DE102019125033A1 - Accumulator arrangement - Google Patents

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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 WO 2012/136439 sind elektrische Energiespeicher mit mehreren Zellen und wenigstens einem zwischen den Zellen angeordneten Kühlelement bekannt. Hierbei ist das Kühlelement zwischen zwei benachbarten Zellen angeordnet und weist einen zwischen den Zellen befindlichen Wärmeleitungsabschnitt und wenigstens einen seitlich aus dem Zellstapel herausragenden Kühlabschnitt auf.Out WO 2012/136439 electrical energy storage devices with a plurality of cells and at least one cooling element arranged between the cells are known. Here, the cooling element is arranged between two adjacent cells and has a heat conduction section located between the cells and at least one cooling section protruding laterally from the cell stack.

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 nach 1 mit aufgeblähten Pouchzellen
  • 3 ein Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kühlelements; und
  • 4 ein Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kühlelements.
The invention is explained in more detail below with the aid of non-limiting exemplary embodiments which are shown in the figures. It shows at least partially schematically:
  • 1 an accumulator arrangement with cooling elements and pouch cells;
  • 2 shows an accumulator arrangement according to 1 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.

1 zeigt eine beispielhafte teilweise Seitenansicht einer Akkumulatoranordnung 1 zwischen mit Kühlelementen 2 angeordneten Pouchzellen 3. Die Akkumulatoranordnung 1 weist dabei mehrere Pouchzellen 3 mit gegenüberliegenden Flachseiten auf. Die Pouchzellen 3 sind einander mit den Flachseiten zugewandt in Stapelrichtung zu einem Zellstapel angeordnet. Dabei ist jeweils eine Pouchzelle 3 zwischen zwei benachbarten Kühlelementen 2 angeordnet. Die Pouchzellen 3 können vorgespannt zwischen den Kühlelementen 2 fixiert sein, um eine Stabilität der Akkumulatoranordnung zu verbessern und eine bessere Wärmeübertragung zwischen Pouchzelle 3 und Kühlelement 2 zu ermöglichen. 1 shows an exemplary partial side view of a storage battery arrangement 1 between with cooling elements 2 arranged pouch cells 3 . The accumulator arrangement 1 has several pouch cells 3 with opposite flat sides. The pouch cells 3 are arranged with the flat sides facing each other in the stacking direction to form a cell stack. There is one pouch cell in each case 3 between two adjacent cooling elements 2 arranged. The pouch cells 3 can be pre-tensioned between the cooling elements 2 be fixed in order to improve stability of the accumulator arrangement and better heat transfer between pouch cells 3 and cooling element 2 to enable.

Vorteilhaft bildet in Stapelrichtung jeweils ein Kühlelement 2 einen Anfang und ein Ende der Akkumulatoranordnung 1, so dass jeder Pouchzelle 3 zwei Kühlelemente 2 zugeordnet sind. Hierdurch kann eine zweiseitige Kühlung jeder der Pouchzellen 3 innerhalb der Akkumulatoranordnung erfolgen und jede der Pouchzellen 3 ist stabil zwischen zwei Kühlelementen 2 gelagert. In anderen Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass die Kühlelemente 2 ausschließlich zwischen Pouchzellen 3 angeordnet sind, oder das nur ein Anfang oder ein Ende der Akkumulatoranordnung 1 durch ein Kühlelement 2 gebildet ist.A cooling element in each case advantageously forms in the stacking direction 2 a beginning and an end of the accumulator arrangement 1 so that each pouch cell 3 two cooling elements 2 assigned. This enables two-sided cooling of each of the pouch cells 3 take place within the accumulator arrangement and each of the pouch cells 3 is stable between two cooling elements 2 stored. In other exemplary embodiments, it can be provided that the cooling elements 2 exclusively between pouch cells 3 are arranged, or only a beginning or an end of the accumulator arrangement 1 through a cooling element 2 is formed.

Ein erfindungsgemäßes Kühlelement 2 weist eine erste und eine zweite Kühlplatte 4 auf, die einander gegenüberliegen und so verbunden sind, dass sie innenseitig eine Fluidkammer für Kühlmedium aufspannen. Eine Pouchzelle 3 liegt, zumindest teilweise, mit mindestens einer ihrer Flachseiten wärmeübertragend an einer Kühlplatte 4 des oder der ihr zugeordneten Kühlelemente 2 an. Vorzugsweise sind beide Flachseiten der Pouchzelle 3 jeweils mit einer Kühlplatte 4 in Berührung.A cooling element according to the invention 2 has a first and a second cooling plate 4th which are opposite one another and are connected in such a way that they span a fluid chamber for cooling medium on the inside. A pouch cell 3 lies, at least partially, with at least one of its flat sides on a cooling plate in a heat-transferring manner 4th of the cooling element or elements assigned to it 2 at. Both sides of the pouch cell are preferably flat 3 each with a cooling plate 4th in touch.

Dabei liegt die Pouchzelle 3 vorzugsweise über ihre gesamte Flachseite hinweg flächig an der Kühlplatte 4 an, um eine die Wärmeübertragung, insbesondere eine Konvektion, über eine möglichst große Fläche der Kühlplatte 4 zu ermöglichen. Die Oberfläche der Kühlplatten 4 ist vorzugsweise, insbesondere im Bereich einer Anliegefläche zwischen Kühlplatte 4 bzw. Kühlelement 2 und Pouchzelle 3, eben bzw. plan ausgebildet. Eine Kühlplatte 4 ist vorzugsweise, insbesondere im Bereich der Anliegefläche mit einem wärmeleitenden Lack beschichtet.The pouch cell is located here 3 preferably flat on the cooling plate over its entire flat side 4th in order to transfer heat, in particular convection, over the largest possible area of the cooling plate 4th to enable. The surface of the cooling plates 4th is preferred, in particular in the area of a contact surface between the cooling plate 4th or cooling element 2 and pouch cell 3 , flat or flat. A cold plate 4th is preferably coated with a thermally conductive paint, especially in the area of the contact surface.

Eine Kühlplatte 4 kann rechteckig und/oder vorteilhaft so beschaffen sein, dass sie randseitig, zumindest an einer Seite, über eine erfindungsgemäß angeordnete Pouchzelle 3 hinaussteht. Die Kühlplatten 4 einer Akkumulatoranordung 1 stehen bevorzugt an derselben Seite bzw. an denselben Seiten über die Pouchzellen 3 hinaus. In einem derart gebildeten Randbereich des Kühlelements 2 können beispielsweise zusätzliche Vorrichtungen oder Elemente angeordnet sein, ohne dass die Pouchzelle 3 in ihrer Ausdehnungsbewegung negativ beeinträchtigt ist.A cold plate 4th can be rectangular and / or advantageously designed in such a way that at the edge, at least on one side, it over a pouch cell arranged according to the invention 3 stands out. The cooling plates 4th an accumulator arrangement 1 are preferably on the same side or on the same sides above the pouch cells 3 out. In an edge region of the cooling element formed in this way 2 can For example, additional devices or elements can be arranged without the pouch cell 3 is adversely affected in its expansion movement.

Die in 1 dargestellten Kühlelemente 2 weisen in einem Randbereich vorzugsweise jeweils einen Zufluss 5 und einen Abfluss 6 für Kühlmedium auf. Durch den Zufluss 5 kann das Kühlmedium in ein Kühlelement 2 eingeleitet werden, um dieses zu durchfließen und zur Verbesserung der Kühlwirkung der Kühlelemente 2, insbesondere der Kühlplatten 4, auf die Pouchzellen 3, insbesondere durch Konvektion, beizutragen. Anschließend kann das Kühlmedium das Kühlelement 2 über den Abfluss 5 wieder verlassen.In the 1 cooling elements shown 2 each preferably have an inflow in an edge region 5 and a drain 6th for cooling medium. By the inflow 5 can the cooling medium in a cooling element 2 be initiated in order to flow through this and to improve the cooling effect of the cooling elements 2 , especially the cold plates 4th , on the pouch cells 3 , especially through convection. The cooling medium can then use the cooling element 2 over the drain 5 leave again.

Ein Abfluss 6 eines ersten Kühlelements 2 und ein Zufluss 5 eines zweiten Kühlelements 2 können dabei unmittelbar oder mittels einer, insbesondere flexiblen, Schlauchleitung miteinander verbunden sein und so benachbarte Kühlelemente 2 fluidisch miteinander verbinden. Es kann auch vorgesehen sein, nicht benachbarte Kühlelemente 2 über eine Kühlmittelleitung zu verbinden, um durch eine gezielte Führung des Kühlmediums zwischen verschiedenen Kühlelementen 2 die Kühlwirkung zu optimieren.A drain 6th a first cooling element 2 and a tributary 5 a second cooling element 2 can be connected to one another directly or by means of a hose line, in particular a flexible hose, and so adjacent cooling elements 2 connect fluidically with each other. It can also be provided that cooling elements that are not adjacent 2 to be connected via a coolant line in order to achieve a targeted guidance of the coolant between different cooling elements 2 to optimize the cooling effect.

2 zeigt beispielhaft eine teilweise Ansicht einer Akkumulatoranordnung nach 1 mit Pouchzellen die sich in einem ausgedehnten Zustand befinden. 2 shows, by way of example, a partial view of an accumulator arrangement according to FIG 1 with pouch cells that are in an expanded state.

In unbelastetem Zustand, wie in 1 dargestellt, verläuft eine Anliegefläche zwischen Kühlplatte 4 und Pouchzelle 3 im Wesentlichen geradlinig. Pouchzellen 3 könn sich jedoch, beispielsweise in Abhängigkeit von ihrem Ladungszustand oder eines Alterungsprozesses, ausdehnen, wie in 2 dargestellt. Infolge dieser Ausdehnung wirkt eine Kraft, insbesondere eine Druckkraft, in 2 durch Pfeile angedeutet, auf die anliegende Kühlplatte 4. Durch diese Kraftkann sich die Kühlplatte 4 verformen. Die Kühlplatte 4 kann vorteilhaft, zusätzlich zur ihrer Kühlfunktion, einen Schutz vor Beschädigung der Pouchzelle 3 durch punktuelle Belastungen bieten, da die Kühlplatte 4 die Ausdehnung der Pouchzelle 3 aufnimmt, wobei die Kühlplatte 4 derart ausgebildet ist, dass sie ein möglichst homogen geformtes Profil annimmt, insbesondere mit gleichmäßigen, stetigen Krümmungsradius.In unloaded condition, as in 1 shown, a contact surface runs between the cooling plate 4th and pouch cell 3 essentially straight forward. Pouch cells 3 can, however, expand, for example depending on their state of charge or an aging process, as in 2 shown. As a result of this expansion, a force, in particular a compressive force, acts in 2 indicated by arrows, on the adjacent cooling plate 4th . This force allows the cooling plate to move 4th deform. The cooling plate 4th can advantageously, in addition to its cooling function, protect the pouch cell from damage 3 through punctual loads, as the cooling plate 4th the expansion of the pouch cell 3 receives, the cooling plate 4th is designed in such a way that it assumes a profile that is as homogeneously shaped as possible, in particular with a uniform, constant radius of curvature.

Die Kühlplatten 4 sind dabei vorzugsweise derart ausgestaltet, dass eine elastische Verformung stattfindet, die Kühlplatte 4 also wieder in ihre Ausgangsform zurückkehrt, sobald die Belastung bzw. Krafteinwirkung nachlässt oder beendet ist. Bevorzugt sind die Kühlplatten 4 derart ausgebildet, dass eine Verformung wenigstens in einem Bereich der Kühlplatte 4 stattfindet, in dem die Pouchzelle 3 an der Kühlplatte 4 anliegt. Weiter bevorzugt sind die Kühlplatten 4 derart ausgebildet, dass die Verformung über den gesamten Querschnitt der Kühlplatte 4 erfolgt, um die einwirkende Kraft in eine möglichst homogene Biegung der Kühlplatte 4 umzuwandeln und somit eine möglichst gleichförmige Stützfläche für die Pouchzelle 3 zu bilden.The cooling plates 4th are preferably designed in such a way that elastic deformation takes place, the cooling plate 4th that is, it returns to its original shape as soon as the load or application of force subsides or has ended. The cooling plates are preferred 4th designed such that a deformation at least in one area of the cooling plate 4th takes place in which the pouch cell 3 on the cooling plate 4th is applied. The cooling plates are further preferred 4th designed in such a way that the deformation over the entire cross section of the cooling plate 4th takes place in order to bend the cooling plate into the most homogeneous possible bending of the acting force 4th to convert and thus a support surface for the pouch cell that is as uniform as possible 3 to build.

3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kühlelements 2 mit einer ersten Kühlplatte 4 und einer gegenüberliegenden zweiten Kühlplatte 4, die mit einem Rahmenelement 7, insbesondere fluiddicht, verbunden sind und eine Fluidkammer 8 für das Kühlmedium aufspannen. Das Rahmenelement 7 verschließt die gegenüberliegenden Kühlplatten 4 miteinander. Dabei kann das Rahmenelement 7 zumindest teilweise zwischen den Kühlplatten 4 angeordnet und mit diesen verbunden, beispielsweise verklebt, sein. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass das Rahmenelement 7 die Kühlplatten 4 randseitig zumindest teilweise umgreift. 3 shows a schematic sectional view of a first embodiment of a cooling element according to the invention 2 with a first cooling plate 4th and an opposing second cooling plate 4th that come with a frame element 7th , in particular fluid-tight, are connected and a fluid chamber 8th for the cooling medium. The frame element 7th closes the opposite cooling plates 4th together. The frame element 7th at least partially between the cooling plates 4th arranged and connected to these, for example glued. In a further embodiment it can be provided that the frame element 7th the cooling plates 4th At least partially engages around the edge.

In der Fluidkammer 8 kann wenigstens eine, insbesondere durchströmbare, Stützstruktur 9 angeordnet sein. Dabei ist die Stützstruktur 9 dazu eingerichtet, eine Verformung der Kühlplatten 4 derart zu begrenzen, dass ein Durchströmen der Fluidkammer 8 mit Kühlmedium dauerhaft ermöglicht ist. In anderen Worten wird durch das Vorsehen einer Stützstruktur 9 ein, durch ein einwirkende, insbesondere durch eine sich ausdehnende oder ausgedehnte Pouchzelle 3 bewirkte, Kraft hervorgerufenes, vollständiges Zusammenpressen der Kühlplatten 4 zueinander und ein damit einhergehendes Verschließen der Fluidkammer 8 verhindert.In the fluid chamber 8th can at least one, in particular through-flow, support structure 9 be arranged. Here is the support structure 9 set up to deform the cooling plates 4th to be limited in such a way that a flow through the fluid chamber 8th is permanently made possible with cooling medium. In other words, by providing a support structure 9 a, by an acting, in particular by an expanding or expanded pouch cell 3 caused, force-induced, complete compression of the cooling plates 4th to each other and an accompanying closure of the fluid chamber 8th prevented.

Die Stützstruktur 9 kann durch ein, vorzugsweise offenporig ausgebildetes, Abstandsgewirk gebildet sein und kann die Fluidkammer 8 ganz oder teilweise ausfüllen. Ein solches Abstandsgewirk kann aus einem Textil, einem Kunststoff oder einer Kombination hieraus gebildet sein. Vorzugsweise ist die Stützstruktur 9 einer Weise ausgebildet oder angeordnet, dass eine Fließrichtung des Kühlmediums oder eine Durchströmung der Fluidkammer 8 vorteilhaft beeinflusst ist, wie durch die Pfeile in 3, die die Fließrichtung symbolisieren, angedeutet ist. Die Stützstruktur 9 kann dabei einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein und/oder es können mehrere Stützstrukturen 9 vorgesehen sein.The support structure 9 can be formed by a, preferably open-pored, knitted spacer fabric and can be the fluid chamber 8th fill in completely or partially. Such a knitted spacer fabric can be formed from a textile, a plastic or a combination thereof. Preferably the support structure is 9 designed or arranged in a way that a flow direction of the cooling medium or a flow through the fluid chamber 8th is favorably influenced, as indicated by the arrows in 3 , which symbolize the direction of flow, is indicated. The support structure 9 can be made in one piece or in several parts and / or several support structures can be used 9 be provided.

In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlelements 2 dargestellt, wobei die Kühlplatten 4 als Halbschalen ausgebildet sind. Die Halbschalen sind randseitig, insbesondere fluiddicht, miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt, verlötet oder verklemmt, und spannen die Fluidkammer 8 für das Kühlmedium auf. Eine Kühlplatte 4 ist bevorzugt als einstückiges Urformteil, insbesondere aus einem Blechmaterial gebildet, insbesondere tiefgezogen. Als Blechmaterial kommen gut wärmeleitenden Metalle oder Metalllegierungen, wie beispielsweise Aluminium oder Aluminiumlegierungen in Betracht. Neben Metallwerkstoffen können auch andere gut wärmeleitende Werkstoffe eingesetzt werden.In 4th is a further embodiment of a cooling element according to the invention 2 shown with the cooling plates 4th are designed as half-shells. The half-shells are connected to one another at the edge, in particular in a fluid-tight manner, for example welded, soldered or clamped, and tension the fluid chamber 8th for the cooling medium on. A cold plate 4th is preferably formed as a one-piece molded part, in particular from a sheet metal material, in particular deep-drawn. Metals or metal alloys with good thermal conductivity, such as, for example, aluminum or aluminum alloys, can be used as sheet material. In addition to metal materials, other materials that conduct heat well can also be used.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Kühlelement 2 vorzugsweise einstückig ausgebildet ist. Hierbei ist die Kühlplatte 4 vorzugsweise durch eine Außenwand eines Hohlkörpers oder eine äußere, vorzugsweise fluiddichte, Schicht eines, vorzugsweise offenporigen, Metallschaumkörpers gebildet.In a further embodiment, the cooling element is 2 is preferably formed in one piece. Here is the cooling plate 4th preferably formed by an outer wall of a hollow body or an outer, preferably fluid-tight, layer of a, preferably open-pored, metal foam body.

Wie in 4 dargestellt, kann die Stützstruktur 9 die gesamte Fluidkammer 8 des Kühlelements 2 füllen und ist beispielsweise durch ein durchströmbares, insbesondere offenporiges, druckstabiles Gewebe oder ein Textil gebildet, um so vorzugsweise über die gesamte Fläche der Fluidkammer 8 eine Druckstabilität des Kühlelements 2 zu verbessern.As in 4th shown, the support structure 9 the entire fluid chamber 8th of the cooling element 2 fill and is formed, for example, by a flowable, in particular open-pored, pressure-stable fabric or a textile, so preferably over the entire surface of the fluid chamber 8th a pressure stability of the cooling element 2 to improve.

Das Abstandsgewirk kann dabei so ausgebildet sein, dass eine vorteilhafte Leitung des Kühlmediums in der gesamten Fluidkammer 8 erfolgt und somit die Kühlwirkung des Kühlmittels über eine möglichst große Wirkfläche genutzt werden kann. Hierzu können vorzugsweise Leitungskanäle oder fluidleitende Gewebestrukturen in und/oder an dem Abstandsgewirk vorgesehen sein.The knitted spacer can be designed in such a way that an advantageous conduction of the cooling medium in the entire fluid chamber 8th takes place and thus the cooling effect of the coolant can be used over the largest possible effective area. For this purpose, conduit channels or fluid-conducting fabric structures can preferably be provided in and / or on the knitted spacer fabric.

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

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2012/136439 [0003]WO 2012/136439 [0003]

Claims (11)

Akkumulatoranordnung (1) für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend mehrere Batteriezellen, insbesondere Pouchzellen (3), wobei die Pouchzellen (3) einen Zellstapel bilden, und eine Kühlanordnung mit mindestens einem von einem Kühlmedium durchströmbaren Kühlelement (2), wobei das Kühlelement (2) eine erste und eine zweite Kühlplatte (4) aufweist, wobei die Kühlplatten (4) derart verschlossen sind, dass sie innenseitig eine Fluidkammer (8) für Kühlmedium aufspannen und wobei eine Außenseite wenigstens einer der Kühlplatten (4) wärmeübertragend an einer Flachseite einer zugeordneten Pouchzelle (3) angeordnet ist und wobei die wenigstens eine der Kühlplatten (4) derart ausgebildet ist, dass diese sich bei einer Krafteinwirkung, welche von der Pouchzelle (3) ausgeht, verformen kann, um ein Auftreten von Punktbelastungen an und/oder in der Pouchzelle (3) wenigstens zu verringern.Accumulator arrangement (1) for a hybrid or electric vehicle, having a plurality of battery cells, in particular pouch cells (3), the pouch cells (3) forming a cell stack, and a cooling arrangement with at least one cooling element (2) through which a cooling medium can flow, the cooling element ( 2) has a first and a second cooling plate (4), the cooling plates (4) being closed in such a way that they span a fluid chamber (8) for cooling medium on the inside and an outer side of at least one of the cooling plates (4) transferring heat on a flat side of a associated pouch cell (3) and wherein the at least one of the cooling plates (4) is designed such that it can deform when a force is exerted from the pouch cell (3) in order to prevent point loads from occurring on and / or in to reduce the pouch cell (3) at least. Akkumulatoranordnung (1) nach Anspruch 1, wobei die Kühlplatte (4) derart ausgebildet ist, dass kritische Verformungsradien einer Umhüllung der Pouchzelle (3) vermieden werden.Accumulator arrangement (1) according to Claim 1 , wherein the cooling plate (4) is designed in such a way that critical deformation radii of an envelope of the pouch cell (3) are avoided. Akkumulatoranordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die wenigstens eine Kühlplatte (4) der artausgebildet ist, dass die Pouchzelle (3) in einem Bereich einer Anliegefläche an der Kühlplatte (4) anliegt und dass eine Kraft und/oder Verformung der Pouchzelle (3), derart von der Kühlplatte (4) aufgenommen wird, dass eine elastische Verformung der Kühlplatte (4) über den Querschnitt der Anliegefläche erfolgt.Accumulator arrangement (1) according to Claim 1 or 2 , wherein the at least one cooling plate (4) is designed in such a way that the pouch cell (3) rests against the cooling plate (4) in an area of a contact surface and that a force and / or deformation of the pouch cell (3) in such a way from the cooling plate ( 4) is recorded that an elastic deformation of the cooling plate (4) takes place over the cross section of the contact surface. Akkumulatoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anliegefläche der Kühlplatte (4) in ihrer Flächenerstreckung der Größe der Flachseite der zugeordneten Flachseite der Pouchzelle (3) im Wesentlichen entspricht.Accumulator arrangement (1) according to one of the preceding claims, the contact surface of the cooling plate (4) essentially corresponding in its surface extension to the size of the flat side of the associated flat side of the pouch cell (3). Akkumulatoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühlplatte (4) in ihrer Flächenerstreckung größer ist als die Größe der Flachseite der zugeordneten Flachseite der Pouchzelle (3).Accumulator arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the surface extension of the cooling plate (4) is greater than the size of the flat side of the associated flat side of the pouch cell (3). Akkumulatoranordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Stützstruktur (9) oder mehrere Stützstrukturen (9) in der Fluidkammer (8) angeordnet ist oder sind, welche einen Abstand, insbesondere einen minimalen Abstand, der Kühlplatten (4) zueinander definiert.Accumulator arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein a support structure (9) or several support structures (9) is or are arranged in the fluid chamber (8), which defines a distance, in particular a minimum distance, of the cooling plates (4) from one another. Akkumulatoranordnung (1) nach Anspruch 6, wobei die Stützstruktur (9) von Kühlmedium durchströmbar ist, insbesondere offenporig ausgebildet ist, und vorzugsweise aus einem Abstandsgewirk, einem Textil und/oder einem Kunststoff gebildet ist.Accumulator arrangement (1) according to Claim 6 wherein the support structure (9) can be flowed through by cooling medium, is in particular designed with open pores, and is preferably formed from a knitted spacer, a textile and / or a plastic. Akkumulatoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühlplatten (4) von einem Rahmenelement (7) fluiddicht verschlossen sind.Accumulator arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the cooling plates (4) are closed in a fluid-tight manner by a frame element (7). Akkumulatoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühlplatten (4) als Halbschalen ausgebildet sind.Accumulator arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the cooling plates (4) are designed as half-shells. Akkumulatoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen zwei benachbarten Kühlelementen (2) jeweils eine Pouchzelle (3), insbesondere vorgespannt, angeordnet ist.Accumulator arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein a pouch cell (3), in particular preloaded, is arranged between two adjacent cooling elements (2). Akkumulatoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kühlelement (2) einen Zufluss (5) und einen Abfluss (6) aufweist, wobei zwei, vorzugsweise benachbarte, Kühlelemente (2) mittels einer Fluidleitung verbindbar sind.Battery arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the cooling element (2) has an inlet (5) and an outlet (6), two, preferably adjacent, cooling elements (2) being connectable by means of a fluid line.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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