DE102019212975A1 - Battery component of a cell stack - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batteriekomponente (24) eines Zellenstapels (22), aufweisend eine elektrochemische Batteriezelle (30), und einen elektrisch isolierenden Trägerrahmen (26) mit einer Rahmenöffnung (28) zur Aufnahme und Halterung der Batteriezelle (30), wobei ein wärmeleitfähiges Material (46) in den Trägerrahmen (26) integriert ist.The invention relates to a battery component (24) of a cell stack (22), having an electrochemical battery cell (30), and an electrically insulating support frame (26) with a frame opening (28) for receiving and holding the battery cell (30), wherein a thermally conductive material (46) is integrated into the support frame (26).

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrochemischen Batterien, insbesondere dem Gebiet des Thermomanagements derartiger Batterien. Die Erfindung betrifft eine Batteriekomponente eines Zellenstapels, aufweisend eine elektrochemische Batteriezelle, und einen elektrisch isolierenden Trägerrahmen mit einer Rahmenöffnung zur Aufnahme und Halterung der Batteriezelle. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Zellenstapel mit einer solchen Batteriekomponente, und ein Batteriemodul mit einem derartigen Zellenstapel, sowie eine Fahrzeugbatterie mit einem solchen Batteriemodul.The invention is in the field of electrochemical batteries, in particular the field of thermal management of such batteries. The invention relates to a battery component of a cell stack, having an electrochemical battery cell, and an electrically insulating support frame with a frame opening for receiving and holding the battery cell. The invention further relates to a cell stack with such a battery component, and a battery module with such a cell stack, as well as a vehicle battery with such a battery module.

Elektrisch beziehungsweise elektromotorisch angetriebene oder antreibbare Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Elektro- oder Hybridfahrzeuge, umfassen in der Regel einen Elektromotor, mit dem eine oder beide Fahrzeugachsen antreibbar sind. Zur Versorgung mit elektrischer Energie ist der Elektromotor üblicherweise an eine fahrzeuginterne (Hochvolt-)Batterie als elektrischen Energiespeicher angeschlossen.Motor vehicles driven or drivable electrically or by an electric motor, for example electric or hybrid vehicles, generally comprise an electric motor with which one or both vehicle axles can be driven. In order to be supplied with electrical energy, the electric motor is usually connected to a vehicle-internal (high-voltage) battery as an electrical energy store.

Unter einer insbesondere elektrochemischen Batterie ist hier und im Folgenden insbesondere eine sogenannte sekundäre Batterie (Sekundärbatterie) des Kraftfahrzeugs zu verstehen. Bei einer solchen (sekundären) Fahrzeugbatterie ist eine verbrauchte chemische Energie mittels eines elektrischen (Auf-)Ladevorgangs wiederherstellbar. Derartige Fahrzeugbatterien sind beispielsweise als elektrochemische Akkumulatoren, insbesondere als Lithium-Ionen-Akkumulatoren, ausgeführt. Zur Erzeugung oder Bereitstellung einer ausreichend hohen Betriebsspannung weisen solche Fahrzeugbatterien typischerweise mindestens ein Batteriemodul auf, bei welchem mehrere einzelne Batteriezellen modular verschaltet sind.An in particular electrochemical battery is to be understood here and in the following text in particular as a so-called secondary battery (secondary battery) of the motor vehicle. In the case of such a (secondary) vehicle battery, used chemical energy can be restored by means of an electrical (charging) process. Such vehicle batteries are designed, for example, as electrochemical accumulators, in particular as lithium-ion accumulators. In order to generate or provide a sufficiently high operating voltage, such vehicle batteries typically have at least one battery module in which several individual battery cells are connected in a modular manner.

Die Batteriezellen sind hierbei häufig als elektrochemische (Dünn-)Schichtzellen ausgeführt, welche innerhalb eines jeweiligen Batterie- oder Zellengehäuses entlang einer Stapel- oder Reihenrichtung zu einem Zellenstapel oder Zellenpaket beziehungsweise Zellenwickel aneinander gereiht beziehungsweise gestapelt werden. Die Schichtzellen weisen in der Regel einen geschichteten Aufbau mit einer Kathodenschicht und mit einer Anodenschicht sowie mit einer dazwischen eingebrachten Separatorschicht auf.The battery cells are often designed as electrochemical (thin) layer cells, which are strung together or stacked within a respective battery or cell housing along a stacking or row direction to form a cell stack or cell pack or cell coil. The layer cells generally have a layered structure with a cathode layer and with an anode layer and with a separator layer introduced between them.

Aus der US 2018/0233721 A1 und der US 2018/0233752 sowie der US 2018/0233768 A1 ist ein Zellenstapel für ein Batteriemodul einer Fahrzeugbatterie offenbart, bei welchem die einzelnen Batteriezellen in jeweils einem zugeordneten Kunststoff- oder Polymerrahmen angeordnet und gehalten sind. Die Polymerrahmen sind hierbei im Stapelverbund mechanisch miteinander gekoppelt, so dass die Batteriezellen in einer definierten Lage zueinander gehalten sind. Die Batteriezellen sind hierbei innerhalb des (Zellen-)Stapels mittels stirnseitig angeordneter Bipolarplatten als bipolare Elektroden (Bipolarelektroden, bipolare Stromkollektoren) elektrochemisch voneinander separiert und elektrisch zu einer internen Serien- oder Reihenschaltung gekoppelt. Die Batteriezellen sind insbesondere als Flüssigzellen, also als Schichtsysteme mit einem Flüssigelektrolyten, ausgeführt, wobei die Polymerrahmen (chemisch) inert gegenüber den Flüssigelektrolyten ausgebildet sind, und die angrenzenden oder benachbarten Zellenlagen elektrisch voneinander trennt.From the US 2018/0233721 A1 and the US 2018/0233752 as well as the US 2018/0233768 A1 discloses a cell stack for a battery module of a vehicle battery, in which the individual battery cells are each arranged and held in an associated plastic or polymer frame. The polymer frames are mechanically coupled to one another in the stack, so that the battery cells are held in a defined position to one another. The battery cells are electrochemically separated from one another within the (cell) stack by means of bipolar plates arranged at the end as bipolar electrodes (bipolar electrodes, bipolar current collectors) and electrically coupled to form an internal series or series circuit. The battery cells are designed in particular as liquid cells, that is to say as layer systems with a liquid electrolyte, the polymer frames being (chemically) inert to the liquid electrolytes and electrically separating the adjoining or neighboring cell layers from one another.

Unter einem Flüssigelektrolyten wird hier und im Folgenden insbesondere ein Elektrolyt in einem flüssigen oder gelartigen (gelierten) Aggregatzustand verstanden.A liquid electrolyte is understood here and hereinafter in particular to mean an electrolyte in a liquid or gel-like (gelled) physical state.

Batteriezellen auf Lithium-Ionen-Basis weisen in der Regel einen Wirkungsgrad von etwa 95% auf, wobei die auftretenden Verluste in Wärmeenergie gewandelt werden. Hierbei tritt das Problem auf, dass solche Lithium-Ionen-Batteriezellen (abhängig vom Flüssigelektrolyten) bei Batterietemperaturen höher als 45 °C oder 60 °C (Grad Celsius) beginnen zu degenerieren. Dies bedeutet, dass bei derartigen Temperaturen elektrochemische Reaktionen innerhalb der Batteriezelle auftreten, welche das Schichtsystem dauerhaft beschädigen oder vollständig zerstören können. Andererseits nimmt die Leistung der Lithium-Ionen-Batteriezellen unterhalb von -5 °C ab. Für einen effizienten und zuverlässigen Einsatz des Batteriemoduls in einem Kraftfahrzeug ist es daher notwendig, dass die Batteriezellen im Betrieb auf eine bestimmte Betriebstemperatur, beispielsweise 25 °C, temperiert werden.Lithium-ion-based battery cells usually have an efficiency of around 95%, with the losses that occur being converted into thermal energy. The problem arises here that such lithium-ion battery cells (depending on the liquid electrolyte) begin to degenerate at battery temperatures higher than 45 ° C or 60 ° C (degrees Celsius). This means that at such temperatures, electrochemical reactions occur within the battery cell, which can permanently damage or completely destroy the layer system. On the other hand, the performance of the lithium-ion battery cells decreases below -5 ° C. For efficient and reliable use of the battery module in a motor vehicle, it is therefore necessary for the battery cells to be temperature-controlled to a specific operating temperature, for example 25 ° C., during operation.

Zur Verbesserung der Reichweite und der Lebensdauer sowie der abrufbaren Leistung des elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs ist es notwendig, dass die Fahrzeugbatterie eine gewisse Betriebstemperatur aufweist. Hierbei ist es erforderlich, dass die einzelnen Batteriemodule oder Batteriezellen eine möglichst gleiche Temperatur im Verbund des Batteriesystems aufweisen. Zu diesem Zwecke ist es möglich, die oder jede Batterie wärmeleittechnisch mit einer Kühlleitung oder einem Kühlkanal eines Kraftfahrzeug-Kühlkreislaufes zu koppeln. Hierzu wird beispielsweise eine zu kühlende Fläche eines Batterie- oder Zellengehäuses in einen Wärmeleitkontakt mit einer Anlage- oder Deckelfläche des zugeordneten Kühlkanals gebracht, wodurch ein Wärmeaustausch zwischen der Batterie und einem den Kühlkanal durchströmenden Kühlmedium stattfinden kann.In order to improve the range and the service life as well as the retrievable performance of the electrically powered or drivable motor vehicle, it is necessary that the vehicle battery has a certain operating temperature. It is necessary here for the individual battery modules or battery cells to have the same temperature as possible in the network of the battery system. For this purpose, it is possible to couple the or each battery to a cooling line or a cooling channel of a motor vehicle cooling circuit in terms of thermal conductivity. For this purpose, for example, a surface of a battery or cell housing that is to be cooled is brought into heat-conducting contact with a contact or cover surface of the associated cooling channel, whereby heat can be exchanged between the battery and a cooling medium flowing through the cooling channel.

Zur Verbesserung der Elektromobilität sind bei Elektro- oder Hybridfahrzeugen häufig sogenannte Schnelllade- oder Ultraschnellladebetriebe gewünscht, bei welchem die Fahrzeugbatterie, innerhalb einer möglichst kurzen Zeitdauer elektrisch aufgeladen wird. Derartige Schnellladungen benötigen vergleichsweise hohe Stromstärken, welche in der Folge eine Erhöhung der Batteriezellen-Temperatur bewirken. In der Folge treten hohe Erwärmungen der Batteriezellen auf, wobei die erzeugte Wärmeenergie möglichst schnell und effektiv aus dem Zellkern der Batteriezelle oder dem Zellenstapel abgeführt werden muss, um Degenerationen der Batteriezellen zu vermeiden.To improve electromobility, electric or hybrid vehicles are often used so-called fast charging or ultra fast charging operations are desired, in which the vehicle battery is electrically charged within the shortest possible period of time. Such rapid charges require comparatively high currents, which in turn cause the battery cell temperature to increase. As a result, the battery cells are heated to a high level, with the generated thermal energy having to be dissipated as quickly and effectively as possible from the cell core of the battery cell or the cell stack in order to avoid degeneration of the battery cells.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Batteriekomponente für einen Zellenstapel anzugeben. Insbesondere soll eine möglichst effektive und betriebssichere Temperierung oder Kühlung der Batteriezellen ermöglicht werden. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, einen besonders geeigneten Zellenstapel und ein besonders geeignetes Batteriemodul sowie eine besonders geeignete Fahrzeugbatterie anzugeben.The invention is based on the object of specifying a particularly suitable battery component for a cell stack. In particular, the most effective and reliable temperature control or cooling of the battery cells should be made possible. The invention is also based on the object of specifying a particularly suitable cell stack and a particularly suitable battery module as well as a particularly suitable vehicle battery.

Hinsichtlich der Batteriekomponente wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Zellenstapels mit den Merkmalen des Anspruchs 5 sowie hinsichtlich des Batteriemoduls mit den Merkmalen des Anspruchs 7 und hinsichtlich der Fahrzeugbatterie mit den Merkmalen des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche. Die im Hinblick auf die Batteriekomponente angeführten Vorteile und Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf den Zellenstapel und/oder das Batteriemodul und/oder die Fahrzeugbatterie übertragbar und umgekehrt.With regard to the battery component, the object is achieved according to the invention with the features of claim 1 and with regard to the cell stack with the features of claim 5 and with regard to the battery module with the features of claim 7 and with regard to the vehicle battery with the features of claim 10. Advantageous refinements and developments are the subject of the respective subclaims. The advantages and configurations cited with regard to the battery component can also be transferred analogously to the cell stack and / or the battery module and / or the vehicle battery, and vice versa.

Die erfindungsgemäße Batteriekomponente ist für einen Zellstapel geeignet und eingerichtet. Die Batteriekomponente weist eine elektrochemische Batteriezelle und einen elektrisch isolierenden, also elektrisch nicht leitenden, Trägerrahmen oder Isolierrahmen auf. Der Trägerrahmen weist eine zentrale Aussparung als Rahmenöffnung zur Aufnahme und Halterung der Batteriezelle auf.The battery component according to the invention is suitable and set up for a cell stack. The battery component has an electrochemical battery cell and an electrically insulating, that is to say electrically non-conductive, support frame or insulating frame. The support frame has a central recess as a frame opening for receiving and holding the battery cell.

Erfindungsgemäß ist ein wärmeleitfähiges oder wärmeleitendes Material in den Trägerrahmen integriert oder eingebettet. Das wärmeleitfähige Material ist hierbei so ausgelegt, dass wenn sich die Batteriezelle im Betrieb erwärmt, das in dem Trägerrahmen integrierte Material die Wärmeentwicklung der Batteriezelle von der rahmeninnenseitigen Rahmenöffnung zur Rahmenaußenseite hin ableitet, und dadurch die Batteriezelle temperiert beziehungsweise entwärmt oder kühlt. Durch die Integration des wärmeleitfähigen Materials in den Trägerrahmen wird die Wärmeabfuhr, also das Ableiten einer in der Batteriezelle entstehenden Wärmeenergie, verbessert, so dass die Batteriezelle im Betrieb zuverlässig entwärmbar oder kühlbar ist. Dadurch ist eine besonders geeignete Batteriekomponente eines Zellenstapels realisiert.According to the invention, a thermally conductive or thermally conductive material is integrated or embedded in the support frame. The thermally conductive material is designed in such a way that when the battery cell heats up during operation, the material integrated in the carrier frame dissipates the heat generated by the battery cell from the frame opening on the inside of the frame to the outside of the frame, and thereby heats or cools the battery cell. By integrating the thermally conductive material in the carrier frame, the dissipation of heat, that is to say the dissipation of thermal energy generated in the battery cell, is improved, so that the battery cell can be reliably cooled or cooled during operation. A particularly suitable battery component of a cell stack is thereby implemented.

Unter einem wärmeleitfähigen oder wärmeleitenden Material wird hierbei insbesondere ein Material verstanden, welches eine hohe Wärmeleitung, insbesondere mittels Wärmediffusion oder Konduktion, aufweist. Mit anderen Worten weist das wärmeleitfähige Material eine vergleichsweise hohe Wärmeleitfähigkeit auf.A thermally conductive or thermally conductive material is understood here to mean in particular a material which has a high degree of heat conduction, in particular by means of heat diffusion or conduction. In other words, the thermally conductive material has a comparatively high thermal conductivity.

Das wärmeleitfähige Material ist beispielsweise Silikon oder ein Polyolefin, zum Beispiel Polyethylen oder Polypropylen, gefüllt mit 10 % bis 75 % Thermofüller, insbesondere einem keramischen Thermofüller, wie beispielsweise Aluminiumoxid oder Bornitrid, oder einem anderen Thermofüller, wie beispielsweise Graphit oder Metallpulver. Ebenso möglich ist beispielsweise ein wärmeleitfähiges Material, welches als ein thermoplastisches Elastomer (TPE) mit 75 Gew% Bornitrid als Thermofüller ausgeführt ist, und eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 15 Watt pro Meter Kelvin (W/(m K)) aufweist. Bei einem isoelektrischen oder keramischen Thermofüller weist das wärmeleitfähige Material beispielsweise eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,5 W/(m K) und 20 W/(m K) auf. Im Falle eines Metallpulvers als Thermofüller sind höhere Wärmeleitfähigkeiten von beispielsweise 20 W/(m K) bis 400 W/(m K) realisierbar.
Die Batteriezelle ist beispielsweise in Form einer (Dünn-)Schichtzelle mit zwei Elektrodenschichten, einer Anodenschicht und einer Kathodenschicht, sowie mit einer dazwischen angeordneten Separatorschicht ausgeführt. Die Batteriezelle ist hierbei insbesondere als eine Flüssigzelle, also mit einem Flüssigelektrolyten, ausgeführt.
The thermally conductive material is, for example, silicone or a polyolefin, for example polyethylene or polypropylene, filled with 10% to 75% thermal filler, in particular a ceramic thermal filler such as aluminum oxide or boron nitride, or another thermal filler such as graphite or metal powder. A thermally conductive material is also possible, for example, which is designed as a thermoplastic elastomer (TPE) with 75% by weight boron nitride as a thermal filler and has a thermal conductivity of about 15 watts per meter Kelvin (W / (m K)). In the case of an isoelectric or ceramic thermal filler, the thermally conductive material has, for example, a thermal conductivity between 0.5 W / (m K) and 20 W / (m K). In the case of a metal powder as a thermal filler, higher thermal conductivities of, for example, 20 W / (m K) to 400 W / (m K) can be achieved.
The battery cell is designed, for example, in the form of a (thin) layer cell with two electrode layers, an anode layer and a cathode layer, and with a separator layer arranged in between. The battery cell is designed in particular as a liquid cell, that is to say with a liquid electrolyte.

Der Trägerrahmen ist beispielsweise aus einem elektrisch nicht leitenden Kunststoff- oder Polymermaterial hergestellt, wobei das in den Trägerrahmen integrierte oder eingebettete, also in den Trägerrahmen eingebrachte oder eingefügte, wärmeleitfähige Material geeigneterweise eine im Vergleich zum Kunststoff- oder Polymermaterial erhöhte Wärmeleitfähigkeit aufweist.The support frame is made, for example, of an electrically non-conductive plastic or polymer material, the thermally conductive material integrated or embedded in the support frame, i.e. introduced or inserted into the support frame, suitably having a higher thermal conductivity than the plastic or polymer material.

Der Trägerrahmen und/oder das wärmeleitfähige Material sind hierbei vorzugsweise chemisch inert gegenüber dem Flüssigelektrolyten der Batteriezelle. Mit anderen Worten sind die im Betrieb mit dem Flüssigelektrolyten in Kontakt kommenden Teile der Batteriekomponenten derart ausgebildet, dass es (chemische) Reaktion zwischen den Teilen und dem Flüssigelektrolyten auftritt.The support frame and / or the thermally conductive material are preferably chemically inert to the liquid electrolyte of the battery cell. In other words, the parts of the battery components that come into contact with the liquid electrolyte during operation are designed in such a way that a (chemical) reaction occurs between the parts and the liquid electrolyte.

Das wärmeleitfähige Material ist geometrisch beispielsweise als ein Rahmen, als ein Streifen oder als ein Pad ausgeführt oder in den Trägerrahmen integriert. Ebenso denkbar ist beispielsweise, dass mehrere unterschiedliche Geometrien von wärmeleitfähigen Material in dem Trägerrahmen integriert sind, zum Beispiel zwei Streifen.The thermally conductive material is designed geometrically, for example, as a frame, as a strip or as a pad or in the support frame integrated. It is also conceivable, for example, that several different geometries of thermally conductive material are integrated in the carrier frame, for example two strips.

Das wärmeleitfähige Material ist beispielsweise als ein silikonhaltiges Wärmepad ausgeführt. Zum Zwecke einer chemischen Isolierung gegenüber dem Flüssigelektrolyten ist es ebenfalls denkbar, dass das wärmeleitfähige Material mittels einer Mantelhülle eingekapselt wird. Die Mantelhülle ist beispielsweise als eine Metallfolie, zum Beispiel als eine Kupferfolie, eine Aluminiumfolie, oder eine Silberfolie, ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ ist es beispielsweise ebenso möglich einen Lack, einen Kunststoff, eine Kunststofffolie, beispielsweise aus Polyethylen (PE) oder aus Polypropylen (PP), einem Harz oder Epoxid, einem Silikon, einem Polyurethan, oder eine Beschichtung, zum Beispiel aus einem Keramikmaterial, oder einen dünnen Schicht aus Gasphasenreaktionen wie chemische Gasphasenabscheidung (engl.: chemical vapor deposition, CVD) oder Atomlagenabscheidung (engl.: atomic layer deposition, ALD) auf das wärmeleitfähige Material aufzubringen. Vorzugsweise wird hierbei insbesondere eine Kunststofffolie aus PE oder PP, also eine Polyethylenfolie oder Polypropylenfolie, verwendet, so dass das wärmeleitfähige Material elektrisch gegenüber mit der Batteriezelle kontaktieren Stromableitern isoliert ist.The thermally conductive material is designed, for example, as a silicone-containing thermal pad. For the purpose of chemical insulation from the liquid electrolyte, it is also conceivable that the thermally conductive material is encapsulated by means of a jacket. The jacket shell is designed, for example, as a metal foil, for example as a copper foil, an aluminum foil, or a silver foil. Additionally or alternatively, a lacquer, a plastic, a plastic film, for example made of polyethylene (PE) or polypropylene (PP), a resin or epoxy, a silicone, a polyurethane, or a coating, for example made of a ceramic material, is also possible , or to apply a thin layer of gas phase reactions such as chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) to the thermally conductive material. In particular, a plastic film made of PE or PP, that is to say a polyethylene film or polypropylene film, is preferably used here, so that the thermally conductive material is electrically insulated from current conductors in contact with the battery cell.

Die Erfindung ist insbesondere zur Kühlung, also zur Entwärmung oder Abfuhr von Wärmeenergie, der Batteriezelle vorgesehen, so dass im Betrieb, insbesondere im Ladebetrieb, Degenerationen der Materialien der Batteriezelle vermieden werden. Nachfolgend ist die Erfindung daher - ohne Beschränkung der Allgemeinheit - insbesondere im Hinblick auf die Kühlung der Batteriezelle beschrieben. Die Erfindung ist jedoch ebenso zur Erwärmung, also zur Zufuhr von Wärmeenergie, der Batteriezelle geeignet. Dadurch ist es möglich, die Batteriezelle im Betrieb zuverlässig und einfach auf eine gewünschte Betriebstemperatur, beispielsweise 25 °C, zu temperieren.The invention is intended in particular for cooling, that is to say for cooling or dissipating thermal energy, of the battery cell, so that degeneration of the materials of the battery cell is avoided during operation, in particular during charging. The invention is therefore described below - without restricting the generality - in particular with regard to the cooling of the battery cell. However, the invention is also suitable for heating, that is to say for supplying thermal energy, to the battery cell. This makes it possible to control the temperature of the battery cell reliably and easily to a desired operating temperature, for example 25 ° C., during operation.

In einer vorteilhaften Ausführung schließt das wärmeleitfähige Material bündig mit einer Innenkante und/oder einer Außenkante des Trägerrahmens ab. Unter einer Innenkante ist hierbei insbesondere eine der Rahmenöffnung zugewandte Wandung des Trägerrahmens zu verstehen, also ein Wand- oder Rahmenabschnitt, welcher die innere Rahmenöffnung umgibt. Unter einer Außenkante ist hierbei insbesondere eine rahmenaußenseitige Wandung des Trägerrahmens zu verstehen, also ein Wand- oder Rahmenabschnitt, welcher an einem Außenumfang des Trägerrahmens angeordnet ist. Unter einem bündigen Abschließen wird hierbei insbesondere verstanden, dass das wärmeleitende Material an der jeweiligen Kante anliegt, also insbesondere zumindest teilweise den jeweiligen Rahmenabschnitt des Trägerrahmens selbst ausbildet oder mit diesem fluchtet.In an advantageous embodiment, the thermally conductive material ends flush with an inner edge and / or an outer edge of the support frame. An inner edge is to be understood here in particular as a wall of the support frame facing the frame opening, that is to say a wall or frame section which surrounds the inner frame opening. An outer edge is to be understood here in particular as a wall of the support frame on the outside of the frame, that is to say a wall or frame section which is arranged on an outer circumference of the support frame. A flush closure is understood here in particular to mean that the thermally conductive material rests against the respective edge, that is to say in particular at least partially forms the respective frame section of the support frame itself or is flush with it.

Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch als Alternativen zueinander ausgebildet sein können.The conjunction “and / or” is to be understood here and below in such a way that the features linked by means of this conjunction can be designed both together and as alternatives to one another.

Mit anderen Worten kann das wärmeleitfähige Material lediglich mit einer Innenkante bündig abschließen. Dies bedeutet, dass das wärmeleitfähige Material gegenüber der Außenkante eingerückt, versetzt oder abstehend angeordnet ist. Alternativ kann das wärmeleitfähige Material mit einer Außenkante bündig abschließend, und somit bezogen auf die Innenkante eingerückt oder versetzt oder abstehend angeordnet sein. Alternativ kann das wärmeleitfähige Material auch mit einer Innenkante und mit einer Außenkante bündig abschließen. Insbesondere bei einem bündigen Abschließen von sowohl einer Innenkante als auch einer Außenkante ist das wärmeleitfähige Material im Wesentlichen als eine den Trägerrahmen durchsetzende Schicht ausgeführt.In other words, the thermally conductive material can only end flush with an inner edge. This means that the thermally conductive material is indented, offset or protruding from the outer edge. Alternatively, the thermally conductive material can be arranged flush with an outer edge and thus indented or offset or protruding with respect to the inner edge. Alternatively, the thermally conductive material can also terminate flush with an inner edge and an outer edge. In particular in the case of a flush closure of both an inner edge and an outer edge, the thermally conductive material is designed essentially as a layer penetrating the carrier frame.

In einer alternativen Ausführungsform kann das wärmeleitfähige Material auch beidseitig eingerückt oder versetzt angeordnet sein, also weder mit der Innenkante noch mit der Außenkante bündig abschließen. Mit anderen Worten kann das wärmeleitfähige Material taschenartig in einer Aufnahme oder Aussparung im Trägerrahmen aufgenommen oder eingefasst sein.In an alternative embodiment, the thermally conductive material can also be indented or offset on both sides, that is, it can neither end flush with the inner edge nor with the outer edge. In other words, the thermally conductive material can be accommodated or enclosed in a pocket-like manner in a receptacle or recess in the support frame.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist das wärmeleitfähige Material mindestens einseitig in den Trägerrahmen integriert. Mit anderen Worten ist das wärmeleitfähige Material zumindest in einem seitlichen Rahmenabschnitt des Trägerrahmens integriert. Dadurch ist eine zuverlässige und betriebssichere Wärmeabfuhr entlang der mindestens einen Trägerrahmenseite gewährleistet. Zweckmäßigerweise ist diese mindestens eine Seite im Montage- oder Einbauzustand einer Kühlvorrichtung zugewandt.In an expedient embodiment, the thermally conductive material is integrated into the support frame on at least one side. In other words, the thermally conductive material is integrated at least in a lateral frame section of the support frame. This ensures reliable and operationally safe heat dissipation along the at least one side of the support frame. Expediently, this at least one side faces a cooling device in the assembled or installed state.

Das wärmeleitfähige Material kann beispielsweise auch zweiseitig, dreiseitig, oder allseitig, also im Wesentlichen vollumfänglich in den Trägerrahmen integriert sein. Mit anderen Worten kann das wärmeleitfähige Material die Rahmenöffnung komplett von allen vier Seiten einfassen, oder lediglich abschnittsweise beziehungsweise partiell.The thermally conductive material can, for example, also be integrated into the support frame on two sides, three sides, or on all sides, that is to say essentially over the entire circumference. In other words, the thermally conductive material can enclose the frame opening completely from all four sides, or only in sections or partially.

In einer geeigneten Weiterbildung ist der Trägerrahmen im Wesentlichen vollständig oder komplett aus dem wärmeleitfähigen Material hergestellt. Mit anderen Worten ist der Trägerrahmen durch das wärmeleitfähige Material selbst gebildet. Anstelle eines elektrisch isolierenden Kunststoff- oder Polymerrahmens wird also insbesondere ein Träger- oder Isolierrahmen aus dem wärmeleitfähigen Material verwendet, wobei das Material - oder eine darauf aufgebrachte Beschichtung oder Mantelhülle - zweckmäßigerweise elektrisch isolierend beziehungsweise elektrisch nicht leitend ausgeführt ist, um elektrische Kurzschlüsse oder Selbstentladungen der Batteriezelle zu vermeiden. Dadurch ist eine besonders großflächige, und somit effektive und betriebssichere Wärmeabfuhr für die Batteriezelle bereitgestellt.In a suitable development, the support frame is made essentially completely or completely from the thermally conductive material. In other words, the support frame is formed by the thermally conductive material itself. Instead of an electrically insulating plastic or polymer frame is used in particular a carrier or insulating frame made of the thermally conductive material, the material - or a coating or jacket applied to it - is expediently designed to be electrically insulating or electrically non-conductive in order to avoid electrical short circuits or self-discharges of the battery cell to avoid. This provides a particularly large-area, and thus effective and operationally reliable heat dissipation for the battery cell.

Der erfindungsgemäße Zellenstapel ist für ein Batteriemodul geeignet und eingerichtet. Der Zellenstapel weist hierbei eine Anzahl von vorstehend beschriebenen Batteriekomponenten auf. Die Batteriekomponenten sind hierbei als einzelne (Zellen-)Lagen des Zellenstapels ausgeführt, und hierbei entlang einer Stapelrichtung gestapelt angeordnet. Mit anderen Worten sind die Batteriekomponenten stirnseitig aneinander oder benachbart gereiht angeordnet.The cell stack according to the invention is suitable and set up for a battery module. The cell stack here has a number of battery components described above. The battery components are designed as individual (cell) layers of the cell stack and are arranged in a stacked manner along a stacking direction. In other words, the battery components are arranged in a row at the end of one another or next to one another.

Der erfindungsgemäße Zellenstapel ist im Wesentlichen als eine gestapelte Hochvoltzelle ausgeführt, wobei das in dem Trägerrahmen integrierte wärmeleitfähige Material als thermisch leitende Lagen oder Schichten für ein Thermomanagement des Zellenstapels geeignet und ausgestaltet sind.The cell stack according to the invention is essentially designed as a stacked high-voltage cell, the thermally conductive material integrated in the carrier frame being suitable and configured as thermally conductive layers or layers for thermal management of the cell stack.

Die Batteriezellen sind hierbei innerhalb des Stapels mittels stirnseitig angeordneter Bipolarplatten als bipolare Elektroden (Bipolarelektroden, bipolare Stromkollektoren) elektrochemisch voneinander separiert und elektrisch zu einer internen Serien- oder Reihenschaltung gekoppelt.The battery cells are electrochemically separated from one another within the stack by means of bipolar plates arranged at the end as bipolar electrodes (bipolar electrodes, bipolar current collectors) and electrically coupled to form an internal series or series circuit.

Die stirnseitig äußersten Batteriezellen sind hierbei geeigneterweise elektrisch jeweils an einen Stromableiter (Endstromableiter) kontaktiert. Mit anderen Worten weist der Zellenstapel an den gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils einen Stromableiter oder Endstromableiter zur elektrischen Kontaktierung auf.The battery cells which are outermost at the end face are suitably electrically connected to a current arrester (end current arrester). In other words, the cell stack has a current arrester or end current arrester for making electrical contact on the opposite end faces.

Die beispielsweise aus einem Kupfer- oder Aluminiummaterial hergestellten (Strom- oder Endstrom-)Ableiter weisen eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf. Die Ableiter wirken somit wie Heat-Pipes beziehungsweise Wärmerohre, welche die entstehende Wärme des Zellenstapels beziehungsweise der Batteriezellen entlang ihrer Laufrichtung nach außen leiten. Durch das integrierte wärmeleitfähige Material wird der durch die Ableiter bewirkte Wärmeübergang beispielsweise zu einem Zellengehäuse wesentlich verbessert.The (current or end current) arresters made for example from a copper or aluminum material have a high thermal conductivity. The arresters thus act like heat pipes or heat pipes, which conduct the heat generated by the cell stack or the battery cells outwards along their direction of travel. The heat transfer caused by the arrester, for example to a cell housing, is significantly improved by the integrated thermally conductive material.

Um die Wärmeabfuhr aus dem Zellkern weiter zu verbessern, ist es beispielsweise möglich, dass die Separatorschicht und/oder die kontaktierte Bipolarelektrode einer jeweiligen Batteriezelle wärmeleittechnisch an den Trägerrahmen beziehungsweise das wärmeleitfähige Material geführt sind. Mit anderen Worten ist die Bipolarelektrode und/oder die Batteriezelle beziehungsweise das Schichtsystem der Batteriezelle in einem direkten wärmeleittechnischen Kontakt zu dem Trägerrahmen und/oder dem wärmeleitfähigen Material. Beispielsweise sind die Separatorschicht und/oder die Bipolarelektrode zumindest teilweise in dem wärmeleitfähigen Material eingebettet.In order to further improve the dissipation of heat from the cell core, it is possible, for example, for the separator layer and / or the contacted bipolar electrode of a respective battery cell to be guided to the support frame or the thermally conductive material in terms of thermal conductivity. In other words, the bipolar electrode and / or the battery cell or the layer system of the battery cell is in direct thermally conductive contact with the carrier frame and / or the thermally conductive material. For example, the separator layer and / or the bipolar electrode are at least partially embedded in the thermally conductive material.

Die im Betrieb entstehende (Verlust-)Wärme der Batteriezellen erwärmt sich die Bipolarelektrode und/oder die Separatorschicht, wobei die Wärme im Wesentlichen zweidimensional in Richtung des Trägerrahmens beziehungsweise des wärmeleitfähigen Materials abgeführt wird. Dadurch ist eine besonders effektive und zuverlässige Wärmeabfuhr für die jeweilige Batteriezelle gewährleistet.The (lost) heat of the battery cells that occurs during operation heats up the bipolar electrode and / or the separator layer, the heat being dissipated essentially two-dimensionally in the direction of the carrier frame or the thermally conductive material. This ensures particularly effective and reliable heat dissipation for the respective battery cell.

In einer denkbaren Ausführungsform ist der kathodenseitige Ableiter (Kathoden-Stromableiter) aus einem Aluminiummaterial mit einer Dicke von etwa 4 bis 30 µm (Mikrometern), und der anodenseitige Ableiter (Anoden-Stromableiter) ist aus einem Kupfermaterial mit einer Dicke von etwa 3 bis 30 µm hergestellt. Der Abstand der Bipolarelektroden, also die Höhe der Batteriezellen, beträgt beispielsweise 20 bis 500 µm.In a conceivable embodiment, the cathode-side arrester (cathode current arrester) is made of an aluminum material with a thickness of about 4 to 30 µm (micrometers), and the anode-side arrester (anode current arrester) is made of a copper material with a thickness of about 3 to 30 µm manufactured. The distance between the bipolar electrodes, that is to say the height of the battery cells, is, for example, 20 to 500 μm.

Durch die zumindest teilweise Anordnung der Bipolarelektroden in dem wärmeleitfähigen Material wird die Wärmeübertragungsfläche der Batteriezelle um etwa das drei- bis dreißigfache erhöht. Dadurch können die Batteriezellen des Zellenstapels besonders effektiv und betriebssicher an das Zellengehäuse entwärmt oder gekühlt werden.As a result of the at least partial arrangement of the bipolar electrodes in the thermally conductive material, the heat transfer area of the battery cell is increased by about three to thirty times. As a result, the battery cells of the cell stack can be cooled or cooled particularly effectively and reliably on the cell housing.

Vorzugsweise sind die Trägerrahmen der Batteriekomponenten hierbei entlang der Stapelrichtung miteinander mechanisch gekoppelt oder gefügt. Dadurch werden die Batteriezellen in einer definierten Lage oder Stellung beziehungsweise Position zueinander fixiert. Beispielsweise sind die Trägerrahmen hierbei an Fügestellen stoffschlüssig mittels kleben, laminieren, schweißen oder verschmelzen miteinander gefügt.The carrier frames of the battery components are preferably mechanically coupled or joined to one another along the stacking direction. As a result, the battery cells are fixed in a defined position or position or position with respect to one another. For example, the carrier frames are joined to one another in a materially bonded manner at joining points by means of gluing, laminating, welding or fusing.

Unter einem „Stoffschluss“ oder einer „stoffschlüssigen Verbindung“ zwischen wenigstens zwei miteinander verbundenen Teilen wird hier und im Folgenden insbesondere verstanden, dass die miteinander verbundenen Teile an Ihren Kontaktflächen oder Fügestellen durch stoffliche Vereinigung oder Vernetzung (beispielsweise aufgrund von atomaren oder molekularen Bindungskräften) gegebenenfalls unter Wirkung eines Zusatzstoffs zusammengehalten werden.A “material connection” or a “material connection” between at least two interconnected parts is understood here and in the following in particular to mean that the interconnected parts at their contact surfaces or joints by material union or crosslinking (for example due to atomic or molecular bonding forces) may be are held together under the action of an additive.

In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die wärmeleitfähigen Materialien der gestapelten Batteriekomponenten entlang der Stapelrichtung durch jeweils eine Isolationsschicht voneinander getrennt. Die Isolationsschicht ist beispielsweise Teil eines jeweiligen Trägerrahmens, oder ist als ein separates Bauteil ausgeführt. Dadurch ist ein einfaches Stapeln der wärmeleitfähigen Materialien ermöglicht.In an advantageous development, the thermally conductive materials of the stacked battery components are separated from one another by an insulation layer in each case along the stacking direction. The insulation layer is, for example, part of a respective support frame or is designed as a separate component. This enables the thermally conductive materials to be stacked in a simple manner.

In einer alternativen Weiterbildung ist es möglich, dass die wärmeleitfähigen Materialien ohne eine Isolationsschicht, also im Wesentlichen direkt oder unmittelbar miteinander gefügt werden. Die wärmeleitfähigen Materialien werden hierbei insbesondere stoffschlüssig mittels kleben, laminieren, schweißen oder verschmelzen miteinander verbunden.In an alternative development, it is possible for the thermally conductive materials to be joined to one another without an insulation layer, that is to say essentially directly or immediately. The thermally conductive materials are in this case connected to one another in a materially bonded manner by means of gluing, laminating, welding or fusing.

In einer bevorzugten Anwendung ist der vorstehend beschriebene Zellenstapel ein Teil eines Batteriemoduls einer Fahrzeugbatterie. Der Zellenstapel ist hierbei in einem Zellengehäuse angeordnet. Dadurch ist ein besonders geeignetes Batteriemodul realisiert, welches eine zuverlässige und effektive Wärmeabfuhr für die Batteriezellen bereitstellt. Dadurch werden Degenerationen der Batteriezellen vorteilhaft und einfach vermieden, wodurch die Reichweite und die Lebensdauer sowie die (Batterie-)Leistung des Batteriemoduls verbessert sind.In a preferred application, the cell stack described above is part of a battery module of a vehicle battery. The cell stack is arranged in a cell housing. As a result, a particularly suitable battery module is implemented which provides reliable and effective heat dissipation for the battery cells. As a result, degeneration of the battery cells is advantageously and simply avoided, as a result of which the range and service life as well as the (battery) performance of the battery module are improved.

Die Batteriezellen sind mittels der Trägerrahmen elektrisch von dem insbesondere metallischen Zellengehäuse isoliert. Dies bedeutet, dass die Batteriezellen mittels der Trägerrahmen von dem Zellengehäuse elektrisch dekontaktiert sind.The battery cells are electrically isolated from the, in particular, metallic cell housing by means of the carrier frame. This means that the battery cells are electrically decontacted from the cell housing by means of the carrier frame.

In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung ist mindestens eine der Batteriekomponenten in einem unmittelbaren, wärmeleitfähigen Berührungskontakt mit dem Zellengehäuse. Vorzugsweise ist hierbei jede Batteriekomponente des Zellenstapels in einem solchen Berührungskontakt mit zumindest einer Gehäusewand oder einer Gehäuseseite beziehungsweise einer Gehäusefläche des Zellengehäuses. Dadurch ist eine zuverlässige, aufwandsreduzierte und konstruktiv einfache Wärmeabfuhr, also eine Entwärmung oder Kühlung, der Batteriezellen über das Zellengehäuse ermöglicht.In a particularly expedient embodiment, at least one of the battery components is in direct, thermally conductive contact with the cell housing. In this case, each battery component of the cell stack is preferably in such a touch contact with at least one housing wall or a housing side or a housing surface of the cell housing. This enables reliable, reduced-effort and structurally simple heat dissipation, that is to say heat dissipation or cooling, of the battery cells via the cell housing.

In einer besonders geeigneten Ausführung ist das Zellengehäuse des mindestens einen Zellenstapels mit einer Kühlvorrichtung zur Temperierung oder Kühlung der Batteriezellen wärmeleittechnisch gekoppelt. Das Zellengehäuse ist hierbei wärmeleittechnisch mit zumindest einer Gehäuseseite oder Gehäusefläche an die Kühlvorrichtung geführt, gekoppelt oder angebunden. Dadurch wird eine besonders effektive und zuverlässige Kühlung der Batteriezellen, auch während eines Lade- oder Entladevorgangs gewährleistet.In a particularly suitable embodiment, the cell housing of the at least one cell stack is thermally conductive coupled to a cooling device for temperature control or cooling of the battery cells. In terms of thermal conductivity, the cell housing is guided, coupled or connected to the cooling device by at least one housing side or housing surface. This ensures particularly effective and reliable cooling of the battery cells, even during a charging or discharging process.

Die erfindungsgemäße Fahrzeugbatterie ist für ein elektrisch angetriebenes oder antreibbares Kraftfahrzeug, beispielsweise für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, geeignet und eingerichtet. Die Fahrzeugbatterie ist hierbei insbesondere als eine Traktionsbatterie mit mindestens einem vorstehend beschriebenen Batteriemodul ausgeführt. Dadurch ist eine besonders geeignete Fahrzeugbatterie realisiert. Insbesondere weist die Fahrzeugbatterie eine besonders hohe Reichweite und Lebensdauer sowie Leistung auf.The vehicle battery according to the invention is suitable and set up for an electrically driven or drivable motor vehicle, for example for an electric or hybrid vehicle. The vehicle battery is designed in particular as a traction battery with at least one battery module described above. This creates a particularly suitable vehicle battery. In particular, the vehicle battery has a particularly long range and service life as well as performance.

Durch die verbesserte Wärmeabfuhr aufgrund der integrierten wärmleitfähigen Materialien ist die Fahrzeugbatterie insbesondere für Schnelllade- oder Ultraschnellladebetriebe geeignet und eingerichtet.Due to the improved heat dissipation due to the integrated thermally conductive materials, the vehicle battery is particularly suitable and set up for fast charging or ultra fast charging operations.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischen und vereinfachten Darstellungen:

  • 1 ein elektrisch angetriebenes oder antreibbares Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugbatterie mit einer Anzahl von Batteriemodulen,
  • 2 ein Batteriemodul mit einem Zellenstapel mit einer Anzahl von gestapelten Batteriekomponenten, und mit einem an eine Kühlvorrichtung gekoppelten Zellengehäuse,
  • 3 bis 6 den Zellenstapel in unterschiedlichen Ausführungsformen, und
  • 7 bis 20 die Batteriekomponente in unterschiedliche Ausführungsformen.
Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing. It shows in schematic and simplified representations:
  • 1 an electrically powered or drivable motor vehicle with a vehicle battery with a number of battery modules,
  • 2 a battery module with a cell stack with a number of stacked battery components, and with a cell housing coupled to a cooling device,
  • 3rd to 6th the cell stack in different embodiments, and
  • 7th to 20th the battery component in different embodiments.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference symbols in all figures.

Die 1 zeigt in einer schematischen und vereinfachten Darstellung ein elektrisch angetriebenes oder antreibbares Kraftfahrzeug 2, insbesondere ein Elektro- oder Hybridfahrzeug. Das Kraftfahrzeug 2 weist einen internen elektrochemischen Energiespeicher in Form einer als Traktionsbatterie ausgeführten Fahrzeugbatterie 4 auf. Die Fahrzeugbatterie 4 weist hierbei eine Anzahl von miteinander verschalteten Batteriemodulen 6 auf, wobei in der 1 schematisch beispielhaft lediglich vier Batteriemodule 6 gezeigt sind. Zur (Auf-)Ladung der Fahrzeugbatterie 4 beziehungsweise der Batteriemodule 6 ist eine Ladeschnittstelle 8 des Kraftfahrzeugs 2 vorgesehen, mittels welcher das Kraftfahrzeug 2 beispielsweise an ein Ladekabel 10 elektrisch anschließbar ist. Im Zuge eines Ladevorgangs wird die Fahrzeugbatterie 4 mittels eines Ladestroms aufgeladen.The 1 shows in a schematic and simplified representation an electrically powered or drivable motor vehicle 2 , especially an electric or hybrid vehicle. The car 2 has an internal electrochemical energy store in the form of a vehicle battery designed as a traction battery 4th on. The vehicle battery 4th here has a number of interconnected battery modules 6th on, where in the 1 schematically by way of example only four battery modules 6th are shown. For (charging) the vehicle battery 4th or the battery modules 6th is a charging interface 8th of the motor vehicle 2 provided, by means of which the motor vehicle 2 for example to a charging cable 10 is electrically connectable. In the course of a charging process, the vehicle battery 4th charged by means of a charging current.

Insbesondere bei Schnelllade- oder Ultraschnellladebetrieben wird ein Ladestrom mit hoher Stromstärke in die Fahrzeugbatterie 4 eingespeist. Um die in der Folge auftretenden Erwärmungen möglichst schnell und effektiv abzuführen sind die Batteriemodule 6 - wie in 2 dargestellt - vorzugsweise wärmeleittechnisch an eine Kühlvorrichtung 12 des Kraftfahrzeugs 2 gekoppelt.In particular in the case of fast charging or ultra-fast charging operations, a charging current is high Amperage in the vehicle battery 4th fed in. The battery modules are designed to dissipate the resulting warming as quickly and effectively as possible 6th - as in 2 shown - preferably thermally conductive to a cooling device 12th of the motor vehicle 2 coupled.

Die in 2 ausschnittsweise dargestellte Kühlvorrichtung 12 ist insbesondere eine Kühlleitung oder ein Kühlkanal eines Kraftfahrzeug-Kühlkreislaufes. Das Batteriemodul 6 weist hierbei ein metallisches Zellengehäuse 14 auf, welches mit einem Gehäuseboden 16 in einen Wärmekontakt mit einer Anlage- oder Deckelfläche 18 der Kühlvorrichtung 12 gebracht ist, so dass ein Wärmeaustausch zwischen dem Batteriemodul 6 und einem die Kühlvorrichtung 12 durchströmenden Kühlmedium 20 stattfindet. Die Kühlvorrichtung 12 ist somit als ein Bodenkühlungssystem für das Zellengehäuse 14 ausgeführt. Die Strömung des Kühlmediums 20 ist in der 2 schematisch mit horizontalen Pfeilen dargestellt.In the 2 Cooling device shown in detail 12th is in particular a cooling line or a cooling channel of a motor vehicle cooling circuit. The battery module 6th has a metallic cell housing 14th on which with a case back 16 into thermal contact with a contact or cover surface 18th the cooling device 12th is brought so that a heat exchange between the battery module 6th and one the cooling device 12th flowing through cooling medium 20th takes place. The cooler 12th is thus used as a floor cooling system for the cell housing 14th executed. The flow of the cooling medium 20th is in the 2 shown schematically with horizontal arrows.

Das Batteriemodul 6 weist einen im Zellengehäuse 14 aufgenommenen Zellenstapel 22 auf. Der Zellenstapel 22 ist als eine gestapelte Hochvoltzelle mit einer Anzahl von entlang einer Stapelrichtung S gestapelten oder aneinander stirnseitig angereihten Batteriekomponenten 24 ausgeführt. In dem Ausführungsbeispiel der 2 weist der Zellenstapel 22 beispielsweise fünf gestapelte Batteriekomponenten 24 auf. Die Batteriekomponenten 24 sind in den Figuren lediglich teilweise mit Bezugszeichen versehen.The battery module 6th has one in the cell housing 14th recorded cell stack 22nd on. The cell stack 22nd is as a stacked high-voltage cell with a number of along a stacking direction S. battery components stacked or lined up at the front 24 executed. In the embodiment of 2 indicates the cell stack 22nd for example five stacked battery components 24 on. The battery components 24 are only partially provided with reference symbols in the figures.

Die Batteriekomponenten 24 weisen jeweils einen Trägerrahmen 26, beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial, auf. Der etwa fensterrahmenartige Trägerrahmen 26 weist hierbei eine zentrale Aussparung oder Rahmenöffnung 28 (7 bis 20) auf, in welcher eine Batteriezelle 30 aufgenommen ist.The battery components 24 each have a support frame 26th , for example made of an electrically insulating plastic material. The roughly window frame-like support frame 26th has a central recess or frame opening 28 ( 7th to 20th ), in which a battery cell 30th is recorded.

Die Trägerrahmen 26 sind entlang der Stapelrichtung S miteinander gefügt, so dass die Batteriezellen 30 in einer stabilen relativen Lage zueinander im Zellenstapel 22 gehalten oder fixiert sind.The support frame 26th are along the stacking direction S. joined together so that the battery cells 30th in a stable relative position to one another in the cell stack 22nd are held or fixed.

Die Batteriezelle 30 ist als eine (Dünn-)Schichtzelle mit einem nicht näher gezeigten Flüssigelektrolyten ausgeführt. Die Batteriezelle 30 weist hierbei eine Kathodenschicht 32 und eine Anodenschicht 34 sowie eine dazwischen angeordnete Separatorschicht 36 auf.The battery cell 30th is designed as a (thin) layer cell with a liquid electrolyte not shown in detail. The battery cell 30th here has a cathode layer 32 and an anode layer 34 and a separator layer arranged therebetween 36 on.

Die gestapelten Batteriezellen 30 sind im Stapelverbund an den einander zugewandten Stirnseiten jeweils mit einer Bipolarelektrode oder Bipolarplatte 38 gekoppelt, so dass die Batteriezellen 30 des Zellenstapels 22 entlang der Stapelrichtung S elektrisch in Reihe oder Serie geschaltet sind. An den gegenüberliegenden Stirnseiten des Zellenstapels 22 ist hierbei jeweils ein (End-)Stromableiter 40 vorgesehen. Die Stromableiter 40 sind hierbei an zwei Anschlüsse oder Terminals in Form eines Pluspols 42 und eines Minuspols 44 geführt. Die Terminals 42, 44 sind hierbei elektrisch von dem Zellengehäuse 14 isoliert. Zusätzlich können auch die Zellenwände des Zellengehäuses 14 elektrisch isoliert sein, wie beispielsweise bei einem Pouch-Zellengehäuse, also einem Zellengehäuse einer Pouch-(Batterie-)Zelle.The stacked battery cells 30th are stacked on the facing end faces each with a bipolar electrode or bipolar plate 38 coupled so that the battery cells 30th of the cell stack 22nd along the stacking direction S. are electrically connected in series or in series. On the opposite end of the cell stack 22nd a (end) current arrester 40 is provided in each case. The current arrester 40 are here on two connections or terminals in the form of a positive pole 42 and a negative pole 44 guided. The terminals 42 , 44 are electrical from the cell housing 14th isolated. In addition, the cell walls of the cell housing 14th be electrically insulated, such as in a pouch cell housing, that is, a cell housing of a pouch (battery) cell.

Im Zuge eines Ladevorgangs entsteht eine Verlustwärme in den Batteriezellen 30. Die Wärmeenergie des Zellenstapels 22 wird hierbei zumindest teilweise mittels der Stromableiter 40 an das Zellengehäuse 14 abgeführt. Um die Wärmeabfuhr des Zellenstapels 22 an das Zellengehäuse 14 zu verbessern sind in den Trägerrahmen 26 wärmeleitende oder wärmeleitfähige Materialien 46, beispielsweise in Form von streifenförmigen oder rahmenförmigen Wärmepads integriert.During the charging process, heat is lost in the battery cells 30th . The thermal energy of the cell stack 22nd is here at least partially by means of the current arrester 40 to the cell housing 14th discharged. About the heat dissipation of the cell stack 22nd to the cell housing 14th are to be improved in the support frame 26th thermally conductive or thermally conductive materials 46 , for example in the form of strip-shaped or frame-shaped heat pads.

Durch die Materialien 46 wird die Kontaktfläche und der Wärmeübergangsbereich des Zellenstapels 22 beziehungsweise der Batteriekomponenten 24 zum Zellengehäuse 14 vergrößert. Dadurch kann eine entstehende (Verlust-)Wärme oder Wärmeenergie schneller über das Zellgehäuse 14 zum Kühlmedium 20 übertragen und abgeführt werden. Mit anderen Worten ist somit eine schnellere Ableitung der Wärme aus dem Inneren des Zellenstapels 22 beziehungsweise der Batteriezellen 30 möglich. Die Wärmeleitung oder Wärmeabfuhr ist in der 2 schematisch mit im Wesentlichen vertikal verlaufenden Pfeilen beispielhaft gezeigt.Through the materials 46 becomes the contact surface and the heat transfer area of the cell stack 22nd or the battery components 24 to the cell housing 14th enlarged. As a result, any (lost) heat or thermal energy that occurs can pass through the cell housing more quickly 14th to the cooling medium 20th be transferred and discharged. In other words, the heat is dissipated more quickly from the interior of the cell stack 22nd or the battery cells 30th possible. The heat conduction or heat dissipation is in the 2 schematically shown by way of example with essentially vertical arrows.

Anhand der 3 bis 6 sind nachfolgend mögliche Ausführungsformen des Zellenstapels 22 näher erläutert.Based on 3rd to 6th are the following possible embodiments of the cell stack 22nd explained in more detail.

Die in 3 gezeigte (erste) Ausführungsform des Zellenstapels 22 entspricht der in 2 dargestellten Ausführung. In dem Ausführungsbeispiel der 2 und 3 weisen die Trägerrahmen 26 des Zellenstapels 22 an einer dem Gehäuseboden 16 zugewandten Rahmenseite das Material 46 auf. Das Material 46 fluchtet hierbei mit einer der Rahmenöffnung 28 zugewandten Innenkante (Innenseite) 48 sowie mit einer dem Zellengehäuse 14 beziehungsweise dem Gehäuseboden 16 zugewandten Außenkante (Außenseite) 50 des jeweiligen Trägerrahmens 26. Mit anderen Worten schließt das Material 46 bündig mit der Innenkante 48 und mit der Außenkante 50 ab. Die Materialien 46 sind entlang der Stapelrichtung S mittels Isolationsflächen oder Isolationsschichten 52 voneinander getrennt oder separiert.In the 3rd shown (first) embodiment of the cell stack 22nd corresponds to the in 2 shown execution. In the embodiment of 2 and 3rd assign the support frame 26th of the cell stack 22nd on one of the case back 16 facing the frame side the material 46 on. The material 46 aligns with one of the frame openings 28 facing inner edge (inside) 48 as well as with one of the cell housing 14th or the case back 16 facing outer edge (outside) 50 of the respective carrier frame 26th . In other words, the material closes 46 flush with the inside edge 48 and with the outer edge 50 from. The materials 46 are along the stacking direction S. by means of insulation surfaces or insulation layers 52 separated or separated from each other.

In dem in 4 gezeigten (zweiten) Ausführungsbeispiel ist der Zellenstapel 22 ohne zwischen den Materialien 46 angeordnete Isolationsschichten 52 ausgeführt. Mit anderen Worten liegen die Materialien 46 benachbart angeordneter Batteriekomponenten 24 unmittelbar aneinander an. Dies bedeutet, dass die Materialien 46 entlang der Stapelrichtung S im Wesentlichen in einem direkten wärmleitenden oder wärmeleitfähigen Berührungskontakt sind. Die Materialien 46 sind hierbei an Fügestellen 54 wärmeleittechnisch gekoppelt.In the in 4th The (second) embodiment shown is the cell stack 22nd without between the materials 46 arranged insulation layers 52 executed. In other words, they lie materials 46 adjacent battery components 24 directly to each other. This means the materials 46 along the stacking direction S. are essentially in direct thermally conductive or thermally conductive touch contact. The materials 46 are here at the joints 54 thermally coupled.

Wie in der 4 vergleichsweise deutlich ersichtlich ist, sind die Separatorschichten 36 der Batteriekomponenten 24 zumindest teilweise in die Materialien 46 geführt, so dass die Wärmeableitung aus dem Zellkern oder dem Inneren der Batteriezelle 30 weiter verbessert wird.Like in the 4th can be seen comparatively clearly, are the separator layers 36 of the battery components 24 at least partially in the materials 46 guided so that the heat dissipation from the cell nucleus or the interior of the battery cell 30th is further improved.

Die Trägerrahmen 26 der in 4 dargestellten Ausführungsform sind weiterhin nicht vollständig oder vollumfänglich geschlossen ausgeführt. Dies bedeutet, dass die Trägerrahmen 26 beispielsweise U-förmig ausgeführt sind, wobei die Rahmenöffnung zwischen den U-Schenkel ausgebildet ist.The support frame 26th the in 4th The illustrated embodiment are still not completely or completely closed. This means that the support frame 26th for example, are U-shaped, the frame opening being formed between the U-legs.

In der in 5 gezeigten (dritten) Ausführungsform schließen die Materialien 46 lediglich bündig mit der Außenkante 50 ab und sind entlang der Stapelrichtung mittels Isolationen oder Isolationsschichten 52 der Trägerrahmen 26 getrennt. Die Materialien 46 sind also gegenüber der Innenkante 48 beabstandet oder versetzt mittels des Trägerrahmens 26 gehalten.In the in 5 The (third) embodiment shown includes the materials 46 just flush with the outer edge 50 and are along the stacking direction by means of insulation or insulation layers 52 the support frame 26th Cut. The materials 46 are therefore opposite the inner edge 48 spaced or offset by means of the support frame 26th held.

In dem Ausführungsbeispiel der 6 sind die Materialien 46 im Wesentlichen vollständig in den Trägerrahmen 26 eingebettet. Dies bedeutet, dass die Materialien 46 im Wesentlichen als wärmeleitfähige Taschen in den jeweiligen Trägerrahmen 26 integriert sind, und weder mit der Innenkante 48 noch mit der Außenkante 50 des jeweiligen Trägerrahmens 26 abschließen. In the embodiment of 6th are the materials 46 essentially completely in the support frame 26th embedded. This means the materials 46 essentially as thermally conductive pockets in the respective carrier frame 26th are integrated, and neither with the inner edge 48 still with the outer edge 50 of the respective carrier frame 26th to lock.

Nachfolgend sind anhand der 7 bis 20 unterschiedliche Ausgestaltungen und Anordnungen der Materialien 46 im Trägerrahmen 26 näher erläutert. Die in schematischer und stark vereinfachter Draufsicht oder Schnittansicht (7 bis 16) oder in perspektivischer Ansicht (17 bis 20) dargestellten Trägerrahmen 26 sind hierbei jeweils als rechteckförmige, etwa fensterrahmenartige Rahmenstrukturen ausgeführt.The following are based on the 7th to 20th different designs and arrangements of materials 46 in the carrier frame 26th explained in more detail. The in schematic and greatly simplified plan view or sectional view ( 7th to 16 ) or in perspective view ( 17th to 20th ) shown carrier frame 26th are each designed as rectangular, approximately window frame-like frame structures.

In den 7 bis 9 sind Ausführungsformen des Trägerrahmens 26 gezeigt, bei welchen das Material 46 etwa rechteckförmig oder streifenförmig, also länglich, und somit im Wesentlichen einseitig, in den Trägerrahmen 26 integriert ist. Mit anderen Worten ist das Material 46 in den Ausführungsbeispielen der 7 bis 9 lediglich an einer Rahmenseite oder entlang eines Rahmenabschnitts beziehungsweise einer Rahmenkante in den Trägerrahmen 26 integriert.In the 7th to 9 are embodiments of the support frame 26th shown in which the material 46 approximately rectangular or strip-shaped, that is, elongated, and thus essentially one-sided, in the support frame 26th is integrated. In other words, the material is 46 in the embodiments of 7th to 9 only on one side of the frame or along a frame section or a frame edge in the support frame 26th integrated.

Bei der in 7 gezeigten Ausführungsform schließt das Material 46 mit einer seiner Längsseiten und seinen zwei Schmalseiten mit der Außenkante 50 ab, und ist mit der anderen Längsseite beabstandet oder eingerückt zur Innenkante 48 angeordnet.At the in 7th The embodiment shown includes the material 46 with one of its long sides and its two narrow sides with the outer edge 50 from, and the other long side is spaced apart or indented to the inner edge 48 arranged.

In dem Ausführungsbeispiel der 8 schließt das Material 46 lediglich mit einer Längsseite mit der Außenkante 50 bündig ab. Die andere Längsseite und die Schmalseiten sind hierbei eingerückt oder beabstandet zu der Innenkante 48 beziehungsweise den Außenkanten 50 angeordnet.In the embodiment of 8th closes the material 46 only with one long side with the outer edge 50 flush. The other long side and the narrow sides are indented or spaced from the inner edge 48 or the outer edges 50 arranged.

In der 9 ist eine Ausführungsform des Trägerrahmens 26 dargestellt, bei welcher das Material 46 im Wesentlichen vollständig, also vollumfänglich oder allseitig, von dem Trägerrahmen 26 umgeben, also in diesem taschenartig eingebettet integriert. Mit anderen Worten schließt das Material 46 mit keiner Seite bündig mit der Innenkante 48 oder der Außenkante 50 des Trägerrahmens 26 ab.In the 9 is an embodiment of the support frame 26th shown in which the material 46 essentially completely, that is to say completely or on all sides, of the support frame 26th surrounded, so integrated in this pocket-like embedded. In other words, the material closes 46 neither side is flush with the inside edge 48 or the outer edge 50 of the carrier frame 26th from.

In den 10 bis 12 sind Ausführungsformen des Trägerrahmens 26 gezeigt, bei welchen das Material 46 etwa L-förmig, und somit im Wesentlichen zweiseitig, in den Trägerrahmen 26 integriert ist. Das Material 46 kann hierbei einteilig, also einteilig oder monolithisch beziehungsweise durchgehend, mit einer L-förmigen oder gewinkelten Geometrie oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig, also als zwei separate oder getrennte, beispielsweise geradlinige, Geometrien, in den Trägerrahmen 26 integriert sein.In the 10 to 12th are embodiments of the support frame 26th shown in which the material 46 approximately L-shaped, and thus essentially two-sided, in the support frame 26th is integrated. The material 46 can in this case be one-part, i.e. one-part or monolithic or continuous, with an L-shaped or angled geometry or multi-part, in particular two-part, i.e. as two separate or separate, for example straight, geometries in the support frame 26th be integrated.

In dem Ausführungsbeispiel der 10 ist das Material 46 einteilig L-förmig und beabstandet oder eingerückt von den Innenkanten 48 sowie bündig abschließend mit den Außenkanten 50 ausgeführt.In the embodiment of 10 is the material 46 one-piece L-shaped and spaced or indented from the inner edges 48 as well as flush with the outer edges 50 executed.

Die 11 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher das Material 46 als zwei getrennte rechteckförmige oder streifenförmige Wärmepads ausgebildet ist, welche zweiseitig oder L-förmig angeordnet sind. Die Materialien 46 sind hierbei jeweils mit einer Langseite bündig mit einer Außenkante 50 abschließend und im Übrigen beabstandet oder eingerückt von den Innenkanten 48 und bündig abschließend mit den Außenkanten 50 ausgeführt.The 11 shows an embodiment in which the material 46 is designed as two separate rectangular or strip-shaped heat pads, which are arranged on two sides or in an L-shape. The materials 46 are each with a long side flush with an outer edge 50 finally and otherwise spaced or indented from the inner edges 48 and flush with the outer edges 50 executed.

In der 12 ist eine Ausgestaltungsform des Trägerrahmens 26 gezeigt, bei welcher das Material 46 zweiteilig entlang zweier benachbarter Rahmenschenkel angeordnet ist, und bei welcher das Material 46 jeweils taschenartig in dem Trägerrahmen 26 eingebettet ist.In the 12th is an embodiment of the support frame 26th shown at which the material 46 is arranged in two parts along two adjacent frame legs, and in which the material 46 each pocket-like in the support frame 26th is embedded.

In den 13 bis 16 sind Ausführungsformen des Trägerrahmens 26 gezeigt, bei welchen das Material 46 etwa allseitig oder vierseitig, und somit im Wesentlichen vollumfänglich, in den Trägerrahmen 26 integriert ist. Das Material 46 kann hierbei einteilig, also einstückig oder monolithisch beziehungsweise durchgehend, oder mehrteilig, insbesondere vierteilig, also als vier separate oder getrennte, beispielsweise geradlinige, Geometrien, in den Trägerrahmen 26 integriert sein.In the 13th to 16 are embodiments of the support frame 26th shown in which the material 46 about all sides or four sides, and thus essentially completely in the support frame 26th is integrated. The material 46 can in this case be one-part, that is to say one-piece or monolithic or continuous, or in several parts, in particular four-part, that is to say as four separate or separate, for example straight, geometries in the support frame 26th be integrated.

In dem Ausführungsbeispiel der 13 ist der Trägerrahmen 26 im Wesentlichen vollständig aus dem Material 46 hergestellt. Mit anderen Worten bildet das Material 46 hierbei den Trägerrahmen 26 selbst. Dies bedeutet, dass der Träger- oder Isolierrahmen 26 im Wesentlichen komplett gegen das Material 46 ausgetauscht ist.In the embodiment of 13th is the support frame 26th essentially entirely made of the material 46 produced. In other words, the material forms 46 here the support frame 26th itself. This means that the support or insulating frame 26th essentially completely against the material 46 is exchanged.

In der Ausgestaltung der 14 sind vier streifenförmige Geometrien des Materials 46 entlang jeweils einer Rahmenseite oder eines Rahmenschenkels in den Trägerrahmen 26 eingebettet, ohne sich hierbei gegenseitig zu überlappen oder zu berühren.In the design of the 14th are four strip-shaped geometries of the material 46 along one frame side or one frame leg in the support frame 26th embedded without overlapping or touching each other.

In den Ausgestaltungsformen der 15 und 16 sind vier sich berührende streifenförmige Geometrien des Materials 46 entlang jeweils einer Rahmenseite oder eines Rahmenschenkels in den Trägerrahmen 26 eingebettet. In der 15 sind die Geometrien rahmeninnenseitig, also um die Rahmenöffnung 28 herum angeordnet, wobei die Geometrien beziehungsweise das Material 46 bündig mit der Innenkante oder Innenseite 48 abschließt und eingerückt zur Außenseite oder Außenkante 50 angeordnet sind/ist. In der 16 sind die Geometrien entsprechend am Außenumfang angeordnet, so dass das Material 46 bündig mit der Außenseite 50 abschließt und eingerückt zur Innenseite 48 oder Rahmenöffnung 28 ist.In the forms of the 15th and 16 are four touching, strip-shaped geometries of the material 46 along one frame side or one frame leg in the support frame 26th embedded. In the 15th the geometries are on the inside of the frame, i.e. around the frame opening 28 arranged around, the geometries or the material 46 flush with the inside edge or inside 48 closes and indented to the outside or outside edge 50 are / is arranged. In the 16 the geometries are arranged accordingly on the outer circumference, so that the material 46 flush with the outside 50 closes and indented to the inside 48 or frame opening 28 is.

In den perspektivisch dargestellten 17 bis 20 ist das Material 46 einteilig allseitig oder vierseitig in den Trägerrahmen 26 integriert.In the perspective shown 17th to 20th is the material 46 in one piece on all sides or on four sides in the support frame 26th integrated.

In der 17 ist das Material 46 als eine Mittelschicht des Trägerrahmens 26 ausgeführt, welche an den beidseitigen Stirnseiten von jeweils einer Isolationsschicht 52 flankiert ist.In the 17th is the material 46 as a middle layer of the support frame 26th executed, which on the two-sided end faces of an insulation layer 52 is flanked.

In dem Ausgestaltungsbeispiel der 18 ist das Material 46 ringförmig in dem Trägerrahmen 26 eingebettet integriert.In the configuration example of the 18th is the material 46 annular in the support frame 26th embedded integrated.

In der Ausführungsform der 19 ist das Material 46 lediglich mit der Außenseite 50 bündig abschließend und in dem Ausführungsbeispiel der 20 lediglich mit der Innenseite 48 bündig abschließend in den Trägerrahmen 26 integriert.In the embodiment of 19th is the material 46 only with the outside 50 flush and in the embodiment of 20th only with the inside 48 flush with the carrier frame 26th integrated.

Das Material 46 kann auch dreiseitig in den Trägerrahmen 26 integriert sein.The material 46 can also be placed in the support frame on three sides 26th be integrated.

Die beanspruchte Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus im Rahmen der offenbarten Ansprüche abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den verschiedenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale im Rahmen der offenbarten Ansprüche auch auf andere Weise kombinierbar, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen.The claimed invention is not restricted to the exemplary embodiments described above. Rather, other variants of the invention can also be derived therefrom by the person skilled in the art within the scope of the disclosed claims without departing from the subject matter of the claimed invention. In particular, all of the individual features described in connection with the various exemplary embodiments can also be combined in other ways within the scope of the disclosed claims without departing from the subject matter of the claimed invention.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

22
KraftfahrzeugMotor vehicle
44th
FahrzeugbatterieVehicle battery
66th
BatteriemodulBattery module
88th
LadeschnittstelleCharging interface
1010
LadekabelCharging cable
1212th
KühlvorrichtungCooling device
1414th
ZellengehäuseCell housing
1616
GehäusebodenCase back
1818th
AnlagegehäusePlant housing
2020th
KühlmediumCooling medium
2222nd
ZellenstapelCell stack
2424
BatteriekomponenteBattery component
2626th
TrägerrahmenSupport frame
2828
RahmenöffnungFrame opening
3030th
BatteriezelleBattery cell
3232
KathodenschichtCathode layer
3434
AnodenschichtAnode layer
3636
SeparatorschichtSeparator layer
3838
BipolarelektrodeBipolar electrode
4040
StromableiterCurrent arrester
4242
Terminal/PluspolTerminal / positive pole
4444
Terminal/MinuspolTerminal / negative pole
4646
Materialmaterial
4848
Innenkante/InnenseiteInside edge / inside
5050
Außenkante/AußenseiteOutside edge / outside
5252
IsolationsschichtInsulation layer
5454
Fügestelle Joint
SS.
StapelrichtungStacking direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 2018/0233721 A1 [0005]US 2018/0233721 A1 [0005]
  • US 2018/0233752 [0005]US 2018/0233752 [0005]
  • US 2018/0233768 A1 [0005]US 2018/0233768 A1 [0005]

Claims (10)

Batteriekomponente (24) eines Zellenstapels (22), aufweisend - eine elektrochemische Batteriezelle (30), und - einen elektrisch isolierenden Trägerrahmen (26) mit einer Rahmenöffnung (28) zur Aufnahme und Halterung der Batteriezelle (30), - wobei ein wärmeleitfähiges Material (46) in den Trägerrahmen (26) integriert ist.Having a battery component (24) of a cell stack (22) - An electrochemical battery cell (30), and - An electrically insulating support frame (26) with a frame opening (28) for receiving and holding the battery cell (30), - wherein a thermally conductive material (46) is integrated in the support frame (26). Batteriekomponente (24) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (46) bündig mit einer Innenkante (48) und/oder Außenkante (50) des Trägerrahmens (26) abschließt.Battery component (24) after Claim 1 , characterized in that the material (46) is flush with an inner edge (48) and / or outer edge (50) of the support frame (26). Batteriekomponente (24) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (46) mindestens einseitig in den Trägerrahmen (26) integriert ist.Battery component (24) after Claim 1 or 2 , characterized in that the material (46) is integrated into the support frame (26) on at least one side. Batteriekomponente (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerrahmen (26) vollständig aus dem wärmeleitfähigen Material (46) hergestellt ist.Battery component (24) according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the support frame (26) is made entirely of the thermally conductive material (46). Zellenstapel (22) eines Batteriemoduls (6), aufweisend eine Anzahl von entlang einer Stapelrichtung (S) gestapelten Batteriekomponenten (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.Cell stack (22) of a battery module (6), comprising a number of battery components (24) stacked along a stacking direction (S) according to one of the Claims 1 to 4th . Zellenstapel (22) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitfähigen Materialien (46) der gestapelten Batteriekomponenten (24) entlang der Stapelrichtung (S) durch jeweils eine Isolationsschicht (52) voneinander getrennt sind.Cell stack (22) Claim 5 , characterized in that the thermally conductive materials (46) of the stacked battery components (24) are separated from one another along the stacking direction (S) by an insulation layer (52) in each case. Batteriemodul (6) einer Fahrzeugbatterie (4), aufweisend mindestens ein Zellengehäuse (14), in welchem ein Zellenstapel (22) nach Anspruch 5 oder 6 aufgenommen ist.A battery module (6) of a vehicle battery (4), having at least one cell housing (14) in which a cell stack (22) follows Claim 5 or 6th is recorded. Batteriemodul (6) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Batteriekomponenten (24) in einem unmittelbaren, wärmeleitfähigen Berührungskontakt mit Zellengehäuse (14) ist.Battery module (6) Claim 7 , characterized in that at least one of the battery components (24) is in direct, thermally conductive contact with the cell housing (14). Batteriemodul (6) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes Zellengehäuse (14) mit einer Kühlvorrichtung (12) zur Temperierung der Batteriezellen (30) wärmeleittechnisch gekoppelt ist.Battery module (6) Claim 7 or 8th , characterized in that the or each cell housing (14) is thermally coupled to a cooling device (12) for controlling the temperature of the battery cells (30). Fahrzeugbatterie (4) eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs (2), mit mindestens einem Batteriemodul (6) nach einem der Ansprüche 7 bis 9.Vehicle battery (4) of an electrically powered or drivable motor vehicle (2), with at least one battery module (6) according to one of the Claims 7 to 9 .
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