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QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNG(EN)
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 2. Juli 2018 beim Koreanischen Amt für geistiges Eigentum eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2018-0076572, deren Offenbarung hierin durch Verweis in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
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HINTERGRUND
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BEREICH
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Batteriemodul.
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BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
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Im Gegensatz zu Primärbatterien sind Sekundärbatterien wiederaufladbar und eignen sich daher für Geräte in verschiedenen Bereichen, wie Digitalkameras, Mobiltelefone, Laptops oder Hybridfahrzeuge. Beispiele für Sekundärbatterien sind Nickel-Cadmium-Batterien, Nickel-Metallhydrid-Batterien, Nickel-Wasserstoff-Batterien und Lithium-Batterien.
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Bei diesen Sekundärbatterien wurde viel Forschungsarbeit in Bezug auf Lithium-Sekundärbatterien mit hoher Energiedichte und Entladespannungen geleistet. Neueste Lithium-Sekundärbatterien wurden in Form von flexiblen Taschen-Batteriezellen hergestellt, und es werden Module verwendet, die jeweils eine Vielzahl solcher miteinander verbundenen Taschen-Batteriezellen umfassen.
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Wenn ein solches Batteriemodul über einen längeren Zeitraum verwendet wird, wird durch die Batterien Wärme erzeugt, und insbesondere, wenn ein solches Batteriemodul aufgeladen wird, steigt die Innentemperatur der Batterien schnell an, was zu einer Verringerung der Lebensdauer und der Effizienz führt, und schlimmstenfalls zu Feuer oder Explosionen.
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Daher sind Kühlsysteme erforderlich, um die in den Batteriemodulen enthaltenen Batteriezellen zu kühlen. Im Stand der Technik wird die in den Batteriezellen erzeugte Wärme jedoch nicht effektiv abgeführt und somit Probleme mit niedriger Kühleffizienz hervorgerufen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Batteriemodul mit einer Kühlvorrichtung zum effektiven Ableiten der in Batteriezellen erzeugten Wärme vorsehen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Batteriemodul umfassen: eine Vielzahl von Batteriezellen; eine erste Platte, die die unteren Oberflächen der Batteriezellen trägt und Wärme ableitet, die in den Batteriezellen erzeugt wird; und eine zweite Platte, die mit den oberen Seiten der Batteriezellen in Kontakt steht und Wärme ableitet, die in den Batteriezellen erzeugt wurde, wobei die zweite Platte Aufnahmenuten zur Aufnahme von Dichtungsabschnitten der Batteriezellen umfassen kann und ein Wärmeübertragungsmaterial in den Aufnahmenuten angeordnet sein kann.
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Die erste Platte kann Einführungsnuten zur Aufnahme von Dichtungsabschnitten umfassen, die aus den Batteriezellen nach unten vorstehen.
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Die Aufnahmenuten können breiter und tiefer sein als die Einführungsnuten.
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Jede der Batteriezellen kann umfassen: einen Aufnahmeabschnitt mit einer tetragonalen Form, der eine Elektrodenanordnung aufnimmt; und die Dichtungsabschnitte, die entlang eines äußeren Umfangs des Aufnahmeabschnitts angeordnet sind, wobei die Dichtungsabschnitte nur auf drei Seiten des Aufnahmeabschnitts ausgebildet werden können.
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Die in den Aufnahmenuten aufgenommenen Dichtungsabschnitte können mindestens einmal gefaltet werden.
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Die erste Platte und die zweite Platte können aus einem Aluminium(AI)-Material gebildet werden.
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Das Wärmeübertragungsmaterial kann eine Durchschlagsfestigkeit in einem Bereich von 10 KV/mm bis 30 KV/mm aufweisen.
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Das Batteriemodul kann ferner eine Kühlvorrichtung umfassen, die mit mindestens einer der oberen Seiten der ersten Platte und einer unteren Seite der zweiten Platte verbunden ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Batteriemodul umfassen: eine Vielzahl von Batteriezellen; eine erste Platte, die die unteren Oberflächen der Batteriezellen trägt und Wärme ableitet, die in den Batteriezellen erzeugt wurde; und eine zweite Platte, die mit den oberen Seiten der Batteriezellen in Kontakt steht und Wärme ableitet, die in den Batteriezellen erzeugt wurde, wobei die zweite Platte Aufnahmenuten umfassen kann, um zweite Dichtungsabschnitte aufzunehmen, die nach oben aus den Batteriezellen vorstehen, und die erste Platte Einführungsnuten umfassen kann, um erste Dichtungsabschnitte aufzunehmen, die nach unten aus den Batteriezellen vorstehen.
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Die Aufnahmenuten können breiter und tiefer sein als die Einführungsnuten.
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Figurenliste
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Die oben genannten und andere Aspekte, Merkmale und sonstigen Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher ersichtlich, wobei:
- 1 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Batteriemodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schematisch darstellt.
- 2 eine perspektivische Explosionsansicht ist, die das in 1 dargestellte Batteriemodul zeigt.
- 3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht ist, die eine in 2 dargestellte Batteriezelle zeigt.
- 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie I-I' der 1.
- 5 ist eine Explosionsansicht der 4.
- 6A und 6B sind vergrößerte Ansichten, die einen Abschnitt A und einen Abschnitt B der 4 darstellen.
- 7 ist eine Querschnittsansicht, die ein Batteriemodul gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schematisch darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Vor der Beschreibung ist zu verstehen, dass die in der Beschreibung verwendeten Begriffe und die beigefügten Ansprüche nicht als auf allgemeine und wörterbuchkonforme Bedeutungen beschränkt ausgelegt werden sollten, sondern auf der Grundlage der Bedeutungen und Konzepte, die den technischen Aspekten der vorliegenden Offenbarung entsprechen, die auf der Grundlage des Grundsatzes interpretiert werden sollten, dass es dem Erfinder gestattet ist, Begriffe so zu definieren, dass sie der besten Erklärung entsprechen. Daher stellen die in der folgenden Beschreibung beschriebenen Konfigurationen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen nicht alle technischen Konzepte oder Ideen der vorliegenden Offenbarung dar, sondern sind als exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu betrachten. Es ist zu verstehen, dass verschiedene Modifikationen und Äquivalente der Ausführungsformen innerhalb des Umfanges der vorliegenden Erfindung zum Zeitpunkt der Einreichung der Anmeldung vorgenommen werden können.
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Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. In den Zeichnungen werden dieselben Elemente so weit wie möglich mit denselben Referenznummern gekennzeichnet. Darüber hinaus können detaillierte Beschreibungen bekannter Funktionen oder Konfigurationen weggelassen werden, um die Inhalte der vorliegenden Offenbarung nicht unnötig zu verdecken. Aus dem gleichen Grund werden einige der Elemente in den beigefügten Zeichnungen übertrieben, weggelassen oder schematisch dargestellt, und die Größe jedes Elements entspricht möglicherweise nicht ganz der tatsächlichen Größe.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein Batteriemodul 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die das in 1 dargestellte Batteriemodul 100 zeigt, und 3 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die eine in 2 dargestellte Batteriezelle 10 zeigt. Darüber hinaus ist 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie I-I' der 1, 5 ist eine Explosionsansicht der 4, und 6A und 6B sind vergrößerte Ansichten, die einen Abschnitt A und einen Abschnitt B der 4 zeigen.
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 kann das Batteriemodul 100 der vorliegenden Ausführungsform eine annähernd sechsflächige Form aufweisen und eine Vielzahl von Batteriezellen 10, Schaltungseinheiten 70, die zum elektrischen Verbinden der Batteriezellen 10 ausgelegt sind, und ein Gehäuse 30, das zum Schutz der Batteriezellen 10 vor äußeren Einflüssen ausgelegt ist, umfassen.
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Die Batteriezellen 10 können geschichtet nebeneinander angeordnet werden, und Elektrodenleitungen 15 können aus den Körpern der Batteriezellen 10 nach außen vorstehen. Die Batteriezellen 10 können zum Beispiel Taschen-Sekundärbatterien sein.
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Jede der Batteriezellen 10 kann durch Platzieren einer Elektrodenanordnung (nicht dargestellt) in einer Tasche 11 gebildet werden.
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Die Elektrodenanordnung umfasst eine Vielzahl von Elektrodenplatten und eine Vielzahl von Elektrodenlaschen und ist in der Tasche 11 untergebracht. Hier können die Elektrodenplatten eine positive Elektrodenplatte und eine negative Elektrodenplatte umfassen, und die Elektrodenanordnung kann durch Stapeln der positiven und negativen Elektrodenplatten mit einem Separator gebildet werden, der dazwischen liegt und große Flächen der positiven und negativen Elektrodenplatten einander gegenüberliegen.
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Jede der positiven und negativen Elektrodenplatten kann durch Aufbringen einer Aktivmaterialschlämme auf einen Stromabnehmer gebildet werden, und im Allgemeinen kann die Aktivmaterialschlämme durch Rühren von Materialien wie einem körnigen Aktivmaterial, einem Hilfsleiter, einem Bindemittel und einem Weichmacher in einem Lösungsmittel hergestellt werden.
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Darüber hinaus kann die Elektrodenanordnung durch vertikales Stapeln einer Vielzahl von positiven Elektrodenplatten und einer Vielzahl von negativen Elektrodenplatten gebildet werden. In diesem Fall können die positiven Elektrodenplatten und die negativen Elektrodenplatten jeweils Elektrodenlaschen umfassen, und Elektrodenlaschen gleicher Polarität können miteinander in Kontakt gebracht und mit der gleichen Elektrodenleitung 15 verbunden werden (siehe 3).
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In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Elektrodenleitungen 15 so angeordnet, dass sie entgegengesetzt ausgerichtet sind.
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Die Tasche 11 ist in Containerform ausgebildet und bietet einen Innenraum, in dem die Elektrodenanordnung und ein Elektrolyt (nicht dargestellt) untergebracht sind. In diesem Fall sind Teile der Elektrodenleitungen 15 der Elektrodenanordnung zur Außenseite der Tasche 11 exponiert.
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Die Tasche 11 kann in Dichtungsabschnitte 202 und einen Aufnahmeabschnitt 204 unterteilt werden.
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Der Aufnahmeabschnitt 204 ist in einer Containerform ausgebildet, um einen tetragonalen Innenraum bereitzustellen. Die Elektrodenanordnung und der Elektrolyt sind im Innenraum des Aufnahmeabschnitts 204 untergebracht.
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Die Dichtungsabschnitte 202 sind in einer Flanschform ausgebildet, die sich von dem in einer Containerform ausgebildeten Aufnahmeabschnitt 204 nach außen erstreckt. Daher sind die Dichtungsabschnitte 202 entlang des Außenumfangs des Aufnahmeabschnitts 204 ringförmig angeordnet.
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Die Dichtungsabschnitte 202 können durch ein thermisches Fusionsverfahren verbunden werden. Die Dichtungsabschnitte 202 sind jedoch nicht darauf beschränkt.
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Darüber hinaus können die Dichtungsabschnitte 2021 in der vorliegenden Ausführungsform erste Dichtungsabschnitte 2021, an denen die Elektrodenleitungen 15 angeordnet sind, und einen zweiten Dichtungsabschnitt 2022, an dem die Elektrodenleitungen 15 nicht angeordnet sind, umfassen.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die Tasche 11 aus einer Lage Gehäusematerial durch einen Formprozess hergestellt. Der Beutel 11 wird also hergestellt, indem zwei Aufnahmeabschnitte auf dem Gehäusematerial durch einen Formprozess geformt werden, und dann wird das Gehäusematerial so gefaltet, dass die beiden Aufnahmeabschnitte einen einzigen Raum bilden können.
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In der vorliegenden Ausführungsform hat der Aufnahmeabschnitt 204 eine tetragonale Form. Da es jedoch nicht erforderlich ist, einen Dichtungsabschnitt auf einer Unterseite der Batteriezelle 10 zu bilden, werden die Dichtungsabschnitte 202 um den Aufnahmeabschnitt 204 herum nur auf drei Seiten des Aufnahmeabschnitts 204 gebildet.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind die Elektrodenleitungen 15 so angeordnet, dass sie entgegengesetzt ausgerichtet sind. Das heißt, zwei Elektrodenleitungen 15 sind auf Dichtungsabschnitten 202 angeordnet, die auf verschiedenen Seiten ausgebildet sind. Daher umfassen die auf drei Seiten des Aufnahmeabschnitts 204 vorgesehenen Dichtungsabschnitte 2021: zwei erste Dichtungsabschnitte 2021, auf denen die Elektrodenleitungen 15 angeordnet sind; und einen einzigen zweiten Dichtungsabschnitt 2022, auf dem die Elektrodenleitungen 15 nicht angeordnet sind.
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Darüber hinaus werden in der Batteriezelle 10 der vorliegenden Ausführungsform die Dichtungsabschnitte 202 mindestens einmal gefaltet, um die Verbindungssicherheit der Dichtungsabschnitte 202 zu erhöhen und die Flächen der Dichtungsabschnitte 202 zu minimieren.
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Insbesondere wird in der vorliegenden Ausführungsform der zweite Dichtungsabschnitt 2022 der Dichtungsabschnitte 202, an denen die Elektrodenleitungen 15 nicht angeordnet sind, zweimal gefaltet und anschließend fixiert.
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Der zweite Dichtungsabschnitt 2022 kann beispielsweise um 180 Grad entlang einer ersten Falzlinie C1, wie in 3 gezeigt, und dann um 180 Grad entlang einer zweiten Falzlinie C2, wie in 3 dargestellt, gefaltet werden.
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Die wie zuvor beschrieben konfigurierten Batteriezellen 10 können wiederaufladbare Nickel-Metallhydrid (Ni-MH)-Batterien oder wiederaufladbare Lithium-Ionen (Li-Ionen)-Batterien sein, die Strom erzeugen können. Zusätzlich werden die Batteriezellen 10 im Fall 30 (nachstehend beschrieben) vertikal aufgestellt und in Links-Rechts-Richtung gestapelt.
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Obwohl nicht dargestellt, kann mindestens ein Pufferpad zwischen den in einem Stapel angeordneten Batteriezellen 10 platziert werden. Das Pufferpad kann vorgesehen werden, um eine Erhöhung des Gesamtvolumens der Batteriezellen 10 zu verhindern, wenn eine bestimmte Batteriezelle 10 anschwillt. Das Pufferpad kann aus Polyurethanschaumstoff bestehen, ist aber nicht darauf beschränkt.
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Das Gehäuse 30 definiert die äußere Form des Batteriemoduls 100 und ist außerhalb der Batteriezellen 10 angeordnet, um die Batteriezellen 10 vor äußeren Einflüssen zu schützen. In der vorliegenden Ausführungsform dient das Gehäuse 30 zusammen mit diesem auch als Kühlelement des Batteriemoduls 100.
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Das Gehäuse 30 der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine erste Platte 50, die mit den unteren Abschnitten der Batteriezellen 10 verbunden ist, eine zweite Platte 40, die mit den oberen Abschnitten der Batteriezellen 10 verbunden ist, und Abdeckungen 60, die mit den Seiten der Batteriezellen 10 verbunden sind, auf denen die Elektrodenleitungen 15 der Batteriezellen 10 angeordnet sind. Unter der ersten Platte, der zweiten Platte 40 und den Abdeckungen 60 wirken die erste Platte 50 und die zweite Platte 40 als Kühlelemente des Batteriemoduls 100.
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Die erste Platte 50 kann umfassen: eine untere Platte 52, die auf den unteren Abschnitten der Batteriezellen 10 angeordnet ist und die unteren Oberflächen der Batteriezellen 10 trägt; und Seitenplatten 58, die Seiten der Batteriezellen 10 tragen, auf denen sich die Aufnahmeabschnitte 204 der Batteriezellen 10 befinden. In einigen Fällen können jedoch die Seitenplatten 58 und die untere Platte 52 als separate Elemente vorgesehen werden.
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Abschnitte einer Sitzfläche der unteren Platte 52, auf der die Batteriezellen 10 mit der unteren Platte 52 in Kontakt gebracht werden, können so gekrümmt sein, dass die unteren Oberflächen der Batteriezellen 10 sicherer gehalten werden können.
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Dementsprechend können die unteren Oberflächen der Batteriezellen 10 mit der unteren Platte 52 mit einer großen Kontaktfläche in Kontakt stehen, so dass eine Wärmeübertragung auf die untere Platte 52 effektiv erfolgen kann.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden die Taschen 11 jeder der Batteriezellen 10 durch Falten einer Folie aus dem Gehäusematerial gebildet, so dass die unteren Endabschnitte der ersten Dichtungsabschnitte 2021 (siehe 6B) nach unten aus dem Aufnahmeabschnitt 204 jeder der Batteriezellen 10 vorstehen können. So werden in der Sitzfläche der unteren Platte 52 Einführungsnuten 54 zur Aufnahme der ersten Dichtungsabschnitte 2021 gebildet.
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Die Einführungsnuten 54 haben eine Breite und Tiefe für die ersten Dichtungsabschnitte 2021, um leicht in die Einführungsnuten 54 eingesetzt werden zu können.
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Die Seitenplatten 58 erstrecken sich von beiden Seiten der unteren Platte 52 und sind entlang der Seiten der in Links-Rechts-Richtung gestapelten Batteriezellen 10 so angeordnet, dass die Aufnahmeabschnitte 204 der Batteriezellen 10 von den Seitenplatten 58 getragen werden können.
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Die Seitenplatten 58 können mit den Aufnahmeabschnitten 204 der Batteriezellen 10 in Kontakt stehen, um die Batteriezellen 10 sicher zu halten. Dies ist jedoch ein nicht einschränkendes Beispiel. Das heißt, es können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, und zum Beispiel können Elemente wie Wärmeableitpads oder Pufferelemente zwischen den Seitenplatten 58 und den Aufnahmeabschnitten 204 angeordnet werden.
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Die erste Platte 50, die wie zuvor beschrieben ausgebildet ist, besteht aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise einem Metall. So kann zum Beispiel die erste Platte 50 aus einem Aluminiummaterial gebildet werden. Dies ist jedoch ein nicht einschränkendes Beispiel. Das heißt, die erste Platte 50 kann aus jedem anderen Material gebildet werden, das eine ähnliche Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit wie ein Metall aufweist.
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Die zweite Platte 40 ist an den oberen Abschnitten der Batteriezellen 10 angeordnet und mit den oberen Seiten der Batteriezellen 10 verbunden. Zusätzlich ist die zweite Platte 40 an den oberen Enden der Seitenplatten 58 der ersten Platte 50 befestigt. Nachdem die zweite Platte 40 an der ersten Platte 50 befestigt ist, haben die zweite Platte 40 und die erste Platte 50 die Form eines rohrförmigen Elements mit einem hohlen Innenraum.
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Abschnitte einer Unterseite der zweiten Platte 40, die mit den Batteriezellen 10 in Kontakt kommen, können so gekrümmt sein, dass der Kontakt zwischen der zweiten Platte 40 und den Batteriezellen 10 sicher gehalten werden kann. Daher können die Oberseite der Batteriezellen 10 mit der zweiten Platte 40 mit einer großen Kontaktfläche in Kontakt stehen und somit Wärme effektiv abgeleitet werden.
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Da die Batteriezellen 10 vertikal stehen und in Links-Rechts-Richtung gestapelt sind, sind die zweiten Dichtungsabschnitte 2022 an den Oberseiten der Batteriezellen 10 angeordnet. Daher sind die Aufnahmenuten 42 in der Unterseite der zweiten Platte 40 zur Aufnahme der zweiten Dichtungsabschnitte 2022 ausgebildet.
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Die Aufnahmenuten 42 haben eine Breite und Tiefe für die zweiten Dichtungsabschnitte 2022, die leicht in die Aufnahmenuten 42 eingesetzt werden können. Da die zweiten Dichtungsabschnitte 2022 mindestens einmal gefaltet sind, weisen die Aufnahmenuten 42 eine größere Breite und Tiefe auf als die der Einführungsnuten 54.
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Darüber hinaus sind in den Aufnahmenuten 42 die zweiten Dichtungsabschnitte 2022 von der zweiten Platte 40 beabstandet. In diesem Fall können die zweiten Dichtungsabschnitte 2022 in den Aufnahmenuten 42 geschüttelt werden, oder die von den zweiten Dichtungsabschnitten 2022 abgegebene Wärme kann nicht leicht auf die zweite Platte 40 übertragen werden.
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Daher ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Wärmeübertragungsmaterial 90 in den Aufnahmenuten 42 angeordnet. Das Wärmeübertragungsmaterial 90 kann auf der Basis eines Siliziummaterials oder eines Epoxidmaterials hergestellt werden, ist aber nicht darauf beschränkt.
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Das Wärmeübertragungsmaterial 90 kann in die Aufnahmenuten 42 im flüssigen oder gelartigen Zustand gefüllt und anschließend ausgehärtet werden. Anschließend können die zweiten Dichtungsabschnitte 2022 fest in den Aufnahmenuten 42 befestigt werden, und die durch die zweiten Dichtungsabschnitte 2022 abgegebene Wärme kann durch das Wärmeübertragungsmaterial 90 schnell auf die zweite Platte 40 übertragen werden.
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Darüber hinaus kann das Wärmeübertragungsmaterial 90 der vorliegenden Ausführungsform hochisolierend sein und eine dielektrische Festigkeit beispielsweise im Bereich von 10 KV/mm bis 30 KV/mm aufweisen.
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Daher kann im Batteriemodul 100 der vorliegenden Ausführungsform, selbst wenn die in den Aufnahmenuten 42 angeordneten zweiten Dichtungsabschnitte 2022 teilweise einen dielektrischen Durchschlag erfahren, die elektrische Isolierung zwischen den zweiten Dichtungsabschnitten 2022 und der zweiten Platte 40 aufgrund des um die zweiten Dichtungsabschnitte 2022 herum vorgesehenen Wärmeübertragungsmaterials 90 aufrechterhalten werden.
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Darüber hinaus wird in der vorliegenden Ausführungsform der Fall in dem Wärmeübertragungsmaterial 90 nur in den Aufnahmenuten 42 gefüllt ist als ein Beispiel beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und in einigen Fällen kann das Wärmeübertragungsmaterial 90 in die Einführungsnuten 54 gefüllt werden.
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Wie die erste Platte 50 ist die zweite Platte 40 aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie einem Metall, gebildet. Die zweite Platte 40 kann aus einem Aluminiummaterial gebildet werden. Dies ist jedoch ein nicht einschränkendes Beispiel. Das heißt, die zweite Platte 40 kann aus jedem anderen Material gebildet werden, das eine ähnliche Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit wie ein Metall aufweist.
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Die erste Platte 50 und die zweite Platte 40 können durch ein Verfahren wie das Schweißen miteinander verbunden werden. Dies ist jedoch ein nicht einschränkendes Beispiel, und die erste Platte 50 und die zweite Platte 40 können durch verschiedene andere Verfahren miteinander verbunden werden, wie etwa durch ein Schiebeverbindungsverfahren oder ein Verfahren unter Verwendung von Befestigungselementen wie Bolzen oder Schrauben.
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Die Abdeckungen 60 sind mit den Seiten der Batteriezellen 10 verbunden, auf denen die Elektrodenleitungen 15 angeordnet sind.
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Die Abdeckungen 60 sind mit der ersten Platte 50 und der zweiten Platte 40 verbunden, um die Außenform des Batteriemoduls 100 zusammen mit der ersten Platte 50 und der zweiten Platte 40 abzuschließen.
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Die Abdeckungen 60 können aus einem isolierenden Material, wie einem Harz, gebildet sein und können Durchgangslöcher 62 umfassen, um die Anschlusskontakte 72 der Schaltungseinheiten 70 zu exponieren, wie nachfolgend beschrieben.
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Die Abdeckungen 60 können mit der ersten Platte 50 und der zweiten Platte 40 unter Verwendung von Befestigungselementen wie Schrauben oder Bolzen verbunden werden. Dies ist jedoch ein nicht einschränkendes Beispiel.
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Die Schaltungseinheiten 70 können zwischen den Abdeckungen 60 und den Batteriezellen 10 angeordnet werden.
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Die Schaltungseinheiten 70 sind mit den Elektrodenleitungen 15 der Batteriezellen 10 verbunden und umfassen die Anschlusskontakte 72 zum Anschluss an ein externes Gerät. Daher können die Batteriezellen 10 über die Schaltungseinheiten 70 elektrisch mit einem externen Gerät verbunden werden.
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Die Anschlusskontakte 72 der Schaltungseinheiten 70 sind durch die in den Abdeckungen 60 ausgebildeten Durchgangslöcher 62 nach außen exponiert. Daher werden die Durchgangslöcher 62 der Abdeckungen 60 entsprechend der Größe und Form der Anschlussklemmen 72 bemessen.
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Jede der Schaltungseinheiten 70 kann eine Leiterplatte (zum Beispiel eine gedruckte Leiterplatte (PCB)) und eine Vielzahl von elektronischen Vorrichtungen (nicht dargestellt) umfassen, die auf der Leiterplatte montiert sind, und kann eine Funktion zum Erfassen der Spannung der Batteriezellen 10 umfassen.
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Im Batteriemodul 100 der vorliegenden Ausführungsform sind die erste Platte 50 und die zweite Platte 40, die auf der Ober- und Unterseite der Batteriezellen 10 angeordnet sind, mit den Batteriezellen 10 großflächig in Kontakt. Daher kann die in den Batteriezellen 10 erzeugte Wärme über die Ober- und Unterseite der Batteriezellen 10 abgeleitet werden. Da das Wärmeübertragungsmaterial 90 in einem Raum zwischen den zweiten Dichtungsabschnitten 2022 und der zweiten Platte 40 angeordnet ist, kann außerdem eine effektivere Wärmeableitung erfolgen als im entsprechenden Stand der Technik.
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Da die zweiten Dichtungsabschnitte 2022 durch das Wärmeübertragungsmaterial 90 fixiert werden, können die oberen Endabschnitte der Batteriezellen 10 zudem sicher an der zweiten Platte 40 befestigt werden, so dass die Batteriezellen 10 durch externe Vibrationen oder Stöße nicht erschüttert werden können.
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Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es können verschiedene Modifikationen an den Ausführungsformen vorgenommen werden.
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7 ist eine Querschnittsansicht, die ein Batteriemodul gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schematisch darstellt.
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Unter Bezugnahme auf 7 umfasst das Batteriemodul der vorliegenden Ausführungsform das Batteriemodul der vorherigen Ausführungsform, und eine Kühlvorrichtung 20, die mit der Unterseite der ersten Platte 50 und der Oberseite der zweiten Platte 40 verbunden ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform kann eine wassergekühlte Kühlvorrichtung als Kühlvorrichtung 20 verwendet werden. In 7 sind die Kühlplatten der wassergekühlten Kühlvorrichtung, die Kühlrohre oder Kühlkanäle umfassen, teilweise als Kühlvorrichtung 20 dargestellt. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. So kann beispielsweise eine luftgekühlte Kühlvorrichtung verwendet werden.
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Wenn die Kühlvorrichtung 20 wie zuvor beschrieben auf einer Außenseite des Gehäuses 30 vorgesehen ist, kann die Kühleffizienz weiter erhöht werden.
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Obwohl nicht dargestellt, kann zwischen der Kühlvorrichtung 20 und der ersten Platte 50 oder der zweiten Platte 40 ein Wärmepad für einen effektiven Wärmetransfer angeordnet werden.
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Obwohl vorstehend exemplarische Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, und es wird für den Fachmann ersichtlich sein, dass Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
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Zum Beispiel kann jede der Batteriezellen 10 vier Dichtungsabschnitte 202 in anderen Ausführungsformen umfassen, obwohl jede der Batteriezellen 10 drei Dichtungsabschnitte 202 in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen umfasst. In diesem Fall können die Einführungsnuten 54 eine Größe aufweisen, die gleich oder ähnlich der Größe der Aufnahmenuten 42 ist, und das Wärmeübertragungsmaterial 90 kann auch in die Einführungsnuten 54 eingebracht werden.
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Obwohl die erste Platte 50 und die zweite Platte 40 als Gehäuse 30 des Batteriemoduls 100 in den oben beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden, können die erste Platte 50 und die zweite Platte 40 nur als Kühlelemente verwendet werden, und ein zusätzliches Gehäuse kann außerhalb der ersten Platte 50 und der zweiten Platte vorgesehen werden. Das heißt, es können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden.
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Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann die in den Batteriezellen 10 des Batteriemoduls 100 erzeugte Wärme durch die Ober- und Unterseite der Batteriezellen 10 abgeführt werden, und durch das zwischen den Dichtungsabschnitten 202 und dem Gehäuse 30 angeordnete Wärmeübertragungsmaterial 90 kann die Wärme effektiver abgeleitet werden als in der zugehörigen.
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Da das Wärmeübertragungsmaterial 90 die Dichtungsabschnitte 202 fixiert, können die Batteriezellen 10 zudem sicher am Gehäuse 30 befestigt werden, ohne durch externe Vibrationen oder Stöße geschüttelt zu werden.
