DE102018215543A1 - Batteriemodulelement und Batteriemodulelementeinheit - Google Patents

Batteriemodulelement und Batteriemodulelementeinheit Download PDF

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Batteriemodulelement (100), mit einem Rahmenelement (10), mindestens einer Batteriezelle (11, 12) und mindestens einem Kühlelement (13), wobei die mindestens eine Batteriezelle (11, 12) und das mindestens eine Kühlelement (13) an dem Rahmenelement (10) gehalten sind und das Rahmenelement (10) die mindestens eine Batteriezelle (11, 12) und das mindestens eine Kühlelement (13) zumindest bereichsweise haltert und umschließt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Batteriemodulelement. Ferner betrifft die Erfindung eine Batteriemodulelementeinheit.
  • Batteriemodule, welche ein oder mehrere Batteriezellen aufweisen, können beispielsweise in elektronischen Geräten, aber auch in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen eingesetzt werden. Insbesondere in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen besteht der Wunsch nach einer kompakten Anordnung der Batteriezellen, da nur wenig Bauraum zur Verfügung steht. Zudem ist meist ein geringes Gewicht, bei gleichzeitig hoher Leistung gewünscht. Eine hohe Leistung ist wiederum nur bei einer guten Kühlung der Batteriezellen möglich.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Batteriemodulelement und eine Batteriemodulelementeinheit weiter zu verbessern.
  • Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Das Batteriemodulelement gemäß der Erfindung weist ein Rahmenelement, mindestens eine Batteriezelle und mindestens ein Kühlelement auf, wobei die mindestens eine Batteriezelle und das mindestens eine Kühlelement an dem Rahmenelement gehalten sind und das Rahmenelement die mindestens eine Batteriezelle und das mindestens eine Kühlelement zumindest bereichsweise haltert und umschließt.
  • Das Rahmenelement bildet vorzugsweise eine Art Umrandung für die mindestens eine Batteriezelle und das mindestens eine Kühlelement aus. Das Rahmenelement weist vorzugsweise vier Seitenflächen auf, so dass das Rahmenelement ein Rechteck ausbildet. Andere Formen des Rahmenelements sind ebenfalls möglich. Die Seitenflächen sind derart angeordnet, dass sie die mindestens eine Batteriezelle und das mindestens eine Kühlelement an ihren Querseitenflächen und damit an ihren Rändern zumindest bereichsweise umschließen. Die Längsseitenflächen der mindestens einen Batteriezelle und des mindestens einen Kühlelements sind vorzugsweise nicht von dem Rahmenelement überdeckt oder umschlossen. Das Rahmenelement bildet damit vorzugsweise eine Einrahmung für die mindestens eine Batteriezelle und das mindestens eine Kühlelement aus. Das Rahmenelement dient zum Halten der mindestens einen Batteriezelle und des mindestens einen Kühlelements in einer gewünschten, festen Position. Ferner bildet das Rahmenelement auch einen seitlichen Schutz bzw. einen Kantenschutz für die mindestens eine Batteriezelle und das mindestens eine Kühlelement aus. Ferner ist das Rahmenelement kleinbauend ausgebildet, so dass dieses und damit das gesamte Batteriemodulelement wenig Bauraum benötigt. Das Batteriemodulelement kann auch mehr als eine Batteriezelle und mehr als ein Kühlelement aufweisen, welche dann an dem Rahmenelement gehalten angeordnet sind.
  • Das Rahmenelement kann Abstandselemente zum beanstandeten Positionieren des Batteriemodulelements aufweisen. Durch die Abstandselemente kann gezielt ein Mindestabstand zwischen dem Batteriemodulelement und beispielsweise einem benachbart angeordneten Gerät oder der Karosserie eines Fahrzeuges eingehalten werden. Die Abstandselemente sind vorzugsweise an einer Außenseite des Rahmenelements angeordnet, welche von der Batteriezelle und dem Kühlelement weggerichtet ist. Beispielsweise können zwei Abstandselemente an einer Seitenfläche angeordnet sein. Die Abstandselemente sind vorzugsweise einstückig mit dem Rahmenelement ausgebildet und bilden eine Art bereichsweise Verlängerung des Rahmenelements aus. Die Abstandselemente können ferner Bohrungen aufweisen, so dass die Abstandselemente auch zum Befestigen des Rahmenelementes, beispielsweise an der Karosserie eines Fahrzeuges, dienen können, indem Schrauben oder Bolzen durch die Abstandselemente hindurchgeführt werden können. Die Abstandselemente können dann zur Kraftaufnahme beim Befestigen, insbesondere beim Verspannen, des Rahmenelementes dienen.
  • Das Batteriemodulelement zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, dass dieses stapelbar ausgebildet ist, so dass mehrere Batteriemodulelemente aufeinander gestapelt angeordnet werden können.
  • Um die Stapelbarkeit erreichen zu können, können an dem Rahmenelement Haltebereiche ausgebildet sein, an welchen ein benachbart angeordnetes Batteriemodulelement positionierbar ist. Über die Haltebereiche kann ein Rahmenelement eines benachbart angeordneten Batteriemodulelements mit dem Rahmenelement des Batteriemodulelements verbunden, insbesondere lösbar verbunden werden. Die Haltebereiche stehen zumindest bereichsweise vorzugsweise von dem Rahmenelement hervor, so dass diese in das Rahmenelement eines benachbart angeordneten Batteriemodulelements eingreifen können. Beispielsweise können die Haltebereiche Stege aufweisen, welche in Aussparungen eines benachbart angeordneten Rahmenelements eingreifen können. Um Rahmenelemente benachbarter Batteriemodulelemente miteinander verbinden zu können, weist vorzugsweise jedes Rahmenelement sowohl Stege als auch entsprechende Aussparungen auf.
  • An dem Rahmenelement können ferner Aufnahmebereiche ausgebildet sein, in welchen das mindestens eine Kühlelement gehalten ist. Die Aufnahmebereiche können beispielsweise in Form von Aussparungen ausgebildet sein, in welche das Kühlelement einlegbar ist. Das Kühlelement kann dafür beispielsweise nach außen stehende Stege aufweisen, welche in die Aussparungen eingreifen können. Die Aussparungen können vorzugsweise an einem Kantenbereich der Seitenflächen des Rahmenelements ausgebildet sein.
  • Um die von dem Rahmenelement zumindest bereichsweise umschlossene Batteriezelle elektrisch anschließen zu können, kann das Rahmenelement schlitzförmige Öffnungen aufweisen, durch welche Kontaktfahnen der mindestens einen Batteriezelle hindurchgeführt sein können. Jede Batteriezelle weist vorzugsweise zwei Kontaktfahnen, eine mit einem Minus-Pol und eine mit einem Plus-Pol auf. Damit sind vorzugsweise jeder Batteriezelle in dem Rahmenelement zwei schlitzförmige Öffnungen zugeordnet. Die schlitzförmigen Öffnungen können zur Positionierung und zur Führung der Kontaktfahnen dienen. Über die schlitzförmigen Öffnungen können die Kontaktfahnen von den Batteriezellen aus dem Innenraum des Rahmenelements nach außerhalb des Rahmenelements geführt werden.
  • Jeder Batteriezelle kann ein thermisch leitendes Füllelement zugeordnet sein. Das Füllelement kann im Bereich der Kontaktfahnen angeordnet sein, so dass an den Kontaktfahnen entstehende Wärme über das Füllelement abgeleitet werden kann. Das Füllelement ist vorzugsweise plattenförmig ausgebildet. Das Füllelement kann beispielsweise in das Rahmenelement mit eingelegt werden. Bevorzugt ist das Füllelement aus einem elastischen, kompressiblen Material ausgebildet.
  • Zur Erhöhung der Stabilität des Rahmenelements kann das Rahmenelement mindestens ein Versteifungselement aufweisen. Das Versteifungselement kann beispielsweise in Form einer Versteifungsrippe ausgebildet sein. Das Versteifungselement erstreckt sich vorzugsweise quer zu der Fläche der Seitenflächen des Rahmenelements, so dass das Versteifungselement von der jeweiligen Seitenfläche hervorstehen kann. Um den Bauraum des Rahmenelements und damit des Batteriemodulelements nicht zu erhöhen, ist das Versteifungselement vorzugsweise an einer in den Innenraum des Rahmenelements zeigenden Innenseite der Seitenflächen des Rahmenelements angeordnet. Das Versteifungselement erstreckt sich vorzugsweise in Längsrichtung der Seitenflächen des Rahmenelements.
  • Sind zwei oder mehr Batteriezellen in einem Batteriemodulelement angeordnet, so kann zwischen zwei benachbart angeordneten Batteriezellen ein elastisch ausgebildetes Einlageelement angeordnet sein. Das Einlageelement ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass es ein Anschwellen bzw. ein Vergrößern einer Batteriezelle während des Betriebes der Batteriezelle ausgleichen kann. Dadurch können Beschädigungen der Batteriezelle vermieden werden. Das Einlageelement kann vorzugsweise flächig zwischen zwei Batteriezellen angeordnet sein, so dass es die Batteriezellen jeweils überdeckt. Beispielsweise kann das Einlageelement aus einem Schaumstoffmaterial ausgebildet sein.
  • Das Kühlelement wird vorzugsweise von einem Kühlmittel durchflossen. Das Kühlmittel kann beispielsweise ein Wasser-Glykol-Gemisch, Thermo-Öle, Fluorketone, Hydrofluorether oder Luft sein. Damit das Kühlmittel das Kühlelement durchströmen kann, ist dem Kühlelement vorzugsweise ein Kühlmittelzulauf und ein Kühlmittelablauf zugeordnet, wobei der Kühlmittelzulauf und/oder der Kühlmittelablauf an dem Rahmenelement ausgebildet sein können. Durch die Anordnung an dem Rahmenelement kann eine platzsparende Positionierung von Kühlmittelzulauf und Kühlmittelablauf erreicht werden. Der Kühlmittelzulauf und der Kühlmittelablauf können beispielsweise stoffschlüssig mit dem Rahmenelement verbunden sein, so dass Leckagestellen vermieden werden können, ohne dass zusätzliche Dichtelemente notwendig sind.
  • Das Kühlelement kann geschlossen oder offen ausgebildet sein. Ist das Kühlelement geschlossen ausgebildet, weist dieses vorzugsweise ein geschlossen ausgebildetes Gehäuse auf, welches die Kühlkanäle des Kühlelements vollständig umschließt. Bei einem offen ausgebildeten Kühlelement sind die Kühlkanäle vorzugsweise nur bereichsweise von einem Gehäuse umschlossen. Ist das Kühlelement offen ausgebildet, liegen die Kühlkanäle vorzugsweise zumindest bereichsweise frei, so dass die Kühlkanäle, dort wo sie freiliegen, in einem direktem Kontakt mit einer oder mehreren Batteriezellen angeordnet sein können. Die Kühlkanäle können dann unmittelbar an einer Außenfläche einer oder mehrerer Batteriezellen anliegen. Damit wäre es auch möglich, dass das Kühlmedium im Bereich der Kühlkanäle in direkten Kontakt mit der Außenfläche der Batteriezellen kommen kann. Eine Dichtigkeit nach außen könnte durch die Modulstruktur selber realisiert sein, so dass am Modul entsprechende Kühlmittelanschlüsse angeordnet sein können, die in einen nach außen abgeschlossenen Strömungsraum im Modulinnenraum münden können. Eine Abdichtung des Strömungsraums kann beispielsweise durch eine umlaufende Dichtung über den gesamten Rahmen der Modulkassette ausgebildet sein, wobei die Dichtung kraft- oder weggesteuert verpresst sein kann. Weiter ist eine Abdichtung des Strömungsraumes durch ein stoffschlüssiges Fügen, wie beispielsweise eine Klebverbindung, der Rahmenstruktur möglich. Ferner ist es auch möglich, die Kühlkanäle unmittelbar in die Gehäuse der Batteriezellen zu integrieren, beispielsweise in die Pouchfolie im Bereich der Siegelnähte der Batteriezellen. Alternativ könnte eine Abdichtung durch ein separates Gehäuse erfolgen, welches um die komplette Struktur von Kühlelement und Batteriezelle herum angeordnet sein kann.
  • Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt ferner mittels einer Batteriemodulelementeinheit, welche mindestens zwei wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildete Batteriemodulelemente aufweist, wobei die Batteriemodulelemente aufeinander gestapelt angeordnet sind. Die Batteriemodulelemente können sehr platzsparend aufeinander angeordnet werden, wobei die Befestigung der aufeinander gestapelt angeordneten Batteriemodulelemente vorzugsweise werkzeuglos erfolgen kann. Eine Batteriemodulelementeinheit kann beliebig viele Batteriemodulelemente aufweisen, die aufeinander gestapelt angeordnet sind. Durch eine gestapelte Anordnung können im Schadensfall einzelne Batteriemodulelemente schnell und einfach aus der Batteriemodulelementeinheit herausgenommen und ausgetauscht werden. Durch die Stapelbarkeit weist die Batteriemodulelementeinheit zudem eine hohe Flexibilität auf, die in ihrer Größe jederzeit an die geforderten Bedingungen individuell ohne großen Aufwand angepasst werden kann.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend anhand der Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung anhand der nachfolgenden Figuren näher dargestellt.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Batteriemodulelements gemäß der Erfindung,
    • 2 eine schematische Darstellung eines Rahmenelements des in 1 gezeigten Batteriemodulelements,
    • 3 eine weitere schematische Darstellung des Rahmenelements,
    • 4 eine schematische Darstellung eines in das Rahmenelement eingelegten Kühlelements,
    • 5 eine schematische Ausschnittsdarstellung eines Rahmenelements mit eingelegtem Kühlelement,
    • 6 eine schematische Darstellung einer ersten in das Rahmenelement eingelegten Batteriezelle, und
    • 7 eine schematische Darstellung eines in das Rahmenelement eingelegten Einlageelements.
  • In 1 bis 7 ist ein Batteriemodulelement 100 gezeigt, welches zusammen mit baugleich ausgebildeten Batteriemodulelementen 100 gestapelt angeordnet werden kann, um eine Batteriemodulelementeinheit auszubilden, bei welcher eine Vielzahl von Batteriemodulelementen 100 aufeinander gestapelt angeordnet sind.
  • Das in den 1 bis 7 gezeigte Batteriemodulelement 100 weist ein Rahmenelement 10, zwei Batteriezellen 11, 12 und ein Kühlelement 13 auf. in 1 ist durch die gestapelte Anordnung von Kühlelement 13 und den beiden Batteriezellen 11, 12 nur die obere Batteriezelle 12 zu erkennen. Die obere Batteriezelle 12 deckt die untere Batteriezelle 11 sowie das Kühlelement 13 ab, so dass diese in der in 1 gezeigten Darstellung nicht zu erkennen sind.
  • Beide Batteriezellen 11, 12 und auch das Kühlelement 13 sind an dem Rahmenelement 10 gehalten, so dass das Batteriemodulelement 100 als ein Bauteil transportiert, verbaut und/oder mit anderen Batteriemodulelementen 100 verbunden werden kann.
  • Das Rahmenelement 10 weist vier Seitenflächen 14a, 14b, 14c, 14d auf. Aneinander angrenzende Seitenflächen 14a, 14b, 14c, 14d sind in einem 90°-Winkel zueinander positioniert, so dass das Rahmenelement 10 rechteckförmig ausgebildet ist und die sich jeweils gegenüberliegenden Seitenflächen 14a, 14b, 14c, 14d parallel zueinander verlaufen.
  • Mittels der Seitenflächen 14a, 14b, 14c, 14d umschließt das Rahmenelement 10 die Batteriezellen 11, 12 und das Kühlelement 13 zumindest bereichsweise. Die Seitenflächen 14a, 14b, 14c, 14d sind derart angeordnet, dass sie die Batteriezellen 11, 12 und das Kühlelement 13 an ihren Querseitenflächen und damit an ihren Rändern zumindest bereichsweise umschließen. Die Längsseitenflächen der Batteriezellen 11, 12 und des Kühlelements 13 sind nicht von dem Rahmenelement 10 überdeckt oder umschlossen.
  • Wie insbesondere auch in 2 zu erkennen ist, sind an dem Rahmenelement 10 zwei Abstandselemente 15, 16 angeordnet, mittels welcher das Rahmenelement 10 und damit das Batteriemodulelement 100 zu benachbart angeordneten Gegenständen in einem definierten Abstand gehalten werden kann. Die Abstandselemente 15, 16 sind an einer Seitenfläche 14a der vier Seitenflächen 14a, 14b, 14c, 14d angeordnet. Die Abstandselemente 15, 16 sind jeweils an den sich gegenüberliegenden Enden der Seitenfläche 14a positioniert. Die Abstandselemente 15, 16 weisen die gleiche Form auf. Die Abstandselemente 15, 16 sind einstückig mit dem Rahmenelement 10 ausgebildet. Die Abstandselemente 15, 16 sind an einer Außenseite 35 des Rahmenelements 10, insbesondere der Seitenfläche 14a des Rahmenelements 10, positioniert. Die Abstandselemente 15, 16 weisen Bohrungen 17, 18 auf, durch welche Schrauben oder Bolzen zum Befestigen des Rahmenelements 10 hindurchgeführt werden können.
  • Um mehrere Batteriemodulelemente 100 aufeinander stapeln zu können, weist das Rahmenelement 10 mehrere Haltebereiche 19 auf. Bei der in den 1 bis 7 gezeigten Ausgestaltung weisen die Seitenflächen 14a, 14c jeweils einen Haltebereich 19 auf, und die Seitenflächen 14b, 14d weisen jeweils zwei Haltebereiche 19 auf, so dass an dem Rahmenelement 10 insgesamt sechs Haltebereiche 19 ausgebildet sind.
  • Jeder Haltebereich 19 weist zwei Stegelemente 20 und zwei Aussparungen 21 auf. Die Stegelemente 20 überragen das Rahmenelement 10, wobei die beiden Stegelemente 20 eines Haltebereichs 19 entgegengesetzt zueinander gerichtet sind, so dass eines der Stegelemente 20 eines Haltebereichs 19 in ein auf einer Oberseite des Batteriemodulelements 100 angeordnetes weiteres Batteriemodulelement 100 eingreifen kann und das andere Stegelement 20 eines Haltebereichs 19 in ein auf einer Unterseite des Batteriemodulelements 100 angeordnetes weiteres Batteriemodulelement 100 eingreifen kann.
  • Die Stegelemente 20 eines Haltebereichs 19 sind seitlich versetzt zueinander angeordnet. Die zwei Aussparungen 21 eines Haltebereichs 19 dienen dazu, Stegelemente 20 benachbart angeordneter Batteriemodulelemente 100 aufzunehmen. Die Haltebereiche 19 eines Batteriemodulelements 100 können damit mit den Haltebereichen 19 eines anderen Batteriemodulelements 100 zusammenwirken bzw. ineinandergreifen, um die gestapelt angeordneten Batteriemodulelemente 100 miteinander zu verbinden. Die Aussparungen 21 eines Haltebereichs 19 sind ebenfalls versetzt zueinander angeordnet. Die Aussparungen 21 sind an der Außenseite 35 des Rahmenelements 10 ausgebildet. An den Stegelementen 20 können Rastnasen ausgebildet sind, welche in die Aussparungen 21 eingerastet werden können.
  • Das Rahmenelement 10 kann aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet sein, wodurch das Gewicht des Rahmenelements 10 und damit das Gewicht des gesamten Batteriemodulelements 100 reduziert werden kann.
  • Um die Stabilität des Rahmenelements 10 zu erhöhen, sind an dem Rahmenelement 10 Versteifungselemente 22 angeordnet, wie insbesondere in 2 und 3 zu erkennen ist. Die Versteifungselemente 22 sind an einer Innenseite 36 des Rahmenelements 10 angeordnet. Die Versteifungselemente 22 bilden Versteifungsrippen aus. Die Versteifungselemente 22 erstrecken sich entlang der Längsrichtung der Seitenflächen 14a, 14b, 14c, 14d. Die Versteifungselemente 22 sind etwa mittig der Höhe der Seitenflächen 14a, 14b, 14c, 14d angeordnet. Wie insbesondere in 3 gezeigt ist, erstreckt sich bei der vorliegenden Ausbildung eines der Versteifungselemente 22 über drei Seitenflächen 14a, 14b, 14d, so dass das Versteifungselement 22 in der Draufsicht eine U-Form aufweist. An der Seitenfläche 14c ist ferner ein einzelnes Versteifungselement 22 angeordnet.
  • Bei einer Montage des Batteriemodulelements 100 wird zunächst das Kühlelement 13 in das Rahmenelement 10 eingebracht, wie in 4 gezeigt ist. Das Kühlelement 13 bildet eine Unterseite des Batteriemodulelements 100 aus. Wie in 4 zu erkennen ist, weist das Kühlelement 13 mehrere Kühlkanäle 23 auf, welche mit einem Kühlmittelzulauf 24 und einem Kühlmittelablauf 25 verbunden sind. Über den Kühlmittelzulauf 24 fließt Kühlmittel in die Kühlkanäle 23 des Kühlelements 13, durchströmt das Kühlelement 13 und über den Kühlmittelablauf 25 wird das Kühlmittel wieder aus dem Kühlelement 13 bzw. aus den Kühlkanälen 23 des Kühlelements 13 abgeführt.
  • Der Kühlmittelzulauf 24 und der Kühlmittelablauf 25 sind an dem Rahmenelement 10 ausgebildet. Insbesondere sind Kühlmittelzulauf 24 und Kühlmittelablauf 25 stoffschlüssig mit dem Rahmenelement 10 verbunden. Kühlmittelzulauf 24 und Kühlmittelablauf 25 sind an ein und derselben Seitenfläche 14c des Rahmenelements 10 angeordnet.
  • Wie in 5 gezeigt ist, kann das Kühlelement 13 in an dem Rahmenelement 10 ausgebildeten Aufnahmebereichen 26 gehalten werden. Die Aufnahmebereiche 26 sind hier in Form von Aussparungen ausgebildet, in welche das Kühlelement 13 einlegbar ist. Das Kühlelement 13 weist nach außen stehende Stege 27 auf, welche in die Aussparungen eingreifen. Die Aussparungen und damit die Aufnahmebereiche 26 sind an einem Kantenbereich 28 der Seitenflächen 14a, 14b, 14c, 14d des Rahmenelements 10 ausgebildet. Beispielsweise können vier Aufnahmebereiche 26 an dem Rahmenelement 10 ausgebildet sein, wobei diese bei der hier gezeigten Ausgestaltung an den sich gegenüberliegenden Seitenflächen 14b und 14d ausgebildet sind.
  • Auf dem Kühlelement 13 wird die erste Batteriezelle 11 angeordnet, wie in 6 zu erkennen ist. Die Batteriezelle 11 wird derart angeordnet, dass sie flächig auf dem Kühlelement 13 aufliegt.
  • Auf der erste Batteriezelle 11 wird ein Einlageelement 29 positioniert, wie in 7 zu erkennen ist. Dieses Einlageelement 29 ist elastisch ausgebildet, so dass es Größenänderungen der Batteriezellen 11, 12 ausgleichen kann. Das Einlageelement 29 ist plattenförmig ausgebildet und liegt flächig auf der Batteriezelle 11 auf. Das Einlageelement 29 kann aus einem Schaumstoffmaterial ausgebildet sein.
  • Auf dem Einlageelement 29 wird die zweite Batteriezelle 12 positioniert, wie in 1 zu erkennen ist. Die zweite Batteriezelle 12 bildet dann eine Oberseite des Batteriemodulelements 100 aus. Das Einlageelement 29 ist zwischen den beiden Batteriezellen 11, 12 angeordnet.
  • Beide Batteriezellen 11, 12 weisen jeweils zwei Kontaktfahnen 30, 31 auf, wobei eine der Kontaktfahnen 30 einen Plus-Pol und die andere der Kontaktfahnen 31 einen Minus-Pol ausbildet. Die Kontaktfahnen 30 sind über schlitzförmige Öffnungen 32 an dem Rahmenelement 10 nach außerhalb des Batteriemodulelements 100 geführt, um die Batteriezellen 11, 12 außerhalb des Batteriemodulelements 100 elektrisch kontaktieren zu können.
  • Ferner ist jeder Batteriezelle 11, 12 ein thermisch leitendes Füllelement 33, 34 zugeordnet. Das Füllelement 33, 34 ist jeweils im Bereich der Kontaktfahnen 30, 31 angeordnet, so dass an den Kontaktfahnen 30, 31 entstehende Wärme über die Füllelemente 33, 34 abgeleitet werden kann. Die Füllelemente 33, 34 sind jeweils plattenförmig ausgebildet. Die Füllelemente 33, 34 sind im Bereich der Kontaktfahnen 30, 31 in das Rahmenelement 10 mit eingelegt. Die Füllelemente 33, 34 können aus einem elastischen, kompressiblen Material ausgebildet sein.
  • Die Batteriezellen 11, 12 weisen bei der hier gezeigten Ausgestaltung eine rechteckförmige Form auf und erstrecken sich jeweils fast über die gesamte Fläche des Innenraumes des Rahmenelements 10. Die Batteriezellen 11, 12 können jedoch auch andere Formen aufweisen, wie beispielsweise eine runde Form. Ferner können auch mehrere Batteriezellen 11, 12 nebeneinander angeordnet sein, um eine Lage an Batteriezellen 11, 12 auszubilden. Ferner kann auch nur eine Batteriezelle 11, 12 in einem Batteriemodulelement 100 angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, mehr als zwei Batteriezellen 11, 12 übereinander in einem Batteriemodulelement 100 anzuordnen.
  • Das Kühlelement 13 kann als geschlossene Kühlplatte ausgebildet sein, in welcher die Kühlkanäle 23 in einem Gehäuse umschlossen angeordnet sind. Ferner kann das Kühlelement 13 aber auch offen ausgebildet sein, so dass die Kühlkanäle 23 freiliegen und in direktem Kontakt mit einer der Batteriezellen 11, 12 stehen.
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausgestaltungen. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von den dargestellten Lösungen auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile einschließlich konstruktiven Einzelheiten räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Batteriemodulelement
    10
    Rahmenelement
    11
    Batteriezelle
    12
    Batteriezelle
    13
    Kühlelement
    14a, 14b, 14c, 14d
    Seitenfläche
    15
    Abstandselement
    16
    Abstandselement
    17
    Bohrung
    18
    Bohrung
    19
    Haltebereich
    20
    Stegelement
    21
    Aussparung
    22
    Versteifungselement
    23
    Kühlkanal
    24
    Kühlmittelzulauf
    25
    Kühlmittelablauf
    26
    Aufnahmebereich
    27
    Steg
    28
    Kantenbereich
    29
    Einlageelement
    30
    Kontaktfahne
    31
    Kontaktfahne
    32
    schlitzförmige Öffnung
    33
    Füllelement
    34
    Füllelement
    35
    Außenseite
    36
    Innenseite

Claims (10)

  1. Batteriemodulelement (100), mit einem Rahmenelement (10), mindestens einer Batteriezelle (11, 12) und mindestens einem Kühlelement (13), wobei die mindestens eine Batteriezelle (11, 12) und das mindestens eine Kühlelement (13) an dem Rahmenelement (10) gehalten sind und das Rahmenelement (10) die mindestens eine Batteriezelle (11, 12) und das mindestens eine Kühlelement (13) zumindest bereichsweise haltert und umschließt.
  2. Batteriemodulelement (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (10) Abstandselemente (15, 16) zum beanstandeten Positionieren des Batteriemodulelements (100) aufweist.
  3. Batteriemodulelement (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rahmenelement (10) Haltebereiche (19) ausgebildet sind, an welchen ein benachbart angeordnetes Batteriemodulelement (100) positionierbar ist.
  4. Batteriemodulelement (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rahmenelement (10) Aufnahmebereiche (26) ausgebildet sind, in welchen das mindestens eine Kühlelement (13) gehalten ist.
  5. Batteriemodulelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (10) schlitzförmige Öffnungen (32) aufweist, durch welche Kontaktfahnen (30, 31) der mindestens einen Batteriezelle (11, 12) hindurchgeführt sind.
  6. Batteriemodulelement (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens einen Batteriezelle (11, 12) ein thermisch leitendes Füllelement (33, 34) zugeordnet ist.
  7. Batteriemodulelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rahmenelement (10) mindestens ein Versteifungselement (22) ausgebildet ist.
  8. Batteriemodulelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Batteriezellen (11, 12) vorgesehen sind, wobei zwischen benachbart angeordneten Batteriezellen (11, 12) ein elastisch ausgebildetes Einlageelement (29) angeordnet ist.
  9. Batteriemodulelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kühlelement (13) ein Kühlmittelzulauf (24) und ein Kühlmittelablauf (25) zugeordnet ist, wobei der Kühlmittelzulauf (24) und/oder der Kühlmittelablauf (25) an dem Rahmenelement (10) ausgebildet sind.
  10. Batteriemodulelementeinheit, mit mindestens zwei Batteriemodulelementen (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Batteriemodulelemente (100) aufeinander gestapelt angeordnet sind.
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