DE102018210974A1 - Batteriezelle mit Heizeinrichtung, Hochvoltbatterie sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

Batteriezelle mit Heizeinrichtung, Hochvoltbatterie sowie Kraftfahrzeug Download PDF

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Simon Lux
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle (1) für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen Zellwickel, ein prismatisches Zellgehäuse (2) mit Gehäusewänden (3), welche einen Gehäuseinnenraum (10) zum Aufnehmen des Zellwickels begrenzen, und eine Heizeinrichtung (18) mit zumindest einem Heizelement (17) zum Beheizen des Zellwickels, wobei zumindest eine der Gehäusewände (3) zumindest eine in den Gehäuseinnenraum (10) hineinragende und eine Oberfläche der zumindest einen Gehäusewand (3) vergrößernde Temperierrippe (13) aufweist und das zumindest eine Heizelement (17) der Heizeinrichtung (18) an der zumindest einen Temperierrippe (13) angeordnet ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine Hochvoltbatterie sowie ein Kraftfahrzeug.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen Zellwickel, ein prismatisches Zellgehäuse mit Gehäusewänden, welche einen Gehäuseinnenraum zum Aufnehmen des Zellwickels begrenzen, und eine Heizeinrichtung mit zumindest einem Heizelement zum Beheizen des Zellwickels. Die Erfindung betrifft außerdem eine Hochvoltbatterie sowie ein Kraftfahrzeug.
  • Vorliegend richtet sich das Interesse insbesondere auf Hochvoltbatterien bzw. Hochvoltspeicher für elektrisch antreibbare Kraftfahrzeuge, beispielsweise Elektro- oder Hybridfahrzeuge. Solche Hochvoltbatterien weisen eine Vielzahl von Batteriezellen bzw. Speicherzellen auf, welche in der Regel zu Zellstapeln gestapelt und zu Batteriemodulen verschaltet sind. Die Batteriezellen sind dabei beispielsweise prismatische Batteriezellen mit einem starren Zellgehäuse, in dessen Gehäuseinnenraum ein Zellwickel bzw. ein galvanisches Element angeordnet ist. Dabei sinkt mit sinkender Betriebstemperatur der Batteriezellen in der Regel eine maximale Leistung, die von einem elektrischen Batteriemodul bereitgestellt werden kann. Dies kann bei einem elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug dazu führen, dass bei niedrigen Außentemperaturen zu Beginn einer Fahrt nur eine begrenzte Antriebsleistung und eine begrenzte Ladeleistung zur Verfügung stehen.
  • Daher ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Batteriemodule mit einer Heizeinrichtung auszustatten, sodass die Batteriezellen bzw. deren Zellwickel bei Bedarf geheizt werden können. In der DE 10 2010 034 081 A1 ist dazu eine Umhüllung für eine elektrochemische Zelle beschrieben, in welche wenigstens eine Heizvorrichtung integriert ist. Diese wenigstens eine Heizvorrichtung weist wenigstens eine vorzugsweise flächige Heizzone auf, die sich zumindest über einen Teilbereich der Umhüllung erstreckt. Hier ist die Heizvorrichtung also sehr nahe an der elektrochemischen Zelle angeordnet, sodass die von der Heizvorrichtung erzeugte Wärme nahezu verlustfrei auf die elektrochemische Zelle übertragen werden kann. Je größer jedoch geometrische Abmessungen der Batteriezelle werden, desto schlechter kann die von der Heizvorrichtung erzeugte Wärme zu weiter innenliegenden Bereichen des Zellwickels bzw. der elektrochemischen Zelle in der Umhüllung vordringen. So ergibt sich eine inhomogene Temperaturverteilung in der Umhüllung und die elektrochemische Zelle kann nicht gleichmäßig geheizt werden.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, wie Batteriezellen einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs gleichmäßig beheizt werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Batteriezelle, eine Hochvoltbatterie sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
  • Eine erfindungsgemäße Batteriezelle für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs weist einen Zellwickel, ein prismatisches Zellgehäuse mit Gehäusewänden, welche einen Gehäuseinnenraum zum Aufnehmen des Zellwickels begrenzen, und eine Heizeinrichtung mit zumindest einem Heizelement zum Beheizen des Zellwickels auf. Darüber hinaus weist zumindest eine der Gehäusewände zumindest eine in den Gehäuseinnenraum hineinragende und eine Oberfläche der zumindest einen Gehäusewand vergrößernde Temperierrippe auf, wobei das zumindest eine Heizelement der Heizeinrichtung an der zumindest einen Temperierrippe angeordnet ist.
  • Die Batteriezelle ist eine prismatische Zelle mit einem insbesondere starren, flachquaderförmigen Zellgehäuse, welches beispielsweise aus Aluminium gefertigt ist. Das Zellgehäuse weist Gehäusewände in Form von einem Gehäuseboden, einem dem Gehäuseboden in einer Hochrichtung gegenüberliegenden Gehäusedeckel sowie einen Gehäusemantel auf. Der Gehäusemantel weist zwei Schmalseiten, welche Gehäuseseitenwände des Zellgehäuses bilden und sich in einer Breitenrichtung der Batteriezelle gegenüberliegen, sowie zwei Breitseiten auf, welche eine Gehäusefrontwand und eine Gehäuserückwand des Zellgehäuses bilden und sich in einer Tiefenrichtung gegenüberliegen. Entlang der Tiefenrichtung können mehrere Batteriezellen aneinander gestapelt werden, indem die Gehäusefrontwand einer Batteriezelle an der Gehäuserückwand einer anderen Batteriezelle angeordnet wird. Das Zellgehäuse umschließt den Gehäuseinnenraum, in welchem der Zellwickel bzw. das galvanische Element der Batteriezelle angeordnet ist. Der Zellwickel weist zwei Elektroden sowie einen Elektrolyten auf. Das Zellgehäuse dient beispielsweise dazu, den Austritt des insbesondere flüssigen Elektrolyten in die Umgebung zu verhindern sowie das galvanische Element vor unerwünschten Umgebungseinflüssen, beispielsweise Wasser oder Wasserdampf, zu schützen.
  • Außerdem weist die Batteriezelle die Heizeinrichtung mit zumindest einem Heizelement auf, um die Batteriezelle, beispielsweise bei niedrigen Außentemperaturen, zum Erhöhen einer Leistung beheizen zu können. Das Heizelement ist insbesondere ein flächiges Heizelement und kann beispielsweise eine Heizfolie mit einem bestrombaren Heizwiderstand sein. Der Heizwiderstand kann beispielsweise mäanderförmig in der Heizfolie angeordnet sein. Ein Heizstrom zum Bestromen des Heizwiderstands kann beispielsweise von der Batteriezelle selbst oder von einer zellexternen Energiequelle bereitgestellt werden. Um nun zu ermöglichen, dass eine von dem Heizelement bereitgestellte Heizleistung auch in zu den Gehäusewänden beabstandete Bereiche des Gehäuseinnenraums vordringt, ist das Heizelement an der zumindest einen Temperierrippe angeordnet. Die Temperierrippe bzw. Temperierfinne erstreckt sich ausgehend von der zumindest einen Gehäusewand in Richtung der gegenüberliegenden Gehäusewand und ragt somit in den Gehäuseinnenraum hinein bzw. ist in dem Gehäuseinnenraum angeordnet.
  • Insbesondere weist die zumindest eine Temperierrippe eine Höhe auf, welche zumindest der Hälfte, insbesondere zumindest zwei Dritteln, einer Abmessung des Gehäuseinnenraums zwischen der die zumindest eine Temperierrippe aufweisenden Gehäusewand und einer gegenüberliegenden Gehäusewand entspricht. Die Temperierrippe ist insbesondere als ein flächiges Element ausgebildet und weist zwei einander gegenüberliegende, dem Gehäuseinnenraum zugewandte Flächen auf. Die Temperierrippe unterteilt also den Gehäuseinnenraum bereichsweise und bildet somit ein zwischenwandartiges bzw. trennwandartiges Element in dem Gehäuseinnenraum aus. Im Falle von genau einer Temperierrippe ist diese insbesondere an einer Mittellinie der Gehäusewand angeordnet, sodass der Gehäuseinnenraum bereichsweise in zwei gleich große Teile unterteilt wird. Durch die Anordnung des Heizelementes an der Temperierrippe ist auch das Heizelement in dem Gehäuseinnenraum angeordnet.
  • Der Zellwickel kann dabei um die Temperierrippe herum angeordnet sein bzw. die Temperierrippe umgeben. Beispielsweise kann der Zellwickel mehrteilig ausgebildet sein, wobei ein erster Teil des Zellwickels zwischen einer ersten Gehäusewand und der Temperierrippe positioniert ist und ein zweiter Teil des Zellwickels zwischen der Temperierrippe und einer der ersten Gehäusewand gegenüberliegenden zweiten Gehäusewand positioniert ist. Somit können in vorteilhafter Weise auch Bereiche des Zellwickels, welche mittig in dem Gehäuseinnenraum liegen und zu den Gehäusewänden beabstandet sind, beheizt werden und es kann eine homogene Temperaturverteilung innerhalb des Zellgehäuses erreicht werden. Auch kann über die Temperierrippe, beispielsweise im deaktivierten Zustand der Heizeinrichtung, eine Kühlung der Batteriezelle erfolgen. Dann fungiert die Temperierrippe als Kühlrippe bzw. Kühlfinne.
  • Vorzugsweise ist die zumindest eine Temperierrippe an dem Gehäuseboden ausgebildet und ist ausgehend von dem Gehäuseboden in Richtung des Gehäusedeckels des Zellgehäuses in den Gehäuseinnenraum hineinragend ausgebildet ist. Insbesondere weist die zumindest eine Temperierrippe zwei einander gegenüberliegende Flächen auf, welche dem Gehäuseinnenraum zugewandt sind und parallel zu der Gehäusefrontwand und der Gehäuserückwand orientiert sind. Die zumindest eine Temperierrippe steht also zwischen der Gehäusefrontwand und der Gehäuserückwand in dem Gehäuseinnenraum und erstreckt sich ausgehend von dem Gehäuseboden entlang der Hochrichtung der Batteriezelle. Die Flächen der Temperierrippe können sich beispielsweise in Breitenrichtung über eine gesamte Breite des Zellgehäuses zwischen den zwei Schmalseiten des Gehäusemantels erstrecken. Auch kann sein, dass die Rippe beabstandet zu den Schmalseiten angeordnet ist und sich somit nur über einen Teil der Breite des Zellgehäuses erstreckt. Die Flächen der Temperierrippe können beispielsweise rechteckförmig ausgebildet sein. Die Heizfolie ist insbesondere parallel zu den Flächen angeordnet, sodass sich der Heizwiderstand beispielsweise mäanderförmig entlang der Flächen erstreckt. Beispielsweise können zwei Heizfolien anliegend an diesen Flächen angeordnet sein. Durch eine solche flächige, das Heizelement aufweisende Temperierrippe kann ein besonders hoher Temperatureintrag in den Gehäuseinnenraum zum Beheizen des Zellwickels erreicht werden.
  • Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die zumindest eine Temperierrippe einteilig mit der Gehäusewand ausgebildet ist. Insbesondere ist die Gehäusewand mit der zumindest einen Temperierrippe durch Strangpressen oder Fließpressen ausgebildet. Materialien wie Aluminium, aus welchen das Zellgehäuse vorzugsweise gebildet ist, eignen sich dabei besonders für Umformverfahren wie Strangpressen oder Fließpressen. Solche Umformverfahren sind besonders vorteilhaft, da in wenigen Verfahrensschritten und besonders kostengünstig auch komplizierte Profile herstellbar sind.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Heizelement in die zumindest eine Temperierrippe eingebettet und damit zerstörungsfrei unlösbar mit der Temperierrippe verbunden. Beispielsweise kann das Heizelement bzw. die Heizstruktur während der Herstellung der Gehäusewand mit der Temperierrippe, beispielsweise während des Fließpressens, in das verarbeitete Material integriert werden. Die Temperierrippe kann also aus einem Vollmaterial gebildet sein, in welchem sich das Heizelement befindet. Das Heizelement wird also von Material der Temperierrippe umgeben. Beispielsweise kann ein Heizwiderstand mäanderförmig in das Vollmaterial eingebettet werden.
  • In einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist die zumindest eine Temperierrippe einen dem Gehäuseinnenraum abgewandten Hohlraum auf und das Heizelement, insbesondere eine Heizfolie, ist in dem Hohlraum angeordnet. Die Temperierrippe ist also als ein Hohlkörper ausgebildet, dessen Hohlraum beispielsweise von einer Außenseite des Zellgehäuses aus zugänglich ist. Besonders bevorzugt ist die zumindest eine Temperierrippe als ein umschlagförmiger, in den Gehäuseinnenraum hineinragender, länglicher Falz in der Gehäusewand ausgebildet. Dadurch ist der Hohlraum von einer dem Gehäuseinnenraum abgewandten Außenseite der Gehäusewand aus gesehen als eine längliche nutartige Vertiefung ausgebildet, in welche das Heizelement eigeschoben ist. Die Temperierrippe in Form von dem umschlagförmigen Falz bzw. Falte kann beispielsweise durch Eindrücken des Gehäusebodens mittels eines Stempels hergestellt werden. Der umschlagförmige Falz kann beispielsweise ein dreckiges oder ein bogenförmiges Profil aufweisen.
  • Durch das Einbetten des Heizelementes in die Temperierrippe oder das Einbringen des Heizelementes in den Hohlraum ist das Heizelement nicht in unmittelbarem Kontakt mit dem Gehäuseinnenraum. Vielmehr wird die Temperierrippe beheizt, welche die Wärme an den Gehäuseraum abgibt. Aus diesen Ausführungsformen ergibt sich der Vorteil, dass das Heizelement nicht in direktem Kontakt mit dem Gehäuseinnenraum und damit dem Elektrolyten steht. Somit muss das Heizelement nicht eigens elektrolytbeständig ausgebildet werden. Durch die thermische Kopplung des Heizelementes mit dem Gehäuseinnenraum über ein Material der Temperierrippe kann dennoch ein hoher Temperatureintrag in den Gehäuseinnenraum bereitgestellt werden.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Heizeinrichtung zumindest ein weiteres Heizelement auf, welches an der Gehäusefrontwand und/oder der Gehäuserückwand angeordnet ist. Entlang der Tiefenrichtung der Batteriezelle können also drei Heizelemente, insbesondere drei Heizfolien, an dem Zellgehäuse angeordnet sein. Somit dringt Wärme von den Gehäusewänden in Richtung der Temperierrippe sowie von der Temperierrippe in Richtung der Gehäusewände in den Gehäuseinnenraum ein und der Gehäuseinnenraum kann schnell und homogen aufgeheizt werden. Die weiteren Heizelemente können beispielsweise an dem Gehäuseinnenraum zugewandten Innenseiten der jeweiligen Gehäusewände angeordnet sein oder in die jeweiligen Gehäusewände integriert sein.
  • Es erweist sich als vorteilhaft, wenn eine mit dem Heizelement elektrisch verbundene erste Energieversorgungsleitung der Heizeinrichtung mit einem ersten Zellterminal der Batteriezelle elektrisch verbunden ist und eine mit dem Heizelement elektrisch verbundene zweite Energieversorgungsleitung der Heizeinrichtung über ein Schaltelement mit einem zweiten Zellterminal der Batteriezelle elektrisch verbunden ist, wobei über das Schaltelement ein Heizstromfluss aus dem Zellwickel zu dem Heizelement steuerbar ist. Der Heizstrom wird also von der Batteriezelle selbst bereitgestellt und dem Heizelement von dem Zellwickel über die Zellterminals und die Energieversorgungsleitungen zugeführt. Dazu ist ein erster Anschluss des Heizelementes über die erste Energieversorgungsleitung mit dem ersten Zellterminal, beispielsweise mit einem Pluspol der Batteriezelle, elektrisch verbunden und ein zweiter Anschluss des Heizelementes über die zweite Energieversorgungsleitung mit dem zweiten Zellterminal, beispielsweise mit einem Minuspol der Batteriezelle, elektrisch verbunden. Um die Batteriezelle nur bei Bedarf heizen zu können, ist in der zweiten Energieversorgungsleitung das Schaltelement angeordnet, über welches der zweite Anschluss mit dem zweiten Zellterminal bei Heizbedarf verbunden werden kann. Wenn kein Heizbedarf besteht, so ist das Schaltelement geöffnet und der Heizstromfluss ist unterbrochen.
  • Die Erfindung betrifft außerdem eine Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer erfindungsgemäßen Batteriezelle. Die Hochvoltbatterie kann beispielsweise eine Traktionsbatterie für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug sein.
  • Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Hochvoltbatterie. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als ein Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgebildet.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figuren und der Figurenbeschreibung. 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.
  • Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batteriezelle;
    • 2 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batteriezelle; und
    • 3 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batteriezelle.
  • In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt eine Batteriezelle 1 für eine Hochvoltbatterie, welche beispielsweise als eine Traktionsbatterie für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug eingesetzt werden kann. Die Batteriezelle 1 ist als eine prismatische Batteriezelle ausgebildet und umfasst ein Zellgehäuse 2 mit Gehäusewänden 3. Die Gehäusewände 3 sind ein Gehäuseboden 4, ein in Hochrichtung H darüber liegender Gehäusedeckel 5 und ein Gehäusemantel. Der Gehäusemantel ist durch zwei sich in Breitenrichtung B gegenüberliegende Gehäuseseitenwände 6, 7 sowie eine Gehäusefrontwand 8 und eine der Gehäusefrontwand 8 in Tiefenrichtung T gegenüberliegende Gehäuserückwand 9 gebildet. In einem durch die Gehäusewände 3 begrenzten Gehäuseinnenraum 10 ist ein hier nicht gezeigter Zellwickel angeordnet. Elektroden des Zellwickels sind mit Zellterminals 11, 12 der Batteriezelle elektrisch verbunden, welche hier an dem Gehäusedeckel 5 angeordnet sind. Durch elektrisches Verbinden von Zellterminals 11, 12 mehrerer Batteriezellen 1 können die Batteriezellen 1 zu Batteriemodulen verschaltet werden.
  • Eine der Gehäusewände 3, hier der Gehäuseboden 4, weist eine Temperierrippe 13 auf, welche in den Gehäuseinnenraum 10 hineinragt. Die Temperierrippe 13 ist dabei einteilig mit der Gehäusewand 3 ausgebildet. Die Temperierrippe 13 vergrößert eine Oberfläche der Gehäusewand 3, sodass eine Wärmeübertragung zwischen dem Zellgehäuse 2 und dem Gehäuseinnenraum 10 verbessert werden kann. Die Temperierrippe 13 weist eine Höhe 14 auf, welche hier in etwa zwei Drittel einer Höhe 15 des Zellgehäuses 2 entspricht. Außerdem weist die Temperierrippe 13 zwei einander gegenüberliegende Flächen 16 auf, welche dem Gehäuseinnenraum 10 zugewandt sind und welche hier parallel zu der Gehäusefrontwand 8 und der Gehäuserückwand 9 orientiert sind. An dieser Temperierrippe 13 ist nun ein Heizelement 17 einer Heizeinrichtung 18 angeordnet. Das Heizelement 17 weist hier eine Heizfolie 19 mit einem Heizwiderstand 19a auf, welcher sich mäanderförmig entlang der Fläche 16 erstreckt. Durch das Anordnen des Heizelementes 17 an der Temperierrippe 13 ist das Heizelement 17 in dem Gehäuseinnenraum 10 angeordnet und kann somit den Zellwickel beheizen.
  • 2 und 3 zeigen Querschnitte durch zwei Ausführungsformen der Batteriezelle 1. Hier ist die Temperierrippe 13 als ein umschlagförmiger Falz ausgebildet, der von einer Außenseite 20 des Gehäusebodens 4 aus einen Hohlraum 21 in Form von einer nutförmigen Vertiefung ausbildet. Der umschlagförmige Falz kann beispielsweise durch Strangpressen oder Fließpressen ausgebildet sein. In den Hohlraum 21 kann nun, wie in 2 gezeigt, das Heizelement 17, beispielsweise die Heizfolie 19, eingeschoben werden. Dadurch steht die Heizfolie 19 nicht in Kontakt mit einer Zellchemie der Batteriezelle 1 und muss nicht auf Beständigkeit für die Zellchemie sein. Es kann aber auch sein, dass wie in 3 gezeigt, zwei Heizfolien 19 an den Flächen 16 der Temperierrippe angeordnet sind und so in direktem Kontakt mit dem Gehäuseinnenraum 10 stehen.
  • Außerdem weist die Heizeinrichtung 18 hier noch zwei weitere Heizelemente 22, 23 auf, wobei ein erstes Heizelement 22 an der Gehäusefrontwand 8 angeordnet ist und ein zweites Heizelement 23 an der Gehäuserückwand 9 angeordnet ist. Beispielsweise können die Heizelemente 22, 23 in die jeweiligen Gehäusewand 3 integriert sein. Dazu kann beispielsweise ein Heizwiderstand während der Herstellung des Zellgehäuses 2 in die Gehäusewände 3 eingebettet werden. Es kann aber auch sein, dass die Heizelemente 22, 23 an dem Gehäuseinnenraum 10 zugewandten Innenseiten 24 der jeweiligen Gehäusewände 3 angeordnet ist.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass ein Heizstrom zum Bestromen der Heizelemente 17, 22, 23 aus der Batteriezelle 1 selbst kommt. Zum Bestromen des an der Temperierrippe 13 angeordneten Heizelementes 17 kann beispielsweise, wie in 1 gezeigt, ein erster Anschluss 25 des Heizelementes 17 über eine erste Versorgungsleitung 26 mit einem ersten Zellterminal 11 elektrisch verbunden sein und ein zweiter Anschluss 27 des Heizelementes 17 kann über eine zweite Versorgungsleitung 28 mit einem zweiten Zellterminal 12 elektrisch verbunden sein. Die zweite Versorgungsleitung 28 weist hier ein Schaltelement 29 zum Unterbrechen des Heizstroms auf. Bei Heizbedarf kann das Schaltelement 29 geschlossen werden und der Heizstrom kann dem Heizelement 17 bereitgestellt werden. Dabei können die weiteren, an der Gehäusefrontwand 8 und der Gehäuserückwand 9 angeordneten Heizelemente 22, 23 ebenfalls über die Versorgungsleitungen 26, 28 mit den Zellterminals 11, 12 elektrisch verbunden werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Batteriezelle
    2
    Zellgehäuse
    3
    Gehäusewand
    4
    Gehäuseboden
    5
    Gehäusedeckel
    6
    Gehäuseseitenwand
    7
    Gehäuseseitenwand
    8
    Gehäusefrontwand
    9
    Gehäuserückwand
    10
    Gehäuseinnenraum
    11
    Zellterminal
    12
    Zellterminal
    13
    Temperierrippe
    14
    Höhe der Temperierrippe
    15
    Höhe des Zellgehäuses
    16
    Flächen
    17
    Heizelement
    18
    Heizeinrichtung
    19
    Heizfolie
    19a
    Heizwiderstand
    20
    Außenseite
    21
    Hohlraum
    22, 23
    weitere Heizelemente
    24
    Innenseite
    25
    erster Anschluss
    26
    erste Versorgungsleitung
    27
    zweiter Anschluss
    28
    zweite Versorgungsleitung
    29
    Schaltelement
    H
    Hochrichtung
    B
    Breitenrichtung
    T
    Tiefenrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010034081 A1 [0003]

Claims (13)

  1. Batteriezelle (1) für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs, aufweisend - einen Zellwickel, - ein prismatisches Zellgehäuse (2) mit Gehäusewänden (3), welche einen Gehäuseinnenraum (10) zum Aufnehmen des Zellwickels begrenzen, und - eine Heizeinrichtung (18) mit zumindest einem Heizelement (17) zum Beheizen des Zellwickels, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Gehäusewände (3) zumindest eine in den Gehäuseinnenraum (10) hineinragende und eine Oberfläche der zumindest einen Gehäusewand (3) vergrößernde Temperierrippe (13) aufweist und das zumindest eine Heizelement (17) der Heizeinrichtung (18) an der zumindest einen Temperierrippe (13) angeordnet ist.
  2. Batteriezelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Temperierrippe (13) an einer Gehäusewand (3) in Form von einem Gehäuseboden (4) ausgebildet ist und ausgehend von dem Gehäuseboden (4) in Richtung einer Gehäusewand (3) in Form von einem Gehäusedeckel (5) des Zellgehäuses (2) in den Gehäuseinnenraum (10) hineinragend ausgebildet ist.
  3. Batteriezelle (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Temperierrippe (13) zwei einander gegenüberliegende, dem Gehäuseinnenraum (10) zugewandte Flächen (16) aufweist, welche parallel zu einer Gehäusewand (3) in Form von einer Gehäusefrontwand (8) und einer Gehäusewand (3) in Form von einer Gehäuserückwand (9) orientiert sind.
  4. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (18) zumindest ein weiteres Heizelement (22, 23) aufweist, welches an einer Gehäusewand (3) in Form von einer Gehäusefrontwand (8) und/oder einer Gehäuserückwand (9) angeordnet ist.
  5. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Temperierrippe (13) eine Höhe (14) aufweist, welche zumindest der Hälfte, insbesondere zumindest zwei Drittel, einer Abmessung (15) des Gehäuseinnenraums (10) zwischen der die zumindest eine Temperierrippe (13) aufweisenden Gehäusewand (3) und einer gegenüberliegenden Gehäusewand (3) entspricht.
  6. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Temperierrippe (13) einteilig mit der Gehäusewand (3) ausgebildet ist.
  7. Batteriezelle (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewand (3) mit der zumindest einen Temperierrippe (13) durch Strangpressen oder Fließpressen ausgebildet ist.
  8. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (17) in die zumindest eine Temperierrippe (13) eingebettet ist und damit zerstörungsfrei unlösbar mit der zumindest einen Temperierrippe (13) verbunden ist.
  9. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Temperierrippe (13) einen dem Gehäuseinnenraum (10) abgewandten Hohlraum (21) aufweist und das Heizelement (17), insbesondere eine Heizfolie (19), in dem Hohlraum (21) angeordnet ist.
  10. Batteriezelle (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest Temperierrippe (13) als ein umschlagförmiger, in den Gehäuseinnenraum (10) hineinragender, länglicher Falz in der Gehäusewand (3) ausgebildet ist, wobei der Hohlraum (21) von einer dem Gehäuseinnenraum (10) abgewandten Außenseite (20) der Gehäusewand (3) aus gesehen als eine längliche nutartige Vertiefung ausgebildet ist, in welche das Heizelement (17) eigeschoben ist.
  11. Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Heizelement (17) elektrisch verbundene erste Energieversorgungsleitung (26) der Heizeinrichtung (18) mit einem ersten Zellterminal (11) der Batteriezelle (1) elektrisch verbunden ist und eine mit dem Heizelement (17) elektrisch verbundene zweite Energieversorgungsleitung (28) der Heizeinrichtung (18) über ein Schaltelement (29) mit einem zweiten Zellterminal (12) der Batteriezelle (1) elektrisch verbunden ist, wobei über das Schaltelement (29) ein Heizstromfluss aus dem Zellwickel zu dem Heizelement (17) steuerbar ist.
  12. Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer Batteriezelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  13. Kraftfahrzeug mit einer Hochvoltbatterie nach Anspruch 12.
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