molding element. An alternative would also be a plastic composite material. Compared to metal, plastic is not only cheaper, but also offers the advantage of better thermal insulation of the receiving spaces in this construction of the battery.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Zellengehäuse aus einer Vielzahl von Röhrenabschnitten gebildet, wobei die Röhrenabschnitte dicht aneinandergepackt sind und die Innenräume der Röhrenabschnitte jeweils einen Aufnahmeraum bilden, und die Zwischenräume zwischen den Röhrenabschnitten außerhalb der Aufnahmeräume durch ein Füllmaterial ausgefüllt sind. Dadurch lässt sich in einfacher Weise eine Art Wabenstruktur für die Aufnahmeräume bilden, wobei jede Wabe vorzugsweise Zylindergeometrie aufweist, um die zylinderförmigen Batteriezellen aufzunehmen. Die Stege zum Halten der Batteriezelle können in den Röhrenabschnitten bereits integriert sein oder erst nachträglich mit dem Füllmaterial eingebracht werden. Die Zwischenräume zwischen den Röhrenabschnitten außerhalb der Aufnahmeräume werden durch ein Füllmaterial ausgefüllt, welches vorzugsweise auch als Klebstoff zum mechanischen Verbinden der Röhrenabschnitte dient. In diesem Füllmaterial sind ferner vorzugsweise die vorhergehend genannten Durchgangsöffnungen für das Kühlfluid integriert.According to one embodiment, the cell housing is formed from a multiplicity of tube sections, the tube sections being packed close to one another and the interiors of the tube sections each forming a receiving space, and the spaces between the tube sections outside the receiving spaces being filled with a filler material. This allows a type of honeycomb structure to be formed for the receiving spaces in a simple manner, each honeycomb preferably having cylinder geometry in order to receive the cylindrical battery cells. The webs for holding the battery cell can already be integrated in the tube sections or can only be introduced later with the filler material. The spaces between the tube sections outside the receiving spaces are filled with a filling material, which preferably also serves as an adhesive for mechanically connecting the tube sections. The above-mentioned through openings for the cooling fluid are also preferably integrated in this filler material.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen deutlich, die in Verbindung mit den beigefügten Figuren gegeben wird. In den Figuren ist Folgendes dargestellt:

  • 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer Batteriebaugruppe senkrecht zur Längserstreckung der Batteriezellen.
  • 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer Batteriebaugruppe einer alternativen Ausführungsform entsprechend der 1.
  • 3 zeigt einen Querschnitt durch die Batteriebaugruppe der 1 entlang der gestrichelten Linien I-I in 1.
Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments, which is given in conjunction with the accompanying figures. The following is shown in the figures:
  • 1 shows a cross section through a section of a battery assembly perpendicular to the longitudinal extent of the battery cells.
  • 2nd shows a cross section through a section of a battery assembly of an alternative embodiment according to the 1 .
  • 3rd shows a cross section through the battery assembly of the 1 along the dashed lines II in 1 .

Bezug nehmend auf 1 ist eine Aufsicht auf eine offene Batteriebaugruppe einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Batteriebaugruppe umfasst eine Vielzahl von Batteriezellen 2, welche in einem regelmäßigen hexagonalen Gitter angeordnet sind (in 1 ist nur ein kleiner Ausschnitt dargestellt). Die Batteriezellen 2 sind zylindrisch, wobei in der 1 die Aufsicht auf die Deckelseiten der Batteriezellen 2 zu sehen ist. Bei den Batteriezellen handelt es sich beispielsweise um Lithium-Ionen-Zellen in der Bauart 21 700.Referring to 1 a top view of an open battery assembly of a first embodiment of the invention is shown. The battery assembly includes a variety of battery cells 2nd , which are arranged in a regular hexagonal grid (in 1 only a small section is shown). The battery cells 2nd are cylindrical, being in the 1 supervision of the lid sides of the battery cells 2nd you can see. The battery cells are, for example, lithium-ion cells of the type 21 700 .

Jede der Batteriezellen 2 ist in einem Aufnahmeraum 6 eines Zellengehäuses 4 angeordnet. Das Zellengehäuse 4 ist beispielsweise in der Ausführungsform nach 1 aus einem einheitlichen Kunststoffmaterial, zum Beispiel das Spritzgussteil, gefertigt. Die Aufnahmeräume 6 weisen jeweils einen zylindrischen Querschnitt auf, wobei der Innenradius des Aufnahmeraum 4 etwas größer als der Außenradius der Batteriezelle 2 ist, sodass ein Spalt zwischen der Außenseite der Batteriezelle 2 und der Innenseite des Aufnahmeraum 6 gebildet ist. Der Spalt kann mit Luft gefüllt sein. Alternativ kann auch ein Schutzgas vorgesehen sein oder der Spalt kann mit einem Schaum gefüllt sein, wobei der Schaum eine geringere Dichte aufweist als die umgebende Struktur des Zellengehäuses. Um die Batteriezellen 2 zentriert in dem Aufnahmeraums 6 zu halten, sind Stege 10 zwischen dem Außenumfang Batteriezellen 2 und dem Innenumfang der Aufnahmeräume 6 vorgesehen, welche eine mechanische Verbindung zwischen dem Zellengehäuse 4 und der Außenseite der Batteriezellen 2 bilden. Falls ein Schaum in dem Spalt vorgesehen ist, sind die Stege 10 nicht notwendig.Each of the battery cells 2nd is in a recording room 6 of a cell housing 4th arranged. The cell housing 4th is, for example, in the embodiment of 1 made of a uniform plastic material, for example the injection molded part. The recording rooms 6 each have a cylindrical cross section, the inner radius of the receiving space 4th slightly larger than the outer radius of the battery cell 2nd so that there is a gap between the outside of the battery cell 2nd and the inside of the recording room 6 is formed. The gap can be filled with air. Alternatively, a protective gas can also be provided or the gap can be filled with a foam, the foam having a lower density than the surrounding structure of the cell housing. To the battery cells 2nd centered in the recording room 6 to hold are webs 10th between the outer circumference battery cells 2nd and the inner circumference of the recording rooms 6 provided a mechanical connection between the cell housing 4th and the outside of the battery cells 2nd form. If there is foam in the gap, the ridges are 10th unnecessary.

In den Wänden des Zellengehäuses 4 sind ferner Durchgangsöffnungen 12 vorgesehen, die zum Leiten eines Kühlfluid dienen. Die Durchgangsöffnungen 12 sind parallel zu den Aufnahmeräumen angeordnet und jeweils im Bereich zwischen drei benachbarten Aufnahmeräumen 12 vorgesehen, so dass das Kühlfluid in jeder einzelnen Durchgangsöffnung jeweils drei angrenzende Batteriezellen 2 kühlen kann. Die Stege 10 bilden eine thermische Brücke zwischen dem Zellgehäuse 4 und die Batteriezellen 2. Die Stege 10 sind daher vorzugsweise genau benachbart zu jeweils einer Durchgangsöffnung 12 vorgesehen, sodass die thermische Brücke, welche durch den Steg 10 gebildet ist, sogar zur Kühlung der Batteriezellen 2 beitragen kann. Im Übrigen wird es durch den Spalt um die Batteriezelle 2 zum Zellengehäuse 4 erreicht, dass die Batteriezellen 2 möglichst thermisch entkoppelt sind von dem Zellengehäuse 4.In the walls of the cell housing 4th are also through openings 12th provided that are used to conduct a cooling fluid. The through openings 12th are arranged parallel to the recording rooms and each in the area between three neighboring recording rooms 12th provided so that the cooling fluid in each individual passage opening three adjacent battery cells 2nd can cool. The bridges 10th form a thermal bridge between the cell housing 4th and the battery cells 2nd . The bridges 10th are therefore preferably exactly adjacent to each through opening 12th provided so that the thermal bridge through the web 10th is formed, even for cooling the battery cells 2nd can contribute. Incidentally, it is due to the gap around the battery cell 2nd to the cell housing 4th reached the battery cells 2nd are thermally decoupled from the cell housing 4th .

Bezugnehmend auf die 3 ist ein Querschnitt durch die Anordnung nach 1 entlang der Linie I-I dargestellt. In dieser Ansicht ist auch der Bereich ober- und unterhalb der Batteriezellen 2 zu sehen. Auf den Seitenwänden des Zellengehäuses 4 ist jeweils eine durchgängige Boden- und Deckenwand 14 angebracht. Zusammen mit den Seitenwänden des Zellengehäuses 4 schließen sie die Aufnahmeräume 6 der Batteriezellen 2, abgesehen von Unterbrechungen für eine elektrischen Verbindung, wie mit Bezugszeichen 16 in 3 dargestellt, vollständig ab. Falls eine der Batteriezellen 2 sich unkontrolliert entzündet, wird durch den geschlossen Aufnahmeraum 6 verhindert, dass Nachbarzellen in Mitleidenschaft gezogen werden. Damit jedoch der Überdruck bei einer unkontrollierten Selbstentzündung einer Batteriezellen entweichen kann, sind in der Boden- und Deckenwand 14 genau ober- und unterhalb der Batteriezellen 2 Sollbruchstellen 20 vorgesehen. Diese erstrecken sich genau entlang des Umfangs der Batteriezellen 2. Die Batteriezellen 2 sind üblicherweise so konstruiert, dass sie im Falle einer Selbstentzündung heißes Plasma aus der Boden oder Deckenseite abgeben. In selteneren Fällen kann es auch sein, dass heißes Plasma aus der seitlichen Mantelwand entweicht. Durch das Vorsehen der Sollbruchstellen 20 wird jedoch erreicht, dass die Boden- oder Deckenfläche in einem kontrollierten Bereich nur für jeweils einen Aufnahmeraum 6 aufbricht und das heiße Plasma nach oben oder unten entweicht. Dadurch kann wirksam verhindert werden, dass sich benachbarte Batteriezellen 2 durch das heiße Plasma ebenfalls entzünden.Referring to the 3rd is a cross section through the arrangement according to 1 shown along the line II. The area above and below the battery cells is also in this view 2nd to see. On the side walls of the cell housing 4th is a continuous floor and ceiling wall 14 appropriate. Together with the side walls of the cell housing 4th close the recording rooms 6 the battery cells 2nd , apart from interruptions for an electrical connection, as with reference numerals 16 in 3rd shown, completely off. If one of the battery cells 2nd themselves ignited in an uncontrolled manner, is due to the closed recording room 6 prevents neighboring cells from being affected. So that the overpressure can escape in the event of an uncontrolled self-ignition of a battery cell, there are in the floor and ceiling walls 14 exactly above and below the battery cells 2nd Predetermined breaking points 20th intended. These extend exactly along the circumference of the battery cells 2nd . The battery cells 2nd are usually designed to release hot plasma from the floor or ceiling in the event of self-ignition. In rare cases, hot plasma may also escape from the side wall. By providing the predetermined breaking points 20th However, it is achieved that the floor or ceiling area in a controlled area only for one recording room at a time 6 breaks up and the hot plasma escapes up or down. This can effectively prevent adjacent battery cells 2nd also ignite by the hot plasma.

Wie in der Querschnittsdarstellung nach 3 zu sehen ist, sind oberhalb und unterhalb der Boden- und Deckenwand 14 Außenwände 22 des Batterieaufbaus angeordnet. Die Außenwände 22 können beispielsweise aus einem Metallblech gebildet sein und sind durch Abstandshalter 24 mit der Boden- und Deckenwand 12 verbunden und in einem festen Abstand zu diesen angeordnet. Der Freiraum zwischen der Bodenwand bzw. der Deckenwand 14 und den Außenwänden 22 hat zwei Funktionen. Zum Einen dient er dazu, im Falle einer Selbstentzündung an der Batteriezellen 2 das heiße Plasma abzuleiten, nachdem an der betreffenden Batteriezellen 2 die Sollbruchstelle 20 aufgebrochen ist. Ferner können im Normalbetrieb des Batterieaufbaus die Bereiche zwischen der Boden- und Deckenwand und den Außenwänden 22 zur Kühlung genutzt werden. Die Bereiche stehen in Fluidverbindung mit den Durchgangsöffnungen 12 in den Seitenwänden des Zellengehäuses 4. Beispielsweise kann der Bereich zwischen der Deckenwand 14 und der oberen Außenwand 22 mit eine Vorlauf eines Kühlfluids, insbesondere Luft, verbunden sein während der Bereich zwischen der Bodenwand 14 und der unteren Außenwand 22 mit dem Rücklauf des Kühlfluids verbunden ist. Das Kühlfluid durchströmt auf diese Weise die Durchgangsöffnungen 12 um die Batteriezellen zu kühlen. Ferner kann vorgesehen sein (in den Figuren nicht dargestellt) dass die Durchmesser der Durchgangsöffnungen von einer Seite des Batterieaufbaus, der näher an dem Kühlfluidvorlauf liegt, zu der anderen Seite des Batterieaufbaus, der näher an dem Kühlfluidrücklauf liegt, im Durchmesser zu nehmen. Dadurch wird erzielt, dass die Kühlung aller Batteriezellen 2 etwa gleichmäßig ist, weil der Volumenstrom des Kühlfluid durch die Durchgangsöffnungen 12 graduell mit der Entfernung vom Vorlauf in Richtung zum Rücklauf zunimmt. Der gleiche Effekt kann auch erzielt werden, in dem die Dichte der Durchgangsöffnung 12 von dem Vorlauf zu dem Rücklauf zunimmt. Wenn das Kühlfluid eine Flüssigkeit ist, kann der Vor- und Rücklauf des Kühlfluids auch im Bereich der Kühlkanäle 12 liegen. Dadurch bliebe der Raum zwischen 22 und 14 frei von Flüssigkeit und das Modul würde vertikal von Fluid durchströmt.As in the cross-sectional representation 3rd can be seen are above and below the floor and ceiling wall 14 Exterior walls 22 arranged of the battery structure. The outer walls 22 can for example be formed from a metal sheet and are by spacers 24th with the floor and ceiling wall 12th connected and arranged at a fixed distance from them. The space between the floor wall and the ceiling wall 14 and the outer walls 22 has two functions. On the one hand, it is used in the event of self-ignition on the battery cells 2nd derive the hot plasma after on the battery cells concerned 2nd the predetermined breaking point 20th has broken open. Furthermore, in normal operation of the battery structure, the areas between the floor and ceiling walls and the outer walls 22 can be used for cooling. The areas are in fluid communication with the through openings 12th in the side walls of the cell housing 4th . For example, the area between the ceiling wall 14 and the upper outer wall 22 be connected to a flow of a cooling fluid, in particular air, during the area between the bottom wall 14 and the lower outer wall 22 is connected to the return of the cooling fluid. In this way, the cooling fluid flows through the through openings 12th to cool the battery cells. Furthermore, it can be provided (not shown in the figures) that the diameter of the through-openings increases in diameter from one side of the battery structure, which is closer to the cooling fluid flow, to the other side of the battery structure, which is closer to the cooling fluid return. This ensures that the cooling of all battery cells 2nd is approximately uniform because the volume flow of the cooling fluid through the through openings 12th gradually increases with the distance from the flow towards the return. The same effect can also be achieved in that the density of the through hole 12th increases from the forward to the return. If the cooling fluid is a liquid, the supply and return flow of the cooling fluid can also take place in the area of the cooling channels 12th lie. This would leave the space between 22 and 14 free of liquid and fluid would flow vertically through the module.

Bezugnehmend auf 2 wird ein alternativer Aufbau des Zellengehäuses 4 beschrieben. In dieser Ausführungsform besteht das Zellengehäuse 4 aus zylinderförmigen Rohrabschnitten 4', welche in einem hexagonalen Gitter angeordnet sind. Die Innenräume der Rohrabschnitte bilden die Aufnahmeräume 6 für die Batteriezellen 2 wie in der folgend beschriebenen Ausführungsform. Die Zwischenräume zwischen den Rohrabschnitten 4' sind mit einem Füllstoff 4" aufgefüllt. Der Füllstoff kann beispielsweise ein Kunststoffharz oder ein anderes geeignetes gießfähiges Material sein, welches auch dazu beiträgt, die Rohrabschnitte mechanisch miteinander zu verbinden. Ferner sind im Bereich des Füllstoffs 4" Durchgangsöffnungen 12, wie in der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform, angeordnet. Im Übrigen ist der Batterieaufbau wie in der vorhergehenden Ausführungsform nach 1 ausgestattet. Ein Vorteil des Aufbaus gemäß 2 ist, dass hier Rohre aus Faserverbund verwendet werden können, bei denen die Fasern diagonal oder teilweise in Umfangsrichtung liegen können, so dass die Rohre hohen Überdruck aushalten und somit die Wände dünner und leichter gestaltet werden können.Referring to 2nd becomes an alternative structure of the cell housing 4th described. In this embodiment, the cell housing is made 4th from cylindrical pipe sections 4 ' , which are arranged in a hexagonal grid. The interiors of the pipe sections form the receiving spaces 6 for the battery cells 2nd as in the embodiment described below. The gaps between the pipe sections 4 ' are with a filler 4 " replenished. The filler can be, for example, a plastic resin or another suitable pourable material, which also helps to mechanically connect the pipe sections to one another. Also in the area of the filler 4 " Through openings 12th as in the previously described embodiment. Otherwise, the battery structure is the same as in the previous embodiment 1 fitted. An advantage of the construction according to 2nd is that pipes made of fiber composite can be used, in which the fibers can lie diagonally or partially in the circumferential direction, so that the pipes can withstand high excess pressure and thus the walls can be made thinner and lighter.

Zahlreiche Änderungen können an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung, welche durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, abzuweichen. Beispielsweise können unterschiedliche Größen für die Batteriezellen berücksichtigt werden. Für das Zellengehäuse, die Boden- und Deckenwände sowie die Außenwände der Batteriezellen können unterschiedliche Werkstoffe verwendet werden, wobei jedoch für das Zellengehäuse und die Boden- und Deckenseite des Zellengehäuses Kunststoffmaterialien bevorzugt sind und für die Außenwände metallische Materialien bevorzugt sind. Die Aufnahmeräume können mit Luft gefüllt sein, wie vorhergehend beschrieben. Alternativ kann ein auch ein anderes Schutzgas verwendet werden, um den Sauerstoffgehalt zu reduzieren. Dadurch kann zusätzlich die Ausbreitung eines Brandes bei Selbstentzündung einer Zelle verringert werden.Numerous changes can be made to the described embodiments without departing from the scope of the invention, which is defined by the appended claims. For example, different sizes for the battery cells can be taken into account. Different materials can be used for the cell housing, the bottom and top walls and the outer walls of the battery cells, but plastic materials are preferred for the cell housing and the bottom and top sides of the cell housing and metallic materials are preferred for the outer walls. The receiving spaces can be filled with air as previously described. Alternatively, another shielding gas can be used to reduce the oxygen content. This can also reduce the spread of a fire if a cell spontaneously ignites.

BezugszeichenlisteReference list

22nd
BatteriezellenBattery cells
44th
ZellengehäuseCell housing
66
AufnahmeraumRecording room
1010th
Stegweb
1212th
DurchgangsöffnungThrough opening
1414
Boden-und DeckenwandFloor and ceiling wall
1616
elektrische Verbindungelectrical connection
2020th
SollbruchstellePredetermined breaking point
2222
AußenwandOuter wall
2424th
Stegweb

Claims (12)

Batteriebaugruppe, welche eine Vielzahl von in einem regelmäßigen Gitter angeordneten Batteriezellen (2) aufweist, sowie ein Zellengehäuse (4), welches die Batteriezellen (2) aufnimmt, wobei das Zellengehäuse (4) für jede Batteriezelle (2) einen einzelnen Aufnahmeraum (6) definiert und benachbarte Aufnahmeräume durch Seitenwandabschnitte voneinander getrennt sind, wobei zwischen den Seitenwandabschnitten eines Aufnahmeraums (6) und dem Umfang der betreffenden darin angeordneten Batteriezelle (2) ein Spalt gebildet ist, und wobei die Aufnahmeräume durch eine Boden- und eine Deckenwand (14) abgeschlossen sind.Battery assembly, which has a multiplicity of battery cells (2) arranged in a regular grid, and a cell housing (4) which accommodates the battery cells (2), the cell housing (4) for each battery cell (2) having an individual receiving space (6) Defined and adjacent receiving spaces are separated from one another by side wall sections, a gap being formed between the side wall sections of a receiving space (6) and the circumference of the relevant battery cell (2) arranged therein, and the receiving spaces being closed off by a floor and a ceiling wall (14) are. Batteriebaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Boden- und/oder Deckenwand (14) oberhalb bzw. unterhalb der Batteriezellen (2) jeweils eine Sollbruchstelle (20) aufweist.Battery assembly after Claim 1 , The floor and / or ceiling wall (14) above or below the battery cells (2) each having a predetermined breaking point (20). Batteriebaugruppe nach Anspruch 2, wobei die Sollbruchstellen (20) sich entlang eines Umfangs an der Boden- oder Deckseite der jeweiligen Batteriezelle (2) erstrecken.Battery assembly after Claim 2 The predetermined breaking points (20) extend along a circumference on the bottom or top side of the respective battery cell (2). Batteriebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beabstandet zu der Boden- und Deckenwand (14) auf der den Batteriezellen (2) entgegengesetzten Seite jeweils eine Gehäusewand (22) der Batteriebaugruppe angeordnet ist.Battery assembly according to one of the preceding claims, wherein a housing wall (22) of the battery assembly is arranged at a distance from the bottom and top wall (14) on the side opposite the battery cells (2). Batteriebaugruppe nach Anspruch 4, wobei die Gehäusewände (22) mittels Stegen (24) an der Boden- und/oder Deckenwand (14) befestigt sind, um einen definierten Abstand zwischen der Boden- und/oder Deckenwand (14) und den Gehäusewänden (22) festzulegen.Battery assembly after Claim 4 The housing walls (22) are fastened to the floor and / or ceiling wall (14) by means of webs (24) in order to establish a defined distance between the floor and / or ceiling wall (14) and the housing walls (22). Batteriebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in den Seitenwänden des Zellengehäuses (4) Durchgangsöffnungen zum Durchströmen mit einem Kühlfluid, insbesondere Luft, gebildet sind, wobei die Durchgangsöffnungen eine Fluidverbindung zwischen einem Bereich oberhalb der Deckenwand (14) und einen Bereich unterhalb der Bodenwand bilden, und die Aufnahmeräume (6) keine Fluidverbindung zu den Durchgangsöffnungen (12) aufweisen.Battery assembly according to one of the preceding claims, wherein through openings for flowing through with a cooling fluid, in particular air, are formed in the side walls of the cell housing (4), the through openings forming a fluid connection between an area above the ceiling wall (14) and an area below the bottom wall , and the receiving spaces (6) have no fluid connection to the through openings (12). Batteriebaugruppe nach Anspruch 6, wobei die Dichte und/oder der Durchmesser der Durchgangsöffnungen (12) sich von einer Seite der Batteriebaugruppe, an welcher ein Kühlfluidvorlauf anliegt, zu einer Seite der Batteriebaugruppe, an welcher ein Kühlfluidrücklauf gebildet ist, zunimmt.Battery assembly after Claim 6 , wherein the density and / or the diameter of the through openings (12) increases from a side of the battery assembly, on which a cooling fluid supply is present, to a side of the battery assembly, on which a cooling fluid return is formed. Batteriebaugruppe nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Durchgangsöffnungen (12) jeweils in dem Bereich mittig zwischen drei aneinander angrenzenden Aufnahmeräumen (6) des Zellengehäuses (4) vorgesehen ist.Battery assembly after Claim 6 or 7 , The through openings (12) being provided in the area in the center between three adjacent receiving spaces (6) of the cell housing (4). Batteriebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei innerhalb eines Aufnahmeraums (6) mehrere Stege (10) angeordnet sind, welche dafür eingerichtet sind, die Batteriezelle (2) zentriert in dem Aufnahmeraum (6) zu fixieren.Battery assembly according to one of the preceding claims, wherein a plurality of webs (10) are arranged within a receiving space (6), which are designed to fix the battery cell (2) centered in the receiving space (6). Batteriebaugruppe nach Anspruch 9 mit Rückbezug auf einen der Ansprüche 6, 7 oder 8, wobei die Stege (10) an einer zu einer Durchgangsöffnung (12) benachbarten Seite der Innenwand des Aufnahmeraums (6) angeordnet sind.Battery assembly after Claim 9 with reference to one of the Claims 6 , 7 or 8th , The webs (10) being arranged on a side of the inner wall of the receiving space (6) adjacent to a through opening (12). Batteriebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zellengehäuse (4) aus einem durchgängigen Material, insbesondere einem Kunststoff, vorzugsweise einem Kunststoffspritzgusselement, gebildet ist.Battery assembly according to one of the preceding claims, wherein the cell housing (4) is formed from a continuous material, in particular a plastic, preferably a plastic injection molding element. Batteriebaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Zellengehäuse (4) aus einer Vielzahl von Röhrenabschnitten gebildet ist, wobei die Röhrenabschnitte (4') dicht aneinandergepackt sind und die Innenräumen der Röhrenabschnitte (4') jeweils einen Aufnahmeraum (6) bilden und die Zwischenräume zwischen den Röhrenabschnitten (4') außerhalb der Aufnahmeräume (6) durch ein Füllmaterial (4") ausgefüllt sind.Battery assembly according to one of the Claims 1 to 11 The cell housing (4) is formed from a multiplicity of tube sections, the tube sections (4 ') being packed close to one another and the interior spaces of the tube sections (4') each forming a receiving space (6) and the spaces between the tube sections (4 ') ) outside the receiving spaces (6) are filled with a filling material (4 ").
DE102018124790.7A 2018-10-08 2018-10-08 Battery assembly with cell housing Pending DE102018124790A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018124790.7A DE102018124790A1 (en) 2018-10-08 2018-10-08 Battery assembly with cell housing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018124790.7A DE102018124790A1 (en) 2018-10-08 2018-10-08 Battery assembly with cell housing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018124790A1 true DE102018124790A1 (en) 2020-04-09

Family

ID=69886314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018124790.7A Pending DE102018124790A1 (en) 2018-10-08 2018-10-08 Battery assembly with cell housing

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018124790A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023001515A1 (en) * 2021-07-22 2023-01-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Transportation means, method and arrangement for an electrochemical stored energy source

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005047034A1 (en) * 2004-10-01 2006-04-06 Valeo Systemes Thermiques Device for cooling batteries of a vehicle with electric and / or hybrid drive
DE102008052068A1 (en) * 2008-10-17 2010-04-22 Modine Manufacturing Co., Racine Cooling device for electric elements, particularly in vehicle, has housing with housing units, where electric elements are arranged at distance and exchange heat with coolant flowing through housing
US20100216004A1 (en) * 2009-02-25 2010-08-26 Jihyoung Yoon Battery housing formed with cooling passages and battery pack having the same
DE102011101022A1 (en) * 2011-05-10 2012-11-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Battery pack mounted in motor vehicle e.g. electric vehicle, has device for electrical contact with positive terminal or device for electrical contact with negative pole, which is integrated in bottom side of housing
US20160172727A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-16 Xinen Technology Hong Kong Company, Ltd. Vehicle Battery Module with Cooling and Safety Features

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005047034A1 (en) * 2004-10-01 2006-04-06 Valeo Systemes Thermiques Device for cooling batteries of a vehicle with electric and / or hybrid drive
DE102008052068A1 (en) * 2008-10-17 2010-04-22 Modine Manufacturing Co., Racine Cooling device for electric elements, particularly in vehicle, has housing with housing units, where electric elements are arranged at distance and exchange heat with coolant flowing through housing
US20100216004A1 (en) * 2009-02-25 2010-08-26 Jihyoung Yoon Battery housing formed with cooling passages and battery pack having the same
DE102011101022A1 (en) * 2011-05-10 2012-11-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Battery pack mounted in motor vehicle e.g. electric vehicle, has device for electrical contact with positive terminal or device for electrical contact with negative pole, which is integrated in bottom side of housing
US20160172727A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-16 Xinen Technology Hong Kong Company, Ltd. Vehicle Battery Module with Cooling and Safety Features

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023001515A1 (en) * 2021-07-22 2023-01-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Transportation means, method and arrangement for an electrochemical stored energy source

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3482799B1 (en) Pressure relief device for enclosed pressure-resistant housing
DE2907767C2 (en) Protective device, in particular for exhaust pipes of internal combustion engines
DE102017218752B4 (en) Cover device for a battery housing of a traction battery of a motor vehicle, battery housing, traction battery and motor vehicle
DE202020005995U1 (en) Battery module, battery rack and energy storage device
DE19721348A1 (en) Multicellular accumulator
DE102014012568B4 (en) accumulator device
EP3811430A1 (en) Vehicle with a high-voltage accumulator
DE102020128756A1 (en) Battery with a protective element and motor vehicle
WO2019243079A1 (en) Vehicle with a high-voltage accumulator
DE102019201126A1 (en) Battery module for a motor vehicle and motor vehicle with such a battery module
DE2430191C2 (en) Thermally insulating cover for a closure lid of a nuclear reactor vessel
DE102019105810A1 (en) Battery module with a thermally activated protective device
DE102018124790A1 (en) Battery assembly with cell housing
DE2430174C2 (en) Thermally insulating cover for a closure lid of a nuclear reactor vessel
DE102013222269B4 (en) Recording device for an electrochemical energy storage unit
DE102016000848B3 (en) Pressure relief device
DE102021109302B3 (en) battery device
DE102018124793A1 (en) Battery assembly with protective sleeves
WO2022084000A1 (en) Robust battery device and motor vehicle
DE102014003587A1 (en) Gas tank, motor vehicle
DE202016000506U1 (en) Pressure relief device
DE202020100241U1 (en) Electrical energy storage
DE102017122416A1 (en) Battery with integrated flame arrester
EP3709383A1 (en) Battery frame
EP3630303B1 (en) Housing having cast pressure relief means

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0002020000

Ipc: H01M0050100000

R016 Response to examination communication