DE102019125033A1 - Accumulator arrangement - Google Patents
Accumulator arrangement Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019125033A1 DE102019125033A1 DE102019125033.1A DE102019125033A DE102019125033A1 DE 102019125033 A1 DE102019125033 A1 DE 102019125033A1 DE 102019125033 A DE102019125033 A DE 102019125033A DE 102019125033 A1 DE102019125033 A1 DE 102019125033A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cooling
- pouch cell
- pouch
- cooling plate
- accumulator arrangement
- 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
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
- 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
- H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
- H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch 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
- H01M10/61—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
- 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
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6554—Rods or plates
- H01M10/6555—Rods or plates 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
- H01M10/655—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
- 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
- H01M50/242—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 against vibrations, collision impact or swelling
-
- 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
- H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
-
- 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
-
- 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)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Akkumulatoranordnung für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend mehrere Batteriezellen, insbesondere Pouchzellen, wobei die Pouchzellen einen Zellstapel bilden, und eine Kühlanordnung mit mindestens einem von einem Kühlmedium durchströmbaren Kühlelement, wobei ein Kühlelement eine erste und eine zweite Kühlplatte aufweist, wobei die Kühlplatten derart verschlossen sind, dass sie innenseitig eine Fluidkammer für Kühlmedium aufspannen und wobei eine Außenseite wenigstens einer der Kühlplatten wärmeübertragend an einer Flachseite einer zugeordneten Pouchzelle angeordnet ist und wobei die wenigstens eine der Kühlplatten derart ausgebildet ist, dass diese sich bei einer Krafteinwirkung, welche von der Pouchzelle ausgeht, verformen kann, um ein Auftreten von Punktbelastungen an und/oder in der Pouchzelle wenigstens zu verringern.The invention relates to a storage battery arrangement for a hybrid or electric vehicle, having a plurality of battery cells, in particular pouch cells, the pouch cells forming a cell stack, and a cooling arrangement with at least one cooling element through which a cooling medium can flow, one cooling element having a first and a second cooling plate, wherein the cooling plates are closed in such a way that they open up a fluid chamber for cooling medium on the inside and an outer side of at least one of the cooling plates is arranged to transfer heat on a flat side of an associated pouch cell and wherein the at least one of the cooling plates is designed such that it moves when a force is applied starting from the pouch cell, can deform in order to at least reduce the occurrence of point loads on and / or in the pouch cell.
Description
Die Erfindung betrifft eine Akkumulatoranordnung für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug aufweisend mehrere Batteriezellen und eine Kühlanordnung.The invention relates to an accumulator arrangement for a hybrid or electric vehicle having a plurality of battery cells and a cooling arrangement.
Bei Akkumulatoranordungen für Hybrid- oder Elektrofahrzeuge sind im Allgemeinen mehrere Batteriezellen vorgesehen, die zu mehreren Batterieblöcken zusammengefasst sind. Sind die Batteriezellen beispielsweise als Pouchzellen ausgeführt, so müssen diese zusätzlich durch geeignete Bauteile oder Halteelemente im Batterieblock gestützt bzw. gehalten werden. Zusätzlich sind an solchen Haltelementen im Allgemeinen Strukturen vorgesehen, die eine Kühlfunktion für die Batteriezellen übernehmen. Ein bekanntes Problem bei derartigen Akkumulatoranordungen besteht darin, dass sich Batteriezellen, abhängig von ihrem Ladungszustand und/oder der Alterung der Zelle, ausdehnen bzw. aufblähen können.In the case of accumulator arrangements for hybrid or electric vehicles, several battery cells are generally provided, which are combined to form several battery blocks. If the battery cells are designed as pouch cells, for example, then they must also be supported or held in the battery block by suitable components or holding elements. In addition, structures are generally provided on such holding elements which take on a cooling function for the battery cells. A known problem with such accumulator arrangements is that battery cells can expand or inflate depending on their state of charge and / or the aging of the cell.
Aus
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Akkumulatoranordnung anzugeben, welche eine verbesserte Anordnung von Batteriezellen, insbesondere von Pouchzellen, erlaubt.It is an object of the invention to specify a storage battery arrangement which allows an improved arrangement of battery cells, in particular pouch cells.
Diese Aufgabe wird durch eine Akkumulatoranordnung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen spezifiziert.This object is achieved by an accumulator arrangement according to claim 1. Advantageous refinements are specified in the subclaims.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Akkumulatoranordnung für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, die mehrere Batteriezellen, insbesondere Pouchzellen, aufweist, wobei die Pouchzellen einen Zellstapel bilden. Ferner ist eine Kühlanordnung mit mehreren, von einem Kühlmedium durchströmbaren Kühlelementen vorgesehen. Dabei weist ein Kühlelement eine erste und eine zweite Kühlplatte auf und die Kühlplatten sind derart verschlossen, dass sie innenseitig eine Fluidkammer für Kühlmedium aufspannen. Eine Außenseite wenigstens einer der Kühlplatten ist wärmeübertragend an einer Flachseite einer zugeordneten Pouchzelle angeordnet und die wenigstens eine der Kühlplatten ist derart ausgebildet, dass diese sich bei einer Krafteinwirkung, welche von der Pouchzelle ausgeht, verformen kann, um ein Auftreten von Punktbelastungen an und/oder in der Pouchzelle wenigstens zu verringern.One aspect of the invention relates to a storage battery arrangement for a hybrid or electric vehicle, which has a plurality of battery cells, in particular pouch cells, the pouch cells forming a cell stack. Furthermore, a cooling arrangement with a plurality of cooling elements through which a cooling medium can flow is provided. In this case, a cooling element has a first and a second cooling plate and the cooling plates are closed in such a way that they define a fluid chamber for cooling medium on the inside. An outer side of at least one of the cooling plates is arranged to transfer heat on a flat side of an assigned pouch cell and the at least one of the cooling plates is designed in such a way that it can deform when a force is exerted from the pouch cell in order to prevent point loads from occurring on and / or to at least reduce in the pouch cell.
Die Erfindung basiert auf dem Ansatz, dass Kühlelemente, die zwischen den Pouchzellen angeordnet sind, zusätzlich genutzt werden, um den Pouchzellen eine mechanische Stabilisierung zu bieten und damit Beschädigungen vorzubeugen. Bei Ausdehnung der Pouchzelle drückt diese bzw. ihre Umhüllung stärker an das bzw. die benachbarten Kühlelemente. Eine Kraft, die dadurch auf die anliegende Kühlplatte ausgeübt wird, kann zu einer Verformung der Kühlplatte führen. Erfindungsgemäß verformt sich die Kühlplatte unter Einwirkung dieser Kraft in einer Weise, dass ein Auftreten von Punktbelastungen an und/oder in der Pouchzelle möglichst vermieden wird.The invention is based on the approach that cooling elements which are arranged between the pouch cells are additionally used in order to offer the pouch cells mechanical stabilization and thus prevent damage. When the pouch cell expands, it or its envelope presses more strongly against the adjacent cooling element or elements. A force that is thereby exerted on the adjacent cooling plate can lead to deformation of the cooling plate. According to the invention, the cooling plate deforms under the action of this force in such a way that the occurrence of point loads on and / or in the pouch cell is avoided as far as possible.
Die Kühlplatte ist bevorzugt derart ausgebildet, dass sie eine einwirkende Kraft in eine möglichst gleichmäßige Verformung, vorzugsweise über ihren gesamten Querschnitt, umwandelt. Hierdurch kann ein Entstehen von Unebenheiten oder Vorsprüngen an der Kühlplatte, insbesondere an ihrer Außenseite, vermieden werden. Ferner ist die Außenseite der Kühlplatte, an welcher die Pouchzelle anliegt, bevorzugt eben ausgebildet.The cooling plate is preferably designed in such a way that it converts an acting force into a deformation that is as uniform as possible, preferably over its entire cross section. In this way, the formation of unevenness or projections on the cooling plate, in particular on its outside, can be avoided. Furthermore, the outside of the cooling plate, on which the pouch cell rests, is preferably flat.
Unter Punktbelastung im Sinne der Erfindung wird vorzugsweise eine lokale Lastspitze an der Oberfläche verstanden. Diese wächst bei einer auf die Pouchzelle wirkenden Kraft an und entsteht vorzugsweise durch ein Ausdehnen der Pouchzelle oder anderer mechanischer Belastungen entstehen. Eine Punktbslastung kann vorzugsweise als mechanische Belastung auftreten. Weiter vorzugsweise wirkt die Kraft punktförmig bzw. konzentriert auf eine Fläche, infolge derer es zu Beschädigungen kommen kann.Point loading in the context of the invention is preferably understood to mean a local load peak on the surface. This increases with a force acting on the pouch cell and is preferably created by an expansion of the pouch cell or other mechanical loads. Point loading can preferably occur as mechanical loading. More preferably, the force acts in a punctiform or concentrated manner on an area, as a result of which damage can occur.
Insbesondere bei einer flächigen Ausdehnung der Pouchzelle in Richtung Kühlplatte kann durch einen inhomogenen mechanischen Widerstand der anliegenden Kühlplatte eine lokale Lastspitze entstehen. Eine solche lokale Lastspitze birgt das Risiko, dass ein maximal zulässiger Kennwert, vorzugsweise eine Streckgrenze, eines, vorzugsweise im Inneren der Pouchzelle befindlichen, Materials der Pouchzelle, insbesondere einer Isolationsschicht, überschritten wird bzw. eine minimal zulässige Kennwert, insbesondere einer Porosität, unterschritten wird, wodurch es zu einer, insbesondere dauerhaften, Schädigung der Pouchzelle kommen kann. Insbesondere wird durch ein Vermeiden einer Punktbelastung verhindert, dass die mechanische Kenngröße, insbesondere eine Spannung, einen Kennwert, insbesondere eine Streckgrenze überschreitet und somit, eine Beschädigung der Pouchzelle.In particular, if the pouch cell extends over a large area in the direction of the cooling plate, a local load peak can arise due to an inhomogeneous mechanical resistance of the adjacent cooling plate. Such a local peak load harbors the risk that a maximum permissible parameter, preferably a yield point, of a material of the pouch cell, preferably an insulation layer, preferably located inside the pouch cell, is exceeded or a minimum permissible parameter, in particular a porosity, is undershot which can lead to, in particular permanent, damage to the pouch cell. In particular, avoiding point loading prevents the mechanical parameter, in particular a stress, from exceeding a parameter, in particular a yield point, and thus prevents damage to the pouch cell.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Kühlplatte derart ausgebildet, dass kritische Verformungsradien einer Umhüllung der Pouchzelle vermieden werden, die zu einer Schädigung der Pouchzelle führen können. In anderen Worten ist die Kühlplatte vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie eine Verformung der Pouchzelle, insbesondere der Umhüllung der Pouchzelle, begrenzt.In a preferred embodiment, the cooling plate is designed in such a way that critical deformation radii of an envelope of the pouch cell, which can lead to damage to the pouch cell, are avoided. In other words it is The cooling plate is preferably designed in such a way that it limits deformation of the pouch cell, in particular the envelope of the pouch cell.
Unter kritischen Verformungsradien im Sinne der Erfindung werden Krümmungen bzw. Biegungen in oder an der Umhüllung verstanden, die auftreten können wenn die Umhüllung durch Einwirken einer Kraft verformt wird und die zu einem Anstieg von Spannungen im Material der Umhüllung führt, bei welchem ein Kennwert des Materials, insbesondere eine Streckgrenze, überschritten wird. Kleine Verformungsradien können beispielsweise an Kanten, Ecken oder Vorsprüngen der Kühlplatte entstehen, an welchen die Pouchzelle anliegt oder beim Ausdehnen drückt. Durch das Vermeiden von kleinen Verformungsradien der Umhüllung kann eine mechanische Schädigung, insbesondere ein Knicken oder ein Reißen, vermieden werden.Critical deformation radii in the context of the invention are curvatures or bends in or on the envelope that can occur when the envelope is deformed by the action of a force and that leads to an increase in stresses in the material of the envelope, at which a characteristic value of the material , in particular a yield point, is exceeded. Small deformation radii can arise, for example, on edges, corners or projections of the cooling plate against which the pouch cell rests or presses during expansion. By avoiding small deformation radii of the envelope, mechanical damage, in particular kinking or tearing, can be avoided.
Vorteilhaft ist die Kühlplatte daher derart ausgebildet, dass sie sich im Wesentlichen homogen verformt und somit keine Kanten oder Vorsprünge entstehen, die sich bei einem Aufblähen der Pouchzelle in diese drücken können und beispielsweise ein Überschreiten der Streck- und/oder Fließgrenze des Materials der Umhüllung verursachen können.The cooling plate is therefore advantageously designed in such a way that it is essentially homogeneously deformed and thus no edges or projections arise that can press into the pouch cell when the pouch cell is expanded and, for example, cause the yield point and / or flow limit of the material of the envelope to be exceeded can.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist wenigstens eine Kühlplatte derart ausgebildet, dass die Pouchzelle in einem Bereich einer Anliegefläche an der Kühlplatte anliegt und dass eine Kraft und/oder Verformung der Pouchzelle, derart von der Kühlplatte aufgenommen wird, dass eine elastische Verformung der Kühlplatte über den Querschnitt der Anliegefläche erfolgt. Somit kann vermieden werden, dass die Umhüllung der Pouchzelle an einer Außenkante der Kühlplatte anliegt, an welcher die Pouchzelle bei einem Aufblähen eine mechanische Verformung und somit eine Beschädigung erfahren kann.In a further preferred embodiment, at least one cooling plate is designed in such a way that the pouch cell rests against the cooling plate in an area of a contact surface and that a force and / or deformation of the pouch cell is absorbed by the cooling plate in such a way that elastic deformation of the cooling plate via the Cross-section of the contact surface takes place. It can thus be avoided that the casing of the pouch cell lies against an outer edge of the cooling plate, on which the pouch cell can experience mechanical deformation and thus damage when it is inflated.
Eine elastische Verformung der Kühlplatte bedeutet, dass die Kühlplatte derart ausgebildet ist, dass sie lediglich soweit verformt wird, dass sie unbeschädigt wieder in ihre Ausgangsform zurückführbar ist. Hierdurch werden Brüche oder andere mechanische Verformungen der Kühlplatte vermieden, die zu Punktbelastungen der Pouchzelle führen könnten.An elastic deformation of the cooling plate means that the cooling plate is designed in such a way that it is only deformed to the extent that it can be returned to its original shape undamaged. This avoids breaks or other mechanical deformations of the cooling plate, which could lead to point loads on the pouch cell.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Anliegefläche der Kühlplatte in ihrer Flächenerstreckung der Größe der Flachseite der zugeordneten Flachseite der Pouchzelle im Wesentlichen entspricht. In anderen Worten kann eine Größe der Anliegefläche derart gewählt sein, dass sie der Größe der zugeordneten Flachseite der Pouchzelle entspricht, und diese somit über ihre gesamte Flachseite an der Anliegefläche anliegt. Eine Wärmeübertragung zwischen Kühlelement und Pouchzelle kann somit über die gesamte Flachseite erfolgen. Ferner kann, etwa bei einem Aufblähen der Pouchzelle, eine Verformung der Pouchzelle direkt an die gesamte Anliegefläche übertragen und von dieser in kompensierender Weise, also unter Vermeidung der Ausbildung kleiner Verformungsradien, übernommen werden.In a further preferred embodiment, the surface extension of the contact surface of the cooling plate essentially corresponds to the size of the flat side of the associated flat side of the pouch cell. In other words, the size of the contact surface can be selected in such a way that it corresponds to the size of the associated flat side of the pouch cell, and this therefore lies against the contact surface over its entire flat side. A heat transfer between the cooling element and the pouch cell can thus take place over the entire flat side. Furthermore, if the pouch cell is inflated, for example, a deformation of the pouch cell can be transmitted directly to the entire contact surface and taken over by this in a compensating manner, that is to say while avoiding the formation of small deformation radii.
In einer noch weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Kühlplatte in ihrer Flächenerstreckung größer ist als die Größe der Flachseite der zugeordneten Flachseite der Pouchzelle. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann die Kühlplatte an ihren Rändern über die Pouchzelle hinausstehen und diese somit besonders gut vor äußeren mechanischen Einflüssen schützen. Ferner können an diesen überstehenden Rändern zusätzliche Elemente, wie beispielsweise Zu- und Abflüsse für Kühlmedium, vorgesehen sein, ohne dass diese eine unerwünschte Deformation der Kühlplatte darstellen oder die Verformungseigenschaften der Kühlplatte negativ beeinflussen.In yet another preferred embodiment, the area of the cooling plate is larger than the size of the flat side of the associated flat side of the pouch cell. With such a configuration, the edges of the cooling plate can protrude beyond the pouch cell and thus protect it particularly well against external mechanical influences. Furthermore, additional elements, such as inflow and outflow for cooling medium, can be provided on these protruding edges without these representing an undesired deformation of the cooling plate or negatively influencing the deformation properties of the cooling plate.
Bevorzugt sind eine Stützstruktur oder mehrere Stützstrukturen in der Fluidkammer angeordnet, welche einen Abstand, insbesondere einen minimalen Abstand, der Kühlplatten zueinander definieren.A support structure or a plurality of support structures are preferably arranged in the fluid chamber, which define a spacing, in particular a minimal spacing, between the cooling plates.
Eine solche Stützstruktur ist derart zwischen der ersten und der zweiten Kühlplatte angeordnet, dass diese, bei Einwirkung einer Kraft von der Pouchzelle auf die Kühlplatte, eine Verformung der Kühlplatte nur in einem Maß gestatten bei dem das Kühlmedium die Fluidkammer weiter durchströmen kann. Mittels der Stützstruktur kann verhindert werden, dass die Kühlplatten infolge der Verformung aneinander anliegen und die Fluidkammer teilweise oder vollständig verschlossen ist.Such a support structure is arranged between the first and the second cooling plate in such a way that, when a force from the pouch cell acts on the cooling plate, it allows the cooling plate to be deformed only to the extent that the cooling medium can continue to flow through the fluid chamber. The support structure can prevent the cooling plates from resting against one another as a result of the deformation and the fluid chamber from being partially or completely closed.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Stützstruktur von Kühlmedium durchströmbar, insbesondere offenporig ausgebildet, und vorzugsweise aus einem Abstandsgewirk, einem Textil und/oder einem Kunststoff gebildet. Ein Abstandsgewirk im Sinne der Erfindung kann insbesondere ein druckstabiles Gewebe oder Material sein, welches sich bei Einwirken einer Druckkraft nicht vollständig deformiert, sondern nur in einem Maß, in dem es weiterhin von einem Fluid durchströmbar ist.In a further preferred embodiment, the support structure can be flowed through by cooling medium, in particular is designed with open pores, and is preferably formed from a spacer fabric, a textile and / or a plastic. A knitted spacer fabric within the meaning of the invention can in particular be a pressure-stable fabric or material which does not deform completely when a compressive force is applied, but only to the extent that a fluid can continue to flow through it.
Eine derartig ausgebildete Stützstruktur kann die gesamte Fluidkammer ausfüllen und somit besonders zuverlässig ein Verschließen der Fluidkammer über seinen gesamten Querschnitt verhindern. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Stützstruktur von einem oder mehreren Abstandshaltern gebildet ist, die punktförmig oder linienartig zwischen den Kühlplatten angeordnet sind. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Stützstruktur zur Beeinflussung der Fließrichtung oder Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums ausgebildet ist.A support structure designed in this way can fill the entire fluid chamber and thus particularly reliably prevent the fluid chamber from being closed over its entire cross section. It can also be provided that the support structure is formed by one or more spacers which are arranged in punctiform or linear fashion between the cooling plates. Furthermore, it can be provided that the support structure is designed to influence the flow direction or flow speed of the cooling medium.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Kühlplatten von einem Rahmenelement fluiddicht verschlossen. Hierbei kann vorgesehen sein, dass das Rahmenelement zwischen den Kühlplatten oder diese randseitig umschließend angeordnet ist. Das Rahmenelement kann beispielsweise aus einem thermoplastischen oder aus einem elastomeren Kunststoff in einem Spritzgussverfahren hergestellt oder auch metallisch sein. Die Kühlelemente können mit dem Rahmenelement verklebt oder verschweißt sein. Das Rahmenelement kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein und kann dem Kühlelement eine zusätzliche mechanische Stabilität verleihen und die Fluidkammer zuverlässig und auf einfache Weise fluiddicht abschließen.In a further preferred embodiment, the cooling plates are closed in a fluid-tight manner by a frame element. It can be provided here that the frame element is arranged between the cooling plates or enclosing them at the edge. The frame element can, for example, be made of a thermoplastic or an elastomeric plastic in an injection molding process, or it can also be metallic. The cooling elements can be glued or welded to the frame element. The frame element can be designed in one piece or in several parts and can give the cooling element additional mechanical stability and close the fluid chamber reliably and in a simple manner in a fluid-tight manner.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Kühlplatten als Halbschalen ausgebildet, insbesondere als Gleichteile. Diese Halbschalen können randseitig miteinander verschlossen, insbesondere verschweißt, verklebt oder verklemmt werden und so die fluiddichte Fluidkammer aufspannen.In a further preferred embodiment, the cooling plates are designed as half-shells, in particular as identical parts. These half-shells can be closed to one another at the edge, in particular welded, glued or clamped, and thus span the fluid-tight fluid chamber.
Vorzugsweise ist zwischen zwei benachbarten Kühlelementen jeweils eine Pouchzelle, insbesondere vorgespannt, angeordnet. Somit kann eine Wärmeüberleitung zwischen benachbarten Pouchzellen verringert oder verhindert werden. Eine Anordnung der Pouchzelle unter Vorspannung begünstigt ein zuverlässiges flächiges Aneinanderanliegen von Pouchzelle und Kühlelement, wodurch eine Wärmeübertragung zwischen Pouchzelle und Kühlelement optimiert werden kann.A pouch cell, in particular pre-tensioned, is preferably arranged between two adjacent cooling elements. In this way, heat transfer between adjacent pouch cells can be reduced or prevented. An arrangement of the pouch cell under preload promotes reliable flat contact between the pouch cell and the cooling element, as a result of which heat transfer between the pouch cell and the cooling element can be optimized.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Kühlelement ein Zufluss und ein Abfluss auf, wobei zwei benachbarte Kühlelemente mittels einer Fluidleitung verbindbar sind. Damit kann das Kühlmedium über die Fluidleitung zu den jeweiligen Kühlelementen geleitet werden und diese nacheinander durchfließen. Weiter bevorzugt ist die Fluidleitung mechanisch flexibel ausgestaltet, um beispielsweise wärmebedingte Ausdehnungen innerhalb der Akkumulatoranordung kompensieren zu können.In a further preferred embodiment, the cooling element has an inflow and an outflow, with two adjacent cooling elements being connectable by means of a fluid line. The cooling medium can thus be conducted to the respective cooling elements via the fluid line and flow through them one after the other. The fluid line is also preferably designed to be mechanically flexible in order, for example, to be able to compensate for heat-related expansions within the accumulator arrangement.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen, die in Figuren dargestellt sind, näher erläutert. Darin zeigen wenigstens teilweise schematisch:
-
1 eine Akkumulatoranordnung mit Kühlelementen und Pouchzellen; -
2 zeigt eine Akkumulatoranordnung nach1 mit aufgeblähten Pouchzellen -
3 ein Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kühlelements; und -
4 ein Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kühlelements.
-
1 an accumulator arrangement with cooling elements and pouch cells; -
2 shows an accumulator arrangement according to1 with bloated pouch cells -
3 a cross section of a first embodiment of a cooling element; and -
4th a cross section of a second embodiment of a cooling element.
Vorteilhaft bildet in Stapelrichtung jeweils ein Kühlelement
Ein erfindungsgemäßes Kühlelement
Dabei liegt die Pouchzelle
Eine Kühlplatte
Die in
Ein Abfluss
In unbelastetem Zustand, wie in
Die Kühlplatten
In der Fluidkammer
Die Stützstruktur
In
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Kühlelement
Wie in
Das Abstandsgewirk kann dabei so ausgebildet sein, dass eine vorteilhafte Leitung des Kühlmediums in der gesamten Fluidkammer
Es sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den Ausführungsbeispielen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung mindestens eines Ausführungsbeispiels gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.It should be pointed out that the exemplary embodiments are merely examples that are not intended to restrict the scope of protection, the applications and the structure in any way. Rather, the preceding description provides a person skilled in the art with guidelines for implementing at least one exemplary embodiment, with various changes, in particular with regard to the function and arrangement of the described components, being able to be made without departing from the scope of protection as defined in the claims and yields these equivalent combinations of features.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- AkkumulatoranordnungAccumulator arrangement
- 22
- KühlelementsCooling element
- 33
- PouchzellePouch cell
- 44th
- KühlplatteCooling plate
- 55
- Zuflussinflow
- 66th
- AbflussDrain
- 77th
- RahmenelementFrame element
- 88th
- FluidkammerFluid chamber
- 99
- StützstrukturSupport structure
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 2012/136439 [0003]WO 2012/136439 [0003]
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019125033.1A DE102019125033A1 (en) | 2019-09-17 | 2019-09-17 | Accumulator arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019125033.1A DE102019125033A1 (en) | 2019-09-17 | 2019-09-17 | Accumulator arrangement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019125033A1 true DE102019125033A1 (en) | 2021-03-18 |
Family
ID=74686154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019125033.1A Pending DE102019125033A1 (en) | 2019-09-17 | 2019-09-17 | Accumulator arrangement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019125033A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114464914A (en) * | 2021-11-08 | 2022-05-10 | 美嘉帕拉斯特汽车零部件(上海)有限公司 | Battery pack device with cooling plate |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019027150A1 (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | 주식회사 엘지화학 | Cartridge for battery cell and battery module comprising same |
DE102018212627A1 (en) * | 2018-07-27 | 2020-01-30 | Mahle International Gmbh | accumulator |
-
2019
- 2019-09-17 DE DE102019125033.1A patent/DE102019125033A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019027150A1 (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | 주식회사 엘지화학 | Cartridge for battery cell and battery module comprising same |
EP3540847A1 (en) * | 2017-07-31 | 2019-09-18 | LG Chem, Ltd. | Cartridge for battery cell and battery module comprising same |
DE102018212627A1 (en) * | 2018-07-27 | 2020-01-30 | Mahle International Gmbh | accumulator |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114464914A (en) * | 2021-11-08 | 2022-05-10 | 美嘉帕拉斯特汽车零部件(上海)有限公司 | Battery pack device with cooling plate |
CN114464914B (en) * | 2021-11-08 | 2024-02-23 | 美嘉帕拉斯特汽车零部件(上海)有限公司 | Battery pack device with cooling plate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2383533B1 (en) | Heat transfer assembly, heat transfer device and production method | |
DE102015115643A1 (en) | Cooling module for one battery and battery with cooling module | |
DE102010038681A1 (en) | Device for power supply with a cooling arrangement | |
DE102014210570A1 (en) | Temperature control for tempering a battery | |
EP3627585B1 (en) | Method for arranging at least one battery module in at least one part of a battery housing and arrangement device | |
DE102009039394A1 (en) | Cooling plate for a galvanic cell and method for connecting a cooling plate | |
DE102015225565A1 (en) | Battery module with propagation protection | |
DE102015221739A1 (en) | Battery module with clamping mechanism | |
DE102013021312A1 (en) | battery | |
EP2865022B1 (en) | Thermoelectric module with heat exchanger | |
DE102011111954A1 (en) | Device for using exhaust gas heat from exhaust gas source in internal combustion engine of motor car, has thermoelectric generator modules which are received in outer housing, and secured on wave-shaped support walls | |
WO2020216516A1 (en) | Battery housing assembly with heat transfer device, and traction battery with battery housing assembly | |
DE102014212113A1 (en) | Clamping unit for a battery module | |
DE102019125033A1 (en) | Accumulator arrangement | |
DE102019210193A1 (en) | Energy storage module | |
DE102011076641A1 (en) | Heat transfer arrangement for transferring heat between e.g. exhaust gas supplying warm pipe and thermoelectric generator of heat exchanger in motor car, has pipe wall exhibiting larger rigidity in contact region than in wall portions | |
DE102012214702A1 (en) | Thermoelectric device | |
DE102019210191A1 (en) | Energy storage cell stack | |
DE102019210197A1 (en) | Energy storage cell stack | |
DE102018213544A1 (en) | Cooling device for a traction battery, traction battery and motor vehicle | |
DE102018108962A1 (en) | Battery cell module and motor vehicle with the same | |
DE102017111714A1 (en) | END PLATE | |
DE102019210188A1 (en) | Energy storage cell stack | |
DE102011106662A1 (en) | Heat sink for energy storage e.g. high-voltage battery, has rigidity formation structures which are connected to form cooling media-free cavity | |
DE102019210194A1 (en) | Energy storage cell stack |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |