DE102019210765A1 - Battery module - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul mit einer Mehrzahl an Batteriezellen (2), insbesondere Lithium-Ionen-Batteriezellen (20), welche ein elektrochemische Komponenten der jeweiligen Batteriezellen (2) aufnehmendes Batteriezellengehäuse (3) aufweisen, und welche in einem Batteriemodulgehäuse (4) aufgenommen sind, wobei die Batteriezellen (2) jeweils ein an dem Batteriezellengehäuse (3) angeordnetes und das Batteriezellengehäuse (3) umlaufend angeordnetes erstes Dichtelement (5) sowie ein an dem Batteriezellengehäuse (3) angeordnetes und das Batteriezellengehäuse (3) umlaufend angeordnetes zweites Dichtelement (6) umfassen, welche beabstandet voneinander in einer Längsrichtung (7) der Batteriezelle (2) angeordnet sind, wobei das Batteriemodulgehäuse (4) weiterhin Batteriezellaufnahmen (8) ausbildet, welche jeweils zu einer Aufnahme einer Batteriezelle (2) ausgebildet sind, wobei die Batteriezellaufnahmen jeweils eine durch das Batteriemodulgehäuse hindurch verlaufende Öffnung (9) und ein Rastelement (10) umfasst, wobei das erste Dichtelement (5) jeweils einer Batteriezelle (2) formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Rastelement (10) einer ersten Batteriezellaufnahme (81) verbunden ist und das zweite Dichtelement (6) der jeweiligen Batteriezelle (2) in der Art formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Rastelement (10) einer zweiten Batteriezellaufnahme (82) verbunden ist.The invention relates to a battery module with a plurality of battery cells (2), in particular lithium-ion battery cells (20), which have a battery cell housing (3) which accommodates electrochemical components of the respective battery cells (2) and which is accommodated in a battery module housing (4) The battery cells (2) each have a first sealing element (5) arranged on the battery cell housing (3) and a first sealing element (5) arranged around the battery cell housing (3) and a second sealing element (3) arranged around the battery cell housing (3). 6), which are arranged at a distance from one another in a longitudinal direction (7) of the battery cell (2), the battery module housing (4) also forming battery cell receptacles (8), each of which is designed to accommodate a battery cell (2), the battery cell receptacles one opening (9) and one through the battery module housing comprises a latching element (10), the first sealing element (5) of each battery cell (2) being positively and / or non-positively connected to the latching element (10) of a first battery cell receptacle (81) and the second sealing element (6) of the respective battery cell ( 2) is connected to the latching element (10) of a second battery cell receptacle (82) in a form-fitting and / or force-fitting manner.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Batteriemodul.The invention is based on a battery module.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass ein Batteriemodul eine Mehrzahl an einzelnen Batteriezellen aufweist, welche jeweils einen positiven Spannungsabgriff und einen negativen Spannungsabgriff aufweisen, wobei zu einer elektrisch leitenden seriellen und/oder parallelen Verbindung der Mehrzahl an Batteriezellen untereinander die jeweiligen Spannungsabgriffe elektrisch leitend miteinander verbunden sind und somit zu dem Batteriemodul zusammengeschaltet werden. Batteriemodule ihrerseits werden zu Batterien bzw. zu Batteriesystemen zusammengeschaltet. Aufgrund einer Vielzahl an möglichen, verschiedenen Fahrzeugbauräumen sind variable Modulgrößen anzustreben, um den vorhandenen Bauraum optimal ausnutzen zu können.It is known from the prior art that a battery module has a plurality of individual battery cells, each of which has a positive voltage tap and a negative voltage tap, the respective voltage taps being electrical for an electrically conductive serial and / or parallel connection of the plurality of battery cells to one another are conductively connected to one another and thus interconnected to form the battery module. Battery modules for their part are interconnected to form batteries or battery systems. Due to the large number of possible, different vehicle installation spaces, variable module sizes are desirable in order to be able to make optimal use of the available installation space.

Weiterhin erwärmen sich die Batteriezellen eines Batteriemoduls, wie beispielsweise Lithium-Ionen-Batteriezellen oder Lithium-Polymer-Batteriezellen, während eines Betriebes bedingt durch chemische Wandlungsprozesse und aufgrund ihres elektrischen Widerstandes bei einer Leistungsabgabe oder einer Leistungsaufnahme. Insbesondere bei einer vergleichbar schnellen Energieabgabe bzw. Energieaufnahme sind diese Prozesse vergleichbar ausgeprägt. Je leistungsfähiger eine Batterie bzw. ein Batteriemodul ist, desto ausgeprägter ist auch die entstehende Erwärmung und damit einhergehend die Anforderungen an ein effizientes Temperiersystem. Um die Sicherheit eines Batteriemoduls zu erhöhen und auch die Leistungsfähigkeit der Batteriezellen sicherzustellen, sind die Batteriezellen eines Batteriemoduls zu heizen und zu kühlen, um diese möglichst in einem bestimmten Temperaturbereich betreiben zu können, so dass beispielsweise ein erhöhtes Alterungsverhalten bzw. eine Zersetzung der Zellchemie verhindert werden kann.Furthermore, the battery cells of a battery module, such as lithium-ion battery cells or lithium-polymer battery cells, heat up during operation due to chemical conversion processes and due to their electrical resistance when power is output or power consumption. In particular with a comparably fast energy release or energy consumption, these processes are equally pronounced. The more powerful a battery or a battery module, the more pronounced the temperature rise and the associated requirements for an efficient temperature control system. In order to increase the safety of a battery module and also to ensure the performance of the battery cells, the battery cells of a battery module must be heated and cooled in order to be able to operate them in a certain temperature range, so that, for example, an increased aging behavior or a decomposition of the cell chemistry is prevented can be.

Überwiegend sind die Batteriezellen jedoch zu kühlen.Most of the time, however, the battery cells need to be cooled.

Beispielsweise können die Batteriezellen mit einem elektrisch nicht leitenden Kühlfluid umspült werden. Hierbei ist eine Abdichtung des Strömungsraumes, in welchem das Kühlfluid strömt, gegenüber einer Umgebung des Batteriemoduls auszubilden.For example, the battery cells can be washed around with an electrically non-conductive cooling fluid. In this case, the flow space in which the cooling fluid flows must be sealed against the surroundings of the battery module.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ein Batteriemodul mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs bietet den Vorteil, dass eine einfache und zuverlässige Temperierung von Batteriezellen des Batteriemoduls möglich ist und insbesondere eine zuverlässige Abdichtung eines Strömungsraumes ausgebildet werden kann.A battery module with the features of the independent claim offers the advantage that simple and reliable temperature control of battery cells of the battery module is possible and, in particular, reliable sealing of a flow space can be formed.

Dazu wird erfindungsgemäß ein Batteriemodul mit einer Mehrzahl an Batteriezellen zur Verfügung gestellt. Insbesondere sind die Batteriezellen als Lithiumlonen-Batteriezellen ausgebildet.For this purpose, according to the invention, a battery module with a plurality of battery cells is made available. In particular, the battery cells are designed as lithium ion battery cells.

Die Batteriezellen weisen jeweils ein Batteriezellengehäuse auf, welches elektrochemische Komponenten der jeweiligen Batteriezelle aufnimmt.The battery cells each have a battery cell housing which accommodates electrochemical components of the respective battery cell.

Weiterhin sind die Batteriezellen in einem Batteriemodulgehäuse aufgenommen. Ferner umfassen die Batteriezellen jeweils ein erstes Dichtelement, welches an dem Batteriezellgehäuse angeordnet ist und welches das Batteriezellengehäuse umlaufend angeordnet ist, sowie ein zweites Dichtelement, welches an dem Batteriezellgehäuse angeordnet ist und welches das Batteriezellengehäuse umlaufend angeordnet ist.Furthermore, the battery cells are accommodated in a battery module housing. Furthermore, the battery cells each comprise a first sealing element which is arranged on the battery cell housing and which is arranged around the battery cell housing, and a second sealing element which is arranged on the battery cell housing and which is arranged around the battery cell housing.

Das erste Dichtelement und das zweite Dichtelement sind in einer Längsrichtung der Batteriezelle beabstandet voneinander angeordnet.The first sealing element and the second sealing element are arranged at a distance from one another in a longitudinal direction of the battery cell.

Das Batteriemodulgehäuse bildet weiterhin Batteriezellenaufnahmen aus, welche jeweils zu einer Aufnahme einer Batteriezelle ausgebildet sind. Dabei umfassen die Batteriezellenaufnahmen jeweils eine durch das Batteriemodulgehäuse hindurch verlaufende Öffnung und ein Rastelement.The battery module housing also forms battery cell receptacles, each of which is designed to accommodate a battery cell. The battery cell receptacles each comprise an opening running through the battery module housing and a latching element.

Das erste Dichtelement jeweils einer Batteriezelle ist formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Rastelement einer ersten Batteriezellenaufnahme verbunden und das zweite Dichtelement der jeweiligen Batteriezelle ist formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Rastelement einer zweiten Batteriezellenaufnahme verbunden.The first sealing element of each battery cell is positively and / or non-positively connected to the latching element of a first battery cell receptacle and the second sealing element of the respective battery cell is positively and / or positively connected to the latching element of a second battery cell receptacle.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.The measures listed in the dependent claims make advantageous developments and improvements of the device specified in the independent claim possible.

Zweckmäßigerweise ist die Mehrzahl an Batteriezellen jeweils als zylindrische Batteriezellen ausgebildet. Zylindrische Batteriezellen sind auch als Rundzellen bekannt. Dies bietet den Vorteil, dass das erste Dichtelement und das zweite Dichtelement auf vergleichbar einfache Weise an den Batteriezellengehäusen angeordnet werden können.The plurality of battery cells is expediently designed as cylindrical battery cells. Cylindrical battery cells are also known as round cells. This offers the advantage that the first sealing element and the second sealing element can be arranged on the battery cell housings in a comparably simple manner.

Es ist von Vorteil, wenn das Batteriemodulgehäuse aus einem polymeren Werkstoff ausgebildet ist. Insbesondere kann das Batteriemodulgehäuse somit als einteiliges Spritzgussteil ausgeführt sein.It is advantageous if the battery module housing is made from a polymer material. In particular, the battery module housing can thus be designed as a one-piece injection-molded part.

Weiterhin ist es auch von Vorteil, wenn das erste Dichtelement und das zweite Dichtelement aus einem elastomeren Werkstoff ausgebildet sind. Dies bietet den Vorteil, dass das erste Dichtelement und das zweite Dichtelement elastisch ausgebildet werden können und somit zum einen auf einfache Weise an dem Batteriezellengehäuse angeordnet werden können und zum anderen eine zuverlässige Abdichtung ausgebildet werden kann.Furthermore, it is also advantageous if the first sealing element and the second sealing element are made from an elastomeric material. This offers the advantage that the first sealing element and the second sealing element can be designed to be elastic and thus, on the one hand, can be arranged in a simple manner on the battery cell housing and, on the other hand, a reliable seal can be formed.

Um die jeweiligen Dichtelemente um die Batteriezelle bzw. deren Batteriezellengehäuse herum anzuordnen, können diese kurzzeitig aufgeweitet und anschließend um das Batteriezellengehäuse herum angeordnet werden. Insbesondere kann hierbei auch eine Batteriezelle in das jeweilige Dichtelement eingeschoben werden.In order to arrange the respective sealing elements around the battery cell or its battery cell housing, they can be briefly expanded and then arranged around the battery cell housing. In particular, a battery cell can also be pushed into the respective sealing element.

Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung erstreckt sich das zweite Dichtelement weiter in von dem Batteriezellengehäuse abgewandter Richtung von dem Batteriezellengehäuse als das erste Dichtelement. Insbesondere ist diese abgewandte Richtung senkrecht zu den Batteriezellengehäusen angeordnet. Beispielsweise kann die abgewandte Richtung bei zylindrischen Batteriezellen in radialer Richtung weisen. Dadurch ist es möglich, eine einfache Herstellung des Batteriemoduls zu ermöglichen, insbesondere da die Batteriezellen mit dem ersten Dichtelement voran in das Batteriemodulgehäuse eingeschoben werden können und somit das jeweilige erste Dichtelement ohne Berührung bzw. spürbare Verpressung durch die Öffnung der Batteriezellenaufnahme des zweiten Dichtelements hindurchgeschoben werden kann.According to a preferred aspect of the invention, the second sealing element extends further from the battery cell housing in a direction facing away from the battery cell housing than the first sealing element. In particular, this averted direction is arranged perpendicular to the battery cell housings. For example, in the case of cylindrical battery cells, the opposite direction can point in the radial direction. This makes it possible to easily manufacture the battery module, in particular since the battery cells can be pushed into the battery module housing with the first sealing element first and the respective first sealing element can thus be pushed through the opening of the battery cell receptacle of the second sealing element without touching or noticeably pressing can.

Bevorzugt ist es auch, wenn die ersten Batteriezellenaufnahmen jeweils Anschlagselemente ausbilden, an welchen das Batteriezellengehäuse, insbesondere eine Stirnfläche, und/oder das erste Dichtelement unmittelbar mechanisch anliegen. Somit ist es möglich, eine zuverlässige Begrenzung beispielsweise für ein Einschieben der jeweiligen Batteriezelle zur Verfügung zu stellen.It is also preferred if the first battery cell receptacles each form stop elements on which the battery cell housing, in particular an end face, and / or the first sealing element bear directly mechanically. It is thus possible to provide a reliable limitation, for example for inserting the respective battery cell.

Besonders bevorzugt sind die ersten Batteriezellaufnahmen und die zweiten Batteriezellaufnahmen einander gegenüberliegend angeordnet. Mittels einer solchen Ausbildung ist ein besonders einfacher Aufbau möglich.The first battery cell receptacles and the second battery cell receptacles are particularly preferably arranged opposite one another. A particularly simple structure is possible by means of such a design.

Vorteilhafterweiße sind das erste Dichtelement und das zweite Dichtelement mittels eines zwischen dem ersten Dichtelement und dem zweiten Dichtelement angeordneten dritten Dichtelements verbunden. Weiterhin bedeckt das dritte Dichtelement die Oberfläche des Batteriezellengehäuses. Hierdurch kann ein von Kühlfluid umströmbarer Bereich des Batteriezellengehäuses elektrisch isoliert werden, wodurch beispielsweise auch elektrisch leitende Temperierfluide, wie beispielsweise Mischungen aus Wasser und Glykol, eingesetzt werden können. Insbesondere ist hierdurch eine Dichthülse ausgebildet, welche das erste Dichtelement, das zweite Dichtelement und das dritte Dichtelement umfasst. Eine solche Dichthülse kann beispielsweise über die jeweilige Batteriezelle geschoben werden. Aufgrund einer vergleichbar dünn ausbildbaren Wandstärke des dritten Dichtelements kann ein vergleichbar guter Wärmeübergang zur Verfügung gestellt werden kann. Es kann somit also gleichzeitig eine Möglichkeit zur Isolation und Abdichtung ausgebildet werden. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass die Funktionen Dichten und Isolieren durch eine solche Dichthülse vereint werden können. Das erste Dichtelement und das zweite Dichtelement dienen also zu einer Abdichtung eines Strömungsraums, in welchem Temperierfluid strömen kann, und das dritte Dichtelement dient im Wesentlichen einer elektrischen Isolation der Batteriezelle bzw. deren Batteriezellgehäuse.The first sealing element and the second sealing element are advantageously connected by means of a third sealing element arranged between the first sealing element and the second sealing element. Furthermore, the third sealing element covers the surface of the battery cell housing. As a result, an area of the battery cell housing around which cooling fluid can flow can be electrically insulated, so that, for example, electrically conductive temperature control fluids such as mixtures of water and glycol can also be used. In particular, a sealing sleeve is thereby formed which comprises the first sealing element, the second sealing element and the third sealing element. Such a sealing sleeve can be pushed over the respective battery cell, for example. A comparably good heat transfer can be made available due to a comparably thin wall thickness of the third sealing element. A possibility for insulation and sealing can thus be formed at the same time. In other words, this means that the sealing and insulating functions can be combined by such a sealing sleeve. The first sealing element and the second sealing element thus serve to seal a flow space in which temperature control fluid can flow, and the third sealing element essentially serves to electrically isolate the battery cell or its battery cell housing.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der einzigen Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are shown in the single drawing and explained in more detail in the description below.

Es zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls.
It shows:
  • 1 a schematic representation of a battery module according to the invention.

Die einzige 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls 1.The only 1 shows a schematic representation of a battery module according to the invention 1 .

Das Batteriemodul 1 weist eine Mehrzahl an Batteriezellen 2 auf, welche insbesondere als Lithium-Ionen-Batteriezellen 20 ausgebildet sind. Die Batteriezellen 2 weisen weiterhin ein Batteriezellengehäuses 3 auf, in welchem in der 1 nicht zu erkennende elektrochemische Komponenten der jeweiligen Batteriezelle 2 aufgenommen sind. Weiterhin sind die Batteriezellen 2 gemäß dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel als zylindrische Batteriezellen 200 ausgebildet. Üblicherweise umfassen zylindrische Batteriezellen 200 einander gegenüberliegend und parallel zueinander angeordnete, kreisförmige Stirnflächen, welche mittels einer Mantelfläche miteinander verbunden sind.The battery module 1 has a plurality of battery cells 2 on, which in particular as lithium-ion battery cells 20th are trained. The battery cells 2 furthermore have a battery cell housing 3 on which in the 1 Unrecognizable electrochemical components of the respective battery cell 2 are included. Furthermore, the battery cells are 2 according to the 1 embodiment shown as cylindrical battery cells 200 educated. Typically, cylindrical battery cells comprise 200 Opposite and parallel to one another, circular end faces which are connected to one another by means of a lateral surface.

Die Batteriezellen 2 sind in einem Batteriemodulgehäuse 4 des Batteriemoduls 1 aufgenommen. Das Batteriemodulgehäuse 4 ist hierbei aus einem polymeren Werkstoff 40 ausgebildet. Insbesondere kann das aus einem polymeren Werkstoff 40 ausgebildete Batteriemodulgehäuse 4 als einteiliges Spritzgussteil ausgeführt sein.The battery cells 2 are in a battery module housing 4th of the battery module 1 recorded. The battery module housing 4th is made of a polymer material 40 educated. In particular, it can be made from a polymer material 40 trained battery module housing 4th be designed as a one-piece injection molded part.

Aus der 1 ist weiterhin zu erkennen, dass die Batteriezellen 2 jeweils ein erstes Dichtelement 5 und ein zweites Dichtelement 6 umfassen. Das erste Dichtelement 5 und das zweite Dichtelement 6 sind dabei jeweils an den Batteriezellgehäusen 3 angeordnet und sind weiterhin das jeweilige Batteriezellengehäuse 3 umlaufend angeordnet. Darunter soll allgemein verstanden sein, dass das erste Dichtelement 5 bzw. das zweite Dichtelement 6 jeweils das Batteriezellengehäuse 3 mechanisch kontaktieren und weiterhin über dem gesamten Umfang des Batteriezellengehäuses 3 angeordnet sind.From the 1 it can also be seen that the battery cells 2 a first sealing element each 5 and a second sealing element 6th include. The first sealing element 5 and the second sealing element 6th are each on the battery cell housings 3 arranged and are still the respective battery cell housing 3 arranged all around. This should generally be understood to mean that the first sealing element 5 or the second sealing element 6th each the battery cell housing 3 mechanically contact and continue over the entire circumference of the battery cell housing 3 are arranged.

Zudem zeigt die 1 auch, dass das erste Dichtelement 5 und das zweite Dichtelement 6 in einer Längsrichtung 7 der Batteriezelle 2 beabstandet voneinander angeordnet sind.In addition, the 1 also that the first sealing element 5 and the second sealing element 6th in a longitudinal direction 7th the battery cell 2 are spaced apart from each other.

Gemäß dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind das erste Dichtelement 5 und das zweite Dichtelement 6 mittels eines dritten Dichtelements 11 verbunden. Das dritte Dichtelement 11 ist dabei zwischen dem ersten Dichtelement 5 und dem zweiten Dichtelement 6 angeordnet und bedeckt die Oberfläche des Batteriezellengehäuses 3. Dadurch ist es möglich, die jeweilige Batteriezelle 2 in dem von Temperierfluid umströmten Bereich elektrisch zu isolieren, so dass beispielsweise auch eine Mischung aus Wasser und Glykol als Temperierfluids nutzbar ist.According to the 1 The embodiment shown are the first sealing element 5 and the second sealing element 6th by means of a third sealing element 11 connected. The third sealing element 11 is between the first sealing element 5 and the second sealing element 6th arranged and covers the surface of the battery cell case 3 . This makes it possible to use the respective battery cell 2 to be electrically insulated in the area around which the temperature control fluid flows, so that, for example, a mixture of water and glycol can also be used as temperature control fluid.

Insbesondere sind das erste Dichtelement 5, das zweite Dichtelement 6 und das dritte Dichtelement 11 aus einem elastomeren Werkstoff 12 ausgebildet. Weiterhin bevorzugt sind das erste Dichtelement 5, das zweite Dichtelement 6 und das dritte Dichtelement 11 einteilig miteinander ausgeführt.In particular, the first sealing element 5 , the second sealing element 6th and the third sealing element 11 made of an elastomeric material 12 educated. The first sealing element is also preferred 5 , the second sealing element 6th and the third sealing element 11 executed in one piece with each other.

Das Batteriemodulgehäuse 4 bildet weiterhin Batteriezellenaufnahmen 8 aus, welche jeweils zu einer Aufnahme einer Batteriezelle 2 ausgebildet sind. An dieser Stelle sei hierzu angemerkt, dass insbesondere die rechte der drei Batteriezellen 2 noch nicht vollständig in den jeweiligen Batteriezellaufnahmen 8 aufgenommen ist. Dadurch ist zu erkennen, dass die Batteriezellenaufnahmen 8 jeweils eine durch das Batteriemodulgehäuse 4 hindurch verlaufende Öffnung 9 und ein Rastelement 10 umfassen.The battery module housing 4th continues to form battery cell receptacles 8th from which each to a inclusion of a battery cell 2 are trained. At this point it should be noted that in particular the right of the three battery cells 2 not yet completely in the respective battery cell receptacles 8th is recorded. This shows that the battery cell receptacles 8th one at a time through the battery module housing 4th opening through it 9 and a locking element 10 include.

Das erste Dichtelement 5 jeweils einer Batteriezelle 2 ist formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Rastelement 10 einer ersten Batteriezellaufnahme 81 verbunden. Des Weiteren ist das zweite Dichtelement 6 dieser Batteriezelle 2 formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Rastelement 10 einer zweiten Batteriezellaufnahme 82 verbunden.The first sealing element 5 one battery cell each 2 is form-fitting and / or force-fitting with the locking element 10 a first battery cell holder 81 connected. Furthermore is the second sealing element 6th this battery cell 2 form-fitting and / or force-fitting with the locking element 10 a second battery cell holder 82 connected.

Bevorzugt sind die ersten Batteriezellaufnahme 81 und die zweiten Batteriezellenaufnahmen 82 einander gegenüberliegend angeordnet. Insbesondere die erste Batteriezellaufnahme 81 und die zweite Batteriezellaufnahme 82, welche gemeinsam eine Batteriezelle 2 aufnehmen, sind einander gegenüberliegend angeordnet.The first battery cell receptacles are preferred 81 and the second battery cell receptacles 82 arranged opposite one another. In particular the first battery cell holder 81 and the second battery cell receptacle 82 , which share a battery cell 2 record are arranged opposite one another.

Zudem ist aus der 1 zu erkennen, dass die ersten Batteriezellaufnahmen 81 jeweils Anschlagselemente 13 ausbilden. An solchen Anschlagselementen 13 können die Batteriezellgehäuse 3, insbesondere eine Stirnfläche bei zylindrischen Batteriezellen 200, und/oder das erste Dichtelement 5 unmittelbar mechanisch anlegen. Dadurch ist es möglich, dass Einschieben einer Batteriezelle 2 definiert zu begrenzen. Beispielsweise kann das Anschlagselement 13 als Hinterschnitt 130 ausgeführt sein.In addition, from the 1 to see that the first battery cell recordings 81 each stop elements 13th form. At such stop elements 13th can use the battery cell housing 3 , especially an end face for cylindrical battery cells 200 , and / or the first sealing element 5 apply immediately mechanically. This makes it possible to insert a battery cell 2 defined limit. For example, the stop element 13th as an undercut 130 be executed.

An dieser Stelle sei hierzu angemerkt, dass wie bereits erwähnt die rechte der drei Batteriezellen 2 nicht vollständig in den jeweiligen Batteriezellaufnahme 8 aufgenommen ist. Insbesondere werden zu einer Anordnung der Batteriemodulgehäuse 4 die Batteriezellen 2 in der Längsrichtung 7 in das Batteriemodulgehäuse 4 eingeschoben. Das Einschieben erfolgt dabei in der Art, dass die Batteriezelle 2 mit dem ersten Dichtelement 5 voran durch die Öffnung 9 der zweiten Batteriezellaufnahme 82 hindurch geschoben wird. Die Batteriezelle 2 wird dabei so weit in das Batteriemodulgehäuse 4 eingeschoben, bis das erste Dichtelement 5 durch die erste Batteriezellaufnahme 81 formschlüssig und/oder kraftschlüssig aufgenommen ist und bis das zweite Dichtelement 6 durch die zweite Batteriezellaufnahme 82 formschlüssig und/oder kraftschlüssig aufgenommen ist. Die Krafteinleitung kann dabei beispielsweise über einen Zellboden erfolgen, welcher bei zylindrisch ausgebildeten Batteriezellen 200 einer der beiden Stirnflächen entspricht. Insbesondere kann das Einschieben durch das Anschlagselement 13 begrenzt sein.At this point it should be noted that, as already mentioned, the right of the three battery cells 2 not completely in the respective battery cell holder 8th is recorded. In particular, the battery module housings become an arrangement 4th the battery cells 2 in the longitudinal direction 7th into the battery module housing 4th inserted. The insertion takes place in such a way that the battery cell 2 with the first sealing element 5 advance through the opening 9 the second battery cell holder 82 is pushed through. The battery cell 2 is so far into the battery module housing 4th pushed in until the first sealing element 5 through the first battery cell holder 81 is positively and / or non-positively received and until the second sealing element 6th through the second battery cell holder 82 is positively and / or positively received. The introduction of force can take place, for example, via a cell base, which in the case of cylindrical battery cells 200 corresponds to one of the two end faces. In particular, it can be pushed in through the stop element 13th be limited.

Damit ein solches Einschieben erleichtert werden kann, erstreckt sich das zweite Dichtelement 6 jeweils weiter in von den Batteriezellengehäuse 3 abgewandter Richtung von dem Batteriezellengehäuse 3 als das erste Dichtelement 5. Des Weiteren kann es bevorzugt sein, dass die Öffnungen 9 der zweiten Batteriezellaufnahme 82 einen größeren Durchmesser aufweist als die Öffnung 9 der ersten Batteriezellaufnahme 81.The second sealing element extends so that such insertion can be facilitated 6th each further in from the battery cell housing 3 facing away from the battery cell housing 3 as the first sealing element 5 . Furthermore, it can be preferred that the openings 9 the second battery cell holder 82 has a larger diameter than the opening 9 the first battery cell holder 81 .

Insgesamt ist mit einer solchen Ausbildung eines Batteriemoduls 1 innerhalb des Batteriemodulgehäuses 4 ein Strömungsraum 14 für eine Durchströmung mit einem Temperierfluids, insbesondere einer Temperierflüssigkeit und bevorzugt einer Kühlflüssigkeit, ausgebildet, welcher durch das erste Dichtelement 5, das zweite Dichtelement 6 und das Batteriemodulgehäuse 4 sowie die Batteriezellen 2 bzw. das dritte Dichtelement 11 begrenzt ist.Overall, a battery module with such a design 1 inside the battery module housing 4th a flow space 14th designed for a flow of a temperature control fluid, in particular a temperature control liquid and preferably a cooling liquid, which through the first sealing element 5 , the second sealing element 6th and the battery module housing 4th as well as the battery cells 2 or the third sealing element 11 is limited.

Claims (8)

Batteriemodul mit einer Mehrzahl an Batteriezellen (2), insbesondere Lithium-Ionen-Batteriezellen (20), welche ein elektrochemische Komponenten der jeweiligen Batteriezellen (2) aufnehmendes Batteriezellengehäuse (3) aufweisen, und welche in einem Batteriemodulgehäuse (4) aufgenommen sind, wobei die Batteriezellen (2) jeweils ein an dem Batteriezellengehäuse (3) angeordnetes und das Batteriezellengehäuse (3) umlaufend angeordnetes erstes Dichtelement (5) sowie ein an dem Batteriezellengehäuse (3) angeordnetes und das Batteriezellengehäuse (3) umlaufend angeordnetes zweites Dichtelement (6) umfassen, welche beabstandet voneinander in einer Längsrichtung (7) der Batteriezelle (2) angeordnet sind, wobei das Batteriemodulgehäuse (4) weiterhin Batteriezellaufnahmen (8) ausbildet, welche jeweils zu einer Aufnahme einer Batteriezelle (2) ausgebildet sind, wobei die Batteriezellaufnahmen jeweils eine durch das Batteriemodulgehäuse hindurch verlaufende Öffnung (9) und ein Rastelement (10) umfasst, wobei das erste Dichtelement (5) jeweils einer Batteriezelle (2) formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Rastelement (10) einer ersten Batteriezellaufnahme (81) verbunden ist und das zweite Dichtelement (6) der jeweiligen Batteriezelle (2) formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Rastelement (10) einer zweiten Batteriezellaufnahme (82) verbunden ist.Battery module with a plurality of battery cells (2), in particular lithium-ion battery cells (20), which a battery cell housing (3) accommodating electrochemical components of the respective battery cells (2), and which are accommodated in a battery module housing (4), the battery cells (2) each having one on the battery cell housing (3) and one surrounding the battery cell housing (3) first sealing element (5) and a second sealing element (6) arranged on the battery cell housing (3) and arranged circumferentially around the battery cell housing (3), which are arranged at a distance from one another in a longitudinal direction (7) of the battery cell (2), the battery module housing (4) also forming battery cell receptacles (8) which are each designed to accommodate a battery cell (2), the battery cell receivers each comprising an opening (9) running through the battery module housing and a latching element (10), the first sealing element (5) each being a battery cell (2) with a positive fit and / or is non-positively connected to the latching element (10) of a first battery cell receptacle (81) and the second sealing element (6) of the respective battery cell (2) is positively and / or non-positively connected to the latching element (10) of a second battery cell receptacle (82). Batteriemodul nach dem vorherigen Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl an Batteriezellen (2) jeweils als zylindrische Batteriezellen (200) ausgebildet ist.Battery module after the previous one Claim 1 , characterized in that the plurality of battery cells (2) are each designed as cylindrical battery cells (200). Batteriemodul nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemodulgehäuse (4) aus einem polymeren Werkstoff (40) ausgebildet ist.Battery module after one of the previous ones Claims 1 to 2 , characterized in that the battery module housing (4) is formed from a polymer material (40). Batteriemodul nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dichtelement (5) und das zweite Dichtelement (6) aus einem elastomeren Werkstoff (12) ausgebildet sind.Battery module after one of the previous ones Claims 1 to 3 , characterized in that the first sealing element (5) and the second sealing element (6) are formed from an elastomeric material (12). Batteriemodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Dichtelement (6) sich weiter in von dem Batteriezellengehäuse (3) abgewandter Richtung von dem Batteriezellengehäuse (3) erstreckt als das erste Dichtelement (5).Battery module according to one of the preceding claims, characterized in that the second sealing element (6) extends further from the battery cell housing (3) in a direction remote from the battery cell housing (3) than the first sealing element (5). Batteriemodul nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Batteriezellaufnahmen (81) jeweils Anschlagselemente (82) ausbilden, an welchen das Batteriezellgehäuse (3), insbesondere eine Stirnfläche, und/oder das erste Dichtelement (5) unmittelbar mechanisch anliegen.Battery module after one of the previous ones Claims 1 to 5 , characterized in that the first battery cell receptacles (81) each form stop elements (82) on which the battery cell housing (3), in particular an end face, and / or the first sealing element (5) bear directly mechanically. Batteriemodul nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Batteriezellaufnahmen (81) und die zweiten Batteriezellaufnahmen (82) einander gegenüberliegend angeordnet sind.Battery module after one of the previous ones Claims 1 to 6th , characterized in that the first battery cell receptacles (81) and the second battery cell receptacles (82) are arranged opposite one another. Batteriemodul nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dichtelement (5) und das zweite Dichtelement (6) mittels eines zwischen dem ersten Dichtelement (5) und dem zweiten Dichtelement (6) angeordneten und die Oberfläche des Batteriezellengehäuses (3) bedeckenden dritten Dichtelements (11) verbunden sind.Battery module after one of the previous ones Claims 1 to 7th , characterized in that the first sealing element (5) and the second sealing element (6) are connected by means of a third sealing element (11) arranged between the first sealing element (5) and the second sealing element (6) and covering the surface of the battery cell housing (3) are.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022202560A1 (en) 2022-03-15 2023-09-21 Mahle International Gmbh battery
DE102022114025A1 (en) 2022-06-02 2023-12-07 Man Truck & Bus Se Battery module with battery cells that can be fixed without tools

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014112626A1 (en) * 2014-09-02 2016-03-03 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Sealing element for sealing battery cells of a traction battery, molded body for producing the sealing element and method for producing the sealing element
DE102016124705A1 (en) * 2016-12-16 2018-06-21 Trelleborg Sealing Solutions Germany Gmbh Battery holder for rod-shaped batteries and battery module, in particular for electromobility applications

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014112626A1 (en) * 2014-09-02 2016-03-03 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Sealing element for sealing battery cells of a traction battery, molded body for producing the sealing element and method for producing the sealing element
DE102016124705A1 (en) * 2016-12-16 2018-06-21 Trelleborg Sealing Solutions Germany Gmbh Battery holder for rod-shaped batteries and battery module, in particular for electromobility applications

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022202560A1 (en) 2022-03-15 2023-09-21 Mahle International Gmbh battery
DE102022114025A1 (en) 2022-06-02 2023-12-07 Man Truck & Bus Se Battery module with battery cells that can be fixed without tools

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