DE102019216968A1

DE102019216968A1 - Batteriegehäuse für ein Batteriemodul und Batteriemodul mit einem Batteriegehäuse

Info

Publication number: DE102019216968A1
Application number: DE102019216968.6A
Authority: DE
Inventors: Markus Schmitt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-11-04
Filing date: 2019-11-04
Publication date: 2021-05-06
Also published as: CN112838319A

Abstract

Batteriegehäuse (100) für ein Batteriemodul (200), wobei das Batteriegehäuse (100) aufweist:a) einen Grundkörper (10) mit:i. einem Innenraum (12),ii. einer Außenseite (15) zum Anordnen einer Oberseite (25) eines Wärmeübertragers (20), wobei die Außenseite (15) einen Wärmeleitabschnitt (17) und einen Wärmeisolierabschnitt (18) umfasst,b) den Wärmeübertrager (20) mit einem Kühlfluideingang (23), einem Kühlfluidausgang (24) und einer Oberseite (25), wobei der Wärmeübertrager (20) mit zumindest einem Gegenwärmeleitabschnitt (27) an den Wärmeleitabschnitt (17) angeordnet ist und der Wärmeübertrager (20) mit zumindest einem Gegenwärmeisolierabschnitt (28) an den Wärmeisolierabschnitt (18) angeordnet ist,c) eine zwischen dem Wärmeisolierabschnitt (18) der Außenseite (15) des Grundkörpers (10) und dem zumindest einen Gegenwärmeisolierabschnitt (28) der Oberseite (25) des Wärmeübertragers (20) angeordnete thermisch isolierende Klebeschicht (30).

Description

Stand der Technik
Eine Batterie ist ein elektrochemischer Energiespeicher. Sowohl bei stationären Anwendungen, wie in Kraftfahrzeugen sowie auch bei Elektronikgeräten werden Batteriesysteme eingesetzt. An diese werden hohe Anforderungen bzgl. der Zuverlässigkeit, der Sicherheit, der Leistungsfähigkeit und der Lebensdauer gestellt. Aufgrund der großen Energiedichte werden insbesondere Lithium-Ionen-Batterien als Energiespeicher für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge verwendet. Für eine optimale Leistungsbilanz, eine ausreichend hohe Lebensdauer und ein sicheres Betreiben derartiger Batteriesysteme ist es von Bedeutung, diese innerhalb eines optimalen Temperaturbereiches zu betreiben. Die Betriebstemperatur hat einen wesentlichen Einfluss auf den Grad der Leistungsbereitstellung, das Ausmaß der Alterung, die erreichbare Lebensdauer und die Gewährleistung der Betriebssicherheit eines Batteriesystems. Aus diesem Grund wird das Batteriesystem gezielt geheizt bzw. gekühlt. Dabei können ein oder mehrere Batteriemodule des Batteriesystems in einen thermischen Kontakt mit einem Wärmeübertrager, insbesondere einer sogenannten Kühlplatte, gebracht werden und durch Wärmeleitung temperiert werden. In einem Batteriemodul sind einzelne Batteriezellen seriell und/oder parallel mittels Zellverbindern zusammengeschalten und in einem Batteriegehäuse angeordnet. Von einem Batteriegehäuse wird gefordert bei einer extremen Situation, wie einem Unfall, insbesondere die einzelnen Batteriezellen zu schützen, indem es die dabei auftretenden Drücke, insbesondere Kräfte, aufnimmt.
Aus der WO 2017/068115 A1 ist ein Wärmeübertrager zum Temperieren einer Batterie bekannt. Der Wärmeübertrager umfasst ein thermoelektrisches Element und eine erste Abdeckung, wobei in der ersten Abdeckung ein Fluidkanal ausgebildet ist.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung zeigt ein Batteriegehäuse gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Batteriemodul gemäß den Merkmalen des Anspruchs 12.
Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Batteriemodul und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt zeigt die vorliegende Erfindung ein Batteriegehäuse für ein Batteriemodul, wobei das Batteriegehäuse einen Grundkörper mit einem Innenraum zum Anordnen einer Batteriezelle des Batteriemoduls aufweist und mit einer den Innenraum zumindest teilweise umgebenden Außenseite zum Anordnen einer Oberseite eines Wärmeübertragers, wobei die Außenseite einen Wärmeleitabschnitt zum Leiten von Wärme zwischen dem Grundkörper und dem Wärmeübertrager und einen Wärmeisolierabschnitt zum Nichtleiten von Wärme zwischen dem Grundkörper und dem Wärmeübertrager umfasst, aufweist. Weiter weist das Batteriegehäuse den Wärmeübertrager mit einem Kühlfluideingang, einem Kühlfluidausgang und einer Oberseite, wobei der Wärmeübertrager mit zumindest einem Gegenwärmeleitabschnitt der Oberseite an den Wärmeleitabschnitt der Außenseite des Grundkörpers angeordnet ist und der Wärmeübertrager mit zumindest einem Gegenwärmeisolierabschnitt der Oberseite an den Wärmeisolierabschnitt der Außenseite des Grundkörpers angeordnet ist, auf. Ferner ist zwischen dem Wärmeisolierabschnitt der Außenseite des Grundkörpers und dem zumindest einen Gegenwärmeisolierabschnitt der Oberseite des Wärmeübertragers eine thermisch isolierende Klebeschicht angeordnet.
Der Grundkörper kann formstabil sein. Damit gemeint ist, dass der Grundkörper widerstandsfähig gegen Druck ist und die Form unter Druck im Wesentlichen beibehält. Der formstabile Grundkörper kann ein Druckgussbauteil sein. Das Druckgussbauteil kann besonders widerstandsfähig gegen Drücke sein. Der Grundkörper kann mehrere Außenseiten aufweisen, wobei an jeder Außenseite des Grundkörpers jeweils erfindungsgemäß ein Wärmeübertrager angeordnet werden kann. Der Grundkörper kann boxförmig ausgebildet sein und insbesondere einen quaderförmigen Innenraum aufweisen. Der boxförmige Grundkörper kann sechs, insbesondere im Wesentlichen ebene, Seitenflächen aufweisen, wobei jede der Seitenflächen eine Außenseite darstellen kann. Der boxförmige Grundkörper kann besonders vorteilhaft widerstandsfähig gegen Drücke sein. In dem quaderförmigen Innenraum können besonders vorteilhaft prismatische Batteriezellen angeordnet werden und das Batteriegehäuse kann besonders kompakt ausgebildet sein. Der Grundkörper kann wärmeleitfähig sein. Mit dem wärmeleitfähigen Grundkörper kann besonders vorteilhaft gleichmäßig der Grundkörper eine gleichmäßige Temperaturverteilung aufweisen und mechanische Spannungen im Grundkörper im Wesentlichen vermieden, insbesondere vermieden, werden. Das Batteriegehäuse mit einem wärmeleitfähigen Grundkörper kann somit besonders sicher und stabil ausgeführt werden. Ferner kann die im Innenraum des Batteriegehäuses anordbare Batteriezelle besonders vorteilhaft gleichmäßig gekühlt werden.
Das Batteriegehäuse, insbesondere der Grundkörper, kann einen Deckel aufweisen, wobei mit dem Deckel der Innenraum des Grundkörpers von einem Außenraum des Batteriegehäuses getrennt werden kann. Insbesondere kann eine der sechs Seitenflächen des boxförmigen Grundkörpers den Deckel darstellen. Als Innenraum des Grundkörpers kann der Hohlraum im Inneren des Grundkörpers verstanden werden. Als Außenraum des Batteriegehäuses kann der Raum außerhalb des Batteriegehäuses verstanden werden.
Als Außenseite des Grundkörpers kann eine Fläche des Grundkörpers verstanden werden, die den Grundkörper begrenzt, und insbesondere dem Innenraum des Grundkörpers abgewandt ist. Insbesondere kann die Außenseite, insbesondere der Wärmeleitabschnitt der Außenseite, zumindest teilweise eine ebene Fläche sein. Als Wärmeleitabschnitt der Außenseite des Grundkörpers kann eine Fläche der Außenseite verstanden werden, über welche ein Großteil der Wärme, die zwischen dem Grundkörper und dem Wärmeübertrager geleitet wird, übertragen wird. Mit anderen Worten ist die thermische Leistung an den Wärmeleitabschnitten im Vergleich zu Abschnitten der Außenseite, die keine Wärmeleitabschnitte sind, die insbesondere Wärmeisolierabschnitte sind, größer. Die Außenseite des Grundkörpers kann auch mehrere, insbesondere voneinander beabstandete, Wärmeleitabschnitte umfassen. Vorteilhafterweise kann durch jeden Wärmeleitabschnitt besonders effektiv und gezielt das Batteriegehäuse temperiert werden und besonders kompakt aufgebaut werden. Als Wärmeisolierabschnitt der Außenseite des Grundkörpers kann eine Fläche der Außenseite des Grundkörpers verstanden werden, über welche nur ein geringer Teil der Wärme, die zwischen dem Grundkörper und dem Wärmeübertrager geleitet wird, übertragen wird. Mit anderen Worten ist die thermische Leistung an den Wärmeisolierabschnitten im Vergleich zu Abschnitten der Außenseite, die keine Wärmeisolierabschnitte sind, die insbesondere Wärmeleitabschnitte sind, kleiner. Die Außenseite des Grundkörpers kann auch mehrere, insbesondere voneinander beabstandete, Wärmeisolierabschnitte umfassen.
Als Oberseite des Wärmeübertragers kann eine Fläche des Wärmeübertragers verstanden werden, die den Wärmeübertrager begrenzt und die an den Wärmeleitabschnitt der Außenseite des Grundkörpers angeordnet ist. Die Oberseite des Wärmeübertragers, insbesondere der zumindest eine Gegenwärmeleitabschnitt der Oberseite, ist bevorzugterweise eben ausgebildet. Der zumindest eine ebene Gegenwärmeleitabschnitt kann besonders günstig Wärme zwischen dem Grundkörper und dem Wärmeübertrager leiten. Der Wärmeübertrager kann einen Kühlfluidpfad aufweisen, wobei ein Kühlfluid von dem Kühlfluideingang des Wärmeübertragers über den Kühlfluidpfad des Wärmeübertragers zu dem Kühlfluidausgang fließen kann. Als der zumindest eine Gegenwärmeleitabschnitt der Oberseite des Wärmeübertragers kann eine Fläche der Oberseite verstanden werden, über welche ein Großteil der Wärme, die zwischen dem Grundkörper und dem Wärmeübertrager geleitet wird, übertragen wird. Mit anderen Worten ist die thermische Leistung an dem zumindest einen Gegenwärmeleitabschnitte im Vergleich zu Abschnitten der Oberseite, die keine Gegenwärmeleitabschnitte sind, die insbesondere Gegenwärmeisolierabschnitte sind, größer. Die Oberseite des Wärmeübertragers kann auch mehrere, insbesondere voneinander beabstandete, Gegenwärmeleitabschnitte umfassen. Vorteilhafterweise kann durch jeden Gegenwärmeleitabschnitt besonders effektiv und gezielt das Batteriegehäuse temperiert werden und besonders kompakt aufgebaut werden. Als der zumindest eine Gegenwärmeisolierabschnitt der Oberseite des Wärmeübertragers kann eine Fläche der Oberseite des Wärmeübertragers verstanden werden, über welche nur ein geringer Teil der Wärme, die zwischen dem Grundkörper und dem Wärmeübertrager geleitet wird, übertragen wird. Mit anderen Worten ist die thermische Leistung an dem zumindest einen Gegenwärmeisolierabschnitt im Vergleich zu Abschnitten der Oberseite, die keine Gegenwärmeisolierabschnitte sind, die insbesondere Gegenwärmeleitabschnitte sind, kleiner. Die Oberseite des Wärmeübertragers kann auch mehrere, insbesondere voneinander beabstandete, Gegenwärmeisolierabschnitte umfassen.
Der Wärmeübertrager kann plattenförmig ausgebildet sein. Der plattenförmige Wärmeübertrager kann besonders einfach an eine Außenseite eines Grundkörpers, insbesondere eines boxförmigen Grundkörpers, angeordnet werden. Der Wärmeübertrager kann einen umlaufenden Rand, in welchem kein Kühlfluid fließt, und zumindest einen Steg aufweisen, in welchem kein Kühlfluid fließt, umfassen. Der umlaufende Rand und der zumindest eine Steg können zur Erhöhung der Stabilität des Wärmeübertragers und damit zur Erhöhung der Stabilität des Batteriegehäuses beitragen. Der umlaufende Rand und/oder der zumindest eine Steg können Durchgangslöcher zum Durchführen von Schrauben aufweisen. Der zumindest eine Steg des Wärmeübertragers kann zum Bilden des Kühlfluidpfades dienen. Der zumindest eine Steg des Wärmeübertragers kann ein Mittelsteg sein und dadurch einen U-förmigen Kühlfluidpfad im Wärmeübertrager ausbilden. Mit anderen Worten, das Kühlfluid fließt von dem Kühlfluideingang U-förmig zu dem Kühlfluidausgang, wobei das U-förmige Fließen aufgrund des Mittelsteges des Wärmeübertragers erfolgt. Der Wärmeübertrager mit dem U-förmigen Kühlfluidpfad und dem Mittelsteg kann besonders stabil sein, insbesondere in Kombination mit dem Grundkörper. Der Wärmeübertrager kann aus einem Metall, insbesondere Aluminium oder einem rostfreien Stahl, sein. Der metallische Wärmeübertrager aus Aluminium kann besonders vorteilhaft Wärme leiten. Der metallische Wärmeübertrager aus rostfreiem Stahl kann ebenfalls besonders vorteilhaft Wärme leiten und kann eine besonders hohe Festigkeit aufweisen und damit das Batteriegehäuse besonders stabil und sicher ausgestalten.
Der Kühlfluideingang und der Kühlfluidausgang des Wärmeübertragers kann jeweils einen Kühlfluidstutzen, insbesondere einen hohlzylindrischen Kühlfluidstutzen, aufweisen. Der Kühlfluidstutzen, insbesondere der hohlzylindrische Kühlfluidstutzen, kann ein besonders einfaches und sicheres Anschließen an eine Kühlfluidquelle beziehungsweise eine Kühlfluidsenke ermöglichen. Der Kühlfluidstutzen kann sich insbesondere senkrecht zur Oberseite des Wärmeübertragers in Richtung des Innenraums des Grundkörpers erstrecken. Dadurch kann der Wärmeübertrager besonders dünn ausgebildet werden und das Batteriegehäuse besonders kompakt gestaltet sein. Insbesondere kann der Kühlfluidstutzen des Kühlfluideingangs des Wärmeübertragers und der Kühlfluidstutzen des Kühlfluidausgangs des Wärmeübertragers besonders vorteilhaft an einen ersten Kühlfluidströmungskanal im Innenraum des Grundkörpers beziehungsweise an einen zweiten Kühlfluidströmungskanal im Innenraum des Grundkörpers fluidkommunizierend angeschlossen sein. Das Batteriegehäuse kann somit besonders kompakt und sicher gestaltet sein. Weiter ist denkbar, dass der Kühlfluidstutzen eine umlaufende Nut zum Anordnen einer Dichtung, insbesondere eines Dichtungsringes, aufweist. Somit kann besonders einfach sichergestellt werden, dass keine Kühlfluidleckage auftritt und die besonders vorteilhafte Temperierung des Batteriegehäuses kann sichergestellt werden.
Durch die thermisch isolierende Klebeschicht zwischen dem Wärmeisolierabschnitt der Außenseite des Grundkörpers und dem zumindest einen Gegenwärmeisolierabschnitt der Oberseite des Wärmeübertragers kann das Leiten von Wärme zwischen dem Grundkörper und dem Wärmeübertrager besonders einfach reduziert werden. Insbesondere kann das Leiten von Wärme zwischen dem Grundkörper und dem Wärmeübertrager auf den Wärmeleitabschnitt der Außenseite des Grundkörpers und den zumindest einen Gegenwärmleitabschnitt der Oberseite des Wärmeübertragers begrenzt werden. Der Wärmeleitabschnitt der Außenseite des Grundkörpers und der zumindest eine Gegenwärmeleitabschnitt der Oberseite des Wärmeübertragers liegen sich vorzugsweise gegenüber. Insbesondere liegt sich jeweils ein Wärmeleitabschnitt der Außenseite des Grundkörpers und ein Gegenwärmeleitabschnitt der Oberseite des Wärmeübertragers gegenüber und bevorzugterweise ist jeweils die Fläche des Wärmeleitabschnitts und die Fläche des Gegenwärmeleitabschnitts im Wesentlichen gleich groß, insbesondere gleich groß. Damit kann eine besonders effiziente und effektive Temperierung des Batteriegehäuses erfolgen und das Batteriegehäuse kann somit besonders sicher und stabil ausgebildet sein. Der Grundkörper, der Wärmeübertrager und die zwischen dem Grundkörper und dem Wärmeübertrager angeordnete thermisch isolierende Klebeschicht können eine Sandwichstruktur bilden, wobei die Stabilität des Batteriegehäuses durch die Sandwichstruktur des Grundköpers, der thermisch isolierenden Klebeschicht und des Wärmeübertragers erhöht werden kann.
Das Anordnen des zumindest einen Gegenwärmeleitabschnitt der Oberseite des Wärmeübertrages an den Wärmeleitabschnitt der Außenseite des Grundkörpers kann als ein flächiges Kontaktieren des Gegenwärmeleitabschnitts und des Wärmeleitabschnitts verstanden werden. Durch das flächige Kontaktieren des Wärmeleitabschnitts der Außenseite und des Gegenwärmeleitabschnitts der Oberseite kann ein besonders vorteilhaftes Temperieren des Batteriegehäuses erfolgen und der Grundkörper eine besonders gleichmäßige Temperaturverteilung aufweisen, sodass mechanische Spannung im Grundkörper im Wesentlichen vermieden, insbesondere vermieden, werden können.
Das Anordnen des zumindest einen Gegenwärmeisolierabschnitt der Oberseite des Wärmeübertrages an den Wärmeisolierabschnitt der Außenseite des Grundkörpers kann über die zumindest teilweise zwischen dem Wärmeisolierabschnitt der Außenseite des Grundkörpers und dem Gegenwärmeisolierabschnitt der Oberseite des Wärmeübertragers angeordnete thermisch isolierende Klebeschicht erfolgen. Das Anordnen Wärmeisolierabschnitts an den Gegenwärmeisolierabschnitt kann durch die thermisch isolierende Klebeschicht besonders einfach, schnell und sicher erfolgen.
Die Außenseite des Grundkörpers kann zumindest eine Erhebung und/oder zumindest eine Vertiefung aufweisen. Auch die Oberseite des Wärmeübertragers kann zumindest eine Erhebung und/oder zumindest eine Vertiefung aufweisen. Durch die zumindest eine Erhebung und/oder die zumindest eine Vertiefung kann besonders einfach sichergestellt werden, dass mit der thermisch isolierenden Klebeschicht ein Anordnen, insbesondere flächiges Anordnen des zumindest einen Gegenwärmeleitabschnitt der Oberseite des Wärmeübertragers an den Wärmeleitabschnitt der Außenseite des Grundkörpers möglich ist.
Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse der Wärmeübertrager eine erste Platte mit dem Kühlfluideingang, dem Kühlfluidausgang und der Oberseite des Wärmeübertragers aufweist und, dass der Wärmeübertrager eine zweite Platte aufweist, die an der der Oberseite der ersten Platte gegenüberliegenden Unterseite unter Ausbildung von zumindest einem Kühlfluidpfad von dem Kühlfluideingang zu dem Kühlfluidausgang angeordnet ist. Der mehrplattige, insbesondere zweiplattige, Wärmeübertrager, der Grundkörper und die zwischen dem Grundkörper und dem Wärmeübertrager angeordnete thermisch isolierende Klebeschicht können eine besonders vorteilhafte Sandwichstruktur bilden. Ein mehrplattiger, insbesondere der zweiplattige, Wärmeübertrager kann daher die Stabilität des Batteriegehäuses weiter erhöhen. Die erste Platte des Wärmeübertragers kann ein Aluminiumblech sein und/oder die zweite Platte des Wärmeübertragers kann ein Aluminiumblech sein. Der Wärmeübertrager kann mit einem Rollbond-Verfahren hergestellt werden. In einem Schritt kann im Rollbond-Verfahren ein Trennmittel auf die Stellen der Unterseite der ersten Platte und/oder auf die Stellen einer Seite der zweiten Platten, die an die Unterseite der ersten Platte angeordnet wird, aufgetragen werden, an welchen sich der Kühlfluidpfad ausbilden soll. Das Trennmittel verhindert ein dauerhaftes Verbinden der ersten Platte mit der zweiten Platte an diesen Stellen. In einem folgenden Schritt kann die erste Platte und die zweite Platte durch Walzen zusammengefügt werden, insbesondere derart zusammengefügt werden, sodass sich im nächsten Schritt am Wärmeübertrager ein umlaufender Rand und ein Steg, bevorzugterweise ein Mittelsteg, ausbilden können. In dem nächsten Schritt kann der Wärmeübertrager mittels Druckes, insbesondere mittels hydraulischen Druckes, über den Kühlfluideingang und/oder Kühlfluidausgang des Wärmeübertragers aufgeblasen werden und der Wärmeübertrager mit dem Kühlfluidpfad, insbesondere mit dem Kühlfluidpfad, dem umlaufenden Rand und dem Steg, kann sich ausbilden. Vorteilhafterweise kann mit dem Rollbond-Verfahren der Kühlfluidpfad des Wärmeübertragers sich besonders gut ausbilden und der Fügeprozess kann mit dem Walzprozess einhergehen. Alternativ zum Rollbond-Verfahren kann der Wärmeübertrager mit einem Löt-Verfahren hergestellt werden. Mit dem Lötverfahren kann ein besonders stabiler Wärmeübertrager hergestellt werden. In einem ersten Schritt kann die erste Platte zum Formen des Kühlfluidpfades, insbesondere zum Formen des Kühlfluidpfades, des umlaufenden Randes und des Steges, tiefgezogen oder geprägt und/oder die zweite Platte kann zum Formen des Kühlfluidpfades, insbesondere zum Formen des Kühlfluidpfades, des umlaufenden Randes und des Steges, tiefgezogen oder geprägt werden. Insbesondere ist die Oberseite und die Unterseite der ersten Platte des Wärmeübertragers eben und nur die zweite Platte wird zum Formen des Kühlfluidpfades, insbesondere zum Formen des Kühlfluidpfades, des umlaufenden Randes und des Steges, tiefgezogen oder geprägt. Durch die ebene Oberseite der ersten Platte des Wärmeübertrager kann der Gegenwärmeleitabschnitt der Oberseite der ersten Platte an den Wärmeleitabschnitt der Außenseite des Grundkörpers besonders vorteilhaft angeordnet werden, insbesondere kontaktieren. In einem weiteren Schritt können die zwei Bleche jeweils lotplattiert und anschließend im Lötofen miteinander hartgelötet werden. Weiter kann die erste Platte und/oder die zweite Platte sogenannte Abstützstrukturen im Kühlfluidpfad aufweisen. Insbesondere sind die Oberseite und die Unterseite der ersten Platte im Wesentlichen eben, insbesondere eben, und die zweite Platte des Wärmeübertragers weist die Abstützstruktur. Die Abstützstruktur kann durch halbkugelige Verformungen der ersten Platte und/oder zweiten Platte gebildet werden. Vorteilhafterweise kann durch die Abstützstruktur das Leiten der Wärme des Wärmeübertragers verbessert werden. Ferner kann durch die Abstützstruktur der Wärmeübertrager besonders stabil ausgebildet werden. Bevorzugterweise ist der Wärmeübertrager ein zweiplattiger Wärmeübertrager, der einen umlaufenden Rand, einen Steg, insbesondere einen Mittelsteg, und eine Abstützstruktur aufweist. Ein solcher Wärmeübertrag kann besonders vorteilhaft die Stabilität des Batteriegehäuses und das Temperieren des Batteriegehäuses verbessern.
Vorteilhafterweise kann bei einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse der Wärmeübertrager zusätzlich mit Schrauben an die Außenseite des Grundkörpers angeschraubt sein. Durch das Anschrauben des Wärmeübertragers an die Außenseite des Grundkörpers kann die Stabilität des Batteriegehäuses besonders vorteilhaft weiter verbessert werden. Insbesondere weist hierfür der umlaufende Rand und/oder der zumindest eine Steg, insbesondere der Mittelsteg, des Wärmeübertragers Durchgangslöcher zum Durchführen der Schrauben auf. Insbesondere das Anschrauben des Mittelsteges des Wärmeübertragers kann ein Wölben des Wärmeübertragers im Wesentlichen verhindern, insbesondere verhindern, falls Druck auf das Batteriegehäuse, beispielsweise aufgrund eines Crashfalles eines Kraftfahrzeuges, ausgeübt wird. Vorteilhafterweise weist der Grundkörper des Batteriegehäuses zu den Schrauben korrespondierende Schraubdome auf, womit das Anschrauben des Wärmeübertragers an die Außenseite des Grundkörpers besonders einfach erfolgen kann. Die Außenseite des Grundkörpers kann eine kathodische Tauchlackierung aufweisen, insbesondere können die Schraubdome eine kathodische Tauchlackierung aufweisen, sodass das Leiten der Wärme zwischen den Wärmeübertrager und dem Grundkörper reduziert werden kann. Es ist auch denkbar, dass der Wärmeübertrager eine kathodische Tauchlackierung, insbesondere im Bereich der Durchgangslöcher eine kathodische Tauchlackierung, aufweist zum Reduzieren der Wärmeleitung zwischen dem Wärmeübertrager und dem Grundkörper. Ferner können thermisch isolierende Kunststoffscheiben an die Schrauben und/oder die Schraubendome angeordnet werden. Kunststoffscheiben können besonders kostengünstig sein und einfach angeordnet werden.
Mit besonderem Vorteil können bei einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse die Schrauben durch den zumindest einen Gegenwärmeisolierabschnitt des Wärmeübertragers, durch die thermisch isolierende Klebeschicht und durch den Wärmeisolierabschnitt der Außenseite des Grundkörpers verlaufen. Dadurch kann das Leiten von Wärme zwischen dem Grundkörper und dem Wärmeübertrager besonders vorteilhaft reduziert werden. Weiter kann mittels der Schrauben der thermisch isolierende Kleber zwischen dem zumindest einen Gegenwärmeisolierabschnitt der Oberseite des Wärmeübertragers und dem Wärmeisolierabschnitt der Außenseite des Grundkörpers den Grundkörper an den Wärmeübertrager besonders vorteilhaft anordnen, insbesondere pressen. Der Grundkörper, der Wärmeübertrager, die zwischen dem Grundkörper und dem Wärmeübertrager angeordnete thermisch isolierende Klebeschicht und die Schrauben können somit eine besonders stabile Sandwichstruktur bilden, sodass die Stabilität des Batteriegehäuses durch diese Sandwichstruktur des Grundköpers, der thermisch isolierenden Klebeschicht und des Wärmeübertragers erhöht werden kann.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann bei einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse der Grundkörper im Innenraum einen ersten Kühlfluidströmungskanal mit einem ersten Kanaleinlass zum fluidkommunizierenden Anschließen an eine Fluidquelle und einem ersten Kanalauslass zum fluidkommunizierenden Anschließen an den Kühlfluideingang des Wärmeübertragers aufweisen und der Grundkörper kann im Innenraum einen zweiten Kühlfluidströmungskanal mit einem zweiten Kanaleinlass zum fluidkommunizierenden Anschließen an den Kühlfluidausgang des Wärmeübertragers und einem zweiten Kanalauslass zum fluidkommunizierenden Anschließen an eine Fluidsenke aufweisen. Der Grundkörper des Batteriegehäuses kann im Innenraum für den ersten Kühlfluidströmungskanal einen vom Innenraum fluidtechnisch abgetrennten ersten Körper aufweisen und der Grundkörper kann im Innenraum für den zweiten Kühlfluidströmungskanal einen vom Innenraum fluidtechnisch abgetrennten zweiten Körper aufweisen. In dem ersten Körper kann der erste Kühlfluidströmungskanal ausgebildet sein und in dem zweiten Körper kann der zweite Kühlfluidströmungskanal ausgebildet sein. Somit kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass kein Kühlfluid des Wärmeübertragers über den ersten Kühlfluidströmungskanal und/oder den zweiten Kühlfluidströmungskanal in den Innenraum des Grundkörpers gelangen kann. Insbesondere erstreckt sich der erste Kühlfluidströmungskanal und/oder der zweite Kühlfluidströmungskanal von der Außenseite des Grundkörpers in Richtung des Innenraums des Grundkörpers, insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Außenseite des Grundkörpers. An einen solchen Kühlfluidströmungskanal des Grundkörpers kann ein sich senkrecht zur Oberseite des Wärmeübertragers erstreckender Kühlfluidstutzen besonders vorteilhaft angeschlossen werden. Das Batteriegehäuse kann somit besonders kompakt ausgebildet werden.
Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse zumindest ein Teil des Wärmeleitabschnitts der Außenseite des Grundkörpers durch zumindest eine sich aus der Außenseite heraus erstreckende plattenförmige Erhebung gebildet wird. Die zumindest eine plattenförmige Erhebung kann als Plateau verstanden werden. Die zumindest eine plattenförmige Erhebung kann besonders vorteilhaft zur Stabilität des Batteriegehäuses beitragen. Weiter kann die zumindest eine plattenförmige Erhebung besonders vorteilhaft die Wärme zwischen dem Grundkörper und dem Wärmeübertrager leiten. Die zumindest eine plattenförmige Erhebung weist insbesondere eine ebene Fläche auf. Weist die Außenseite des Grundkörpers mehrere sich aus der Außenseite heraus erstreckende plattenförmige Erhebungen auf, so können die plattenförmigen Erhebungen gleichmäßig verteilt über die Außenseite des Grundkörpers angeordnet sein. Die zumindest eine plattenförmige Erhebung ist vorzugsweise einstückig mit dem Grundkörper ausgebildet, somit kann die zumindest eine plattenförmige Erhebung besonders vorteilhaft zur Stabilität des Batteriegehäuses beitragen.
Vorteilhafterweise kann bei einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse ein thermoelektrisches Element zwischen der zumindest einen plattenförmigen Erhebung und dem zumindest einen Gegenwärmeleitabschnitt der Oberseite des Wärmeübertragers angeordnet sein. Das thermoelektrische Element kann zur Sandwichstruktur des Grundkörpers beitragen und somit die Stabilität des Batteriegehäuses weiter erhöhen. Weiter kann durch das thermoelektrische Element der Grundkörper eine besonders gleichmäßige Temperaturverteilung aufweisen und das Batteriegehäuse besonders vorteilhaft temperiert werden. Es ist auch denkbar, dass mehrere thermoelektrische Elemente zwischen der zumindest einen plattenförmigen Erhebung und dem zumindest einen Gegenwärmeleitabschnitt der Oberseite des Wärmeübertragers angeordnet sind. Das thermoelektrische Element kann ein Peltier-Element sein. Das Peltier-Element kann sowohl kühlen als auch heizen. Das Peltier-Element kann daher besonders vorteilhaft das Batteriegehäuse temperieren.
Mit besonderem Vorteil kann bei einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse eine erste thermisch leitfähige Klebeschicht zwischen dem thermoelektrischen Element und der zumindest einen plattenförmigen Erhebung angeordnet sein und/oder eine zweite thermisch leitfähige Klebeschicht zwischen dem thermoelektrischen Element und dem zumindest einen Gegenwärmeleitabschnitt der Oberseite des Wärmeübertragers angeordnet sein. Die erste thermisch leitfähige Klebeschicht zwischen dem thermoelektrischen Element und der zumindest einen plattenförmigen Erhebung und/oder die zweite thermisch leitfähige Klebeschicht zwischen dem thermoelektrischen Element und dem zumindest einen Gegenwärmeleitabschnitt der Oberseite des Wärmeübertragers können zur Sandwichstruktur des Grundkörpers beitragen und somit die Stabilität des Batteriegehäuses weiter erhöhen. Weiter kann durch die erste thermisch leitfähige Klebeschicht und/oder durch die zweite thermisch leitfähige Klebeschicht das Leiten der Wärme zwischen dem zumindest einem Gegenwärmeleitabschnitt der Oberseite des Wärmeübertragers und dem Wärmeleitabschnitt der Außenseite des Grundkörpers besonders vorteilhaft erfolgen. Ferner kann durch die erste thermisch leitfähige Klebeschicht und/oder durch die zweite thermisch leitfähige Klebeschicht eine thermische Dehnung zwischen dem Wärmeübertrager und dem Peltier-Element ausgeglichen werden. Somit kann das Batteriegehäuse besonders vorteilhaft temperiert werden und mechanische Spannungen im Wesentlichen vermieden, insbesondere vermieden werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann bei einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse zumindest ein Teil des Wärmeisolierabschnitts der Außenseite des Grundkörpers durch sich aus der Außenseite heraus erstreckende strebenförmige Versteifungsrippen des Grundkörpers oder durch sich aus der Außenseite heraus erstreckende strebenförmige Versteifungsrippen des Grundkörpers und durch einen Rand der Außenseite des Grundkörpers gebildet werden, wobei die strebenförmigen Versteifungsrippen zwischen plattenförmigen Erhebungen untereinander und/oder zwischen der zumindest einen plattenförmigen Erhebung und dem Rand der Außenseite des Grundkörpers ausgebildet sind. Durch sich aus der Außenseite heraus erstreckende strebenförmige Versteifungsrippen des Grundkörpers und/oder durch einen Rand der Außenseite des Grundkörpers kann die Stabilität des Batteriegehäuses weiter verbessert werden. Die strebenförmigen Versteifungsrippen können quaderförmig ausgebildet sein. Weiter können die strebenförmigen Versteifungsrippen in Längsrichtung des Grundkörpers, insbesondere der Außenseite des Grundkörpers, verlaufen. Ferner können die strebenförmigen Versteifungsrippen in Querrichtung des Grundkörpers, insbesondere der Außenseite des Grundkörpers, verlaufen. Bevorzugterweise verläuft ein Teil der strebenförmigen Versteifungsrippen in Längsrichtung und ein Teil der strebenförmigen Versteifungsrippen in Querrichtung. Damit kann ein besonders stabiler Grundkörper und somit ein besonders stabiles Batteriegehäuse geschaffen werden. An den Stellen der Außenseite des Grundkörpers, an denen sich aus der Außenseite heraus keine plattenförmigen Erhebungen, keine strebenförmigen Versteifungsrippen und/oder kein Rand des Grundkörpers erstreckt, kann sich zwischen der Außenseite des Grundkörpers und dem Wärmeübertrager ein Luftraum bilden. Der Luftraum kann besonders vorteilhafte isolierende Wirkungen haben und das Leiten der Wärme zwischen dem Wärmeübertrager und dem Grundkörper, insbesondere über den Wärmeleitabschnitt und den Gegenwärmeleitabschnitt, bevorteilen. Weiter können die strebenförmigen Versteifungsrippen Aussparungen zum Führen von elektrischen Leitern von dem Peltier-Element aufweisen. Somit kann das Batteriegehäuse besonders kompakt gehalten werden.
Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse die thermisch isolierende Klebeschicht zwischen dem zumindest einen Gegenwärmeisolierabschnitt des Wärmeübertragers und den strebenförmigen Versteifungsrippen der Außenseite des Grundkörpers und dem Rand der Außenseite des Grundkörpers angeordnet ist. Somit kann eine besonders vorteilhafte Sandwichstruktur des Grundköpers, der thermisch isolierenden Klebeschicht und des Wärmeübertragers gebildet werden und das Batteriegehäuse eine besonders große Stabilität aufweisen. Insbesondere durch die thermisch isolierende Klebeschicht am Rand kann die Außenseite des Grundkörpers besonders vorteilhaft vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt werden.
Vorteilhafterweise kann bei einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse das Batteriegehäuse im Innenraum des Grundkörpers zumindest bereichsweise eine am Grundkörper angeordnete thermisch leitfähige Schicht, insbesondere eine thermisch leitfähige Klebeschicht, zum Anordnen einer Batteriezelle eines Batteriemoduls aufweisen. Durch die zumindest bereichsweise eine am Grundkörper angeordnete thermisch leitfähige Schicht kann die Sandwichstruktur des Grundköpers, der thermisch isolierenden Klebeschicht und des Wärmeübertragers weiter verbesserte werden und die Stabilität des Batteriegehäuses erhöht werden. Das Anordnen kann als Ankleben verstanden werden. Die thermisch leitfähige Klebeschicht kann nur an einer Innenseite des Innenraums angeordnet sein, insbesondere bei einem boxförmigen Grundkörper kann sie nur an der der Außenseite des Grundkörpers gegenüberliegenden, abgewandten Innenseite des Innenraums angeordnet sein. Die thermisch leitfähige Klebeschicht kann auch an mehreren Innenseiten des Innenraums des Grundkörpers angeordnet sein. Damit kann eine besonders gleichmäßige Kühlung der Batteriezelle erfolgen.
Gemäß einem zweiten Aspekt zeigt die vorliegende Erfindung ein Batteriemodul mit einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse, wobei in dem Innenraum des Batteriegehäuses eine Batteriezelle angeordnet ist.
Die Batteriezelle kann auch als mehrere einzelne Batteriezellen verstanden werden. Die mehreren einzelnen Batteriezellen können seriell und/oder parallel mittels Zellverbindern zusammengeschalten sein.
Das Batteriemodul gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist damit dieselben Vorteile auf, wie sie bereits zu dem Batteriegehäuse gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
Es zeigen schematisch:

1 in einer Explosionszeichnung eine Ausführungsform eines Batteriegehäuses bzw. eine Ausführungsform eines Batteriemoduls,
2 einen Grundkörper eines Batteriegehäuses,
3 in einer Explosionszeichnung eine Ausführungsform eines Batteriegehäuses,
4 einen Wärmeübertrager eines Batteriegehäuses,
5 einen Wärmeübertrager eines Batteriegehäuses in einer Explosionszeichnung,
6 in einem Schnitt das Batteriemodul mit dem Batteriegehäuse und Batteriezellen, und
7 einen Grundkörper eines Batteriegehäuses.

In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen identische Bezugszeichen verwendet.
1 zeigt in einer Explosionszeichnung eine Ausführungsform eines Batteriegehäuses 100 beziehungsweise eine Ausführungsform eines Batteriemoduls 200 mit dem Batteriegehäuse 100 und mehreren Batteriezellen 202, die in einem quaderförmigen Innenraum 12 eines boxförmigen Grundkörpers 10 des Batteriegehäuses 100 angeordnet werden können. Zwischen einem Wärmeübertrager 20 mit dem Kühlfluideingang 23 und dem Kühlfluidausgang 24 und einer Außenseite 15 des Grundkörpers 10 ist eine thermisch isolierende Klebeschicht 30 angeordnet. In 1 ist ferner zusätzlich zu erkennen, dass die thermisch isolierende Klebeschicht 30 einen Rand und Streben ausbildet. Diese können an einen Rand 53 (nicht sichtbar) der Außenseite 15 des Grundkörpers 10 und strebenförmigen Versteifungsrippen 52 (nicht sichtbar) der Außenseite 15 des Grundkörpers 10 angeordnet werden. Weiter sind in 1 optional eine erste thermisch leitfähige Klebeschichten 57, zweite thermisch leitfähige Klebeschichten 58 und dazwischenliegende thermoelektrische Elemente 55 dargestellt. Durch die thermisch isolierende Klebeschicht 30 kann besonders einfach erreicht werden, dass das Leiten der Wärme zwischen dem Grundkörper 10 und dem Wärmeübertrager 20 vorteilhafterweise über Wärmeleitabschnitte 17 (nicht sichtbar) der Außenseite 15 des Grundkörpers 10 und über die Gegenwärmeleitabschnitte 27 der Oberseite 25 des Wärmeübertragers 20 erfolgt. Der Wärmeübertrager 20 kann an den Grundkörper 10 zusätzlich mit Schrauben 35 angeschraubt werden.
In 2 ist ein Grundkörper 10 eines Batteriegehäuses 100 dargestellt. In 2 ist ein Wärmeübertrager 20 mit einer Oberseite 25 (nicht sichtbar) an eine Außenseite 15 (nicht sichtbar) des Grundkörpers 10 angeordnet. Der Wärmeübertrager 20 weist weiter einen umlaufenden Rand 62, einen Steg 64, insbesondere einen Mittelsteg 64, und eine Abstützstruktur 60, die durch halbkugelige Verformungen am Wärmeübertrager 20 gebildet sind, auf. Durch den umlaufenden Rand 62, den Mittelsteg 64, und die Abstützstruktur 60 bilden sich besonders vorteilhafte Längslastpfade LP in der Längsrichtung L des Grundkörpers 10 und Querlastpfade QP in der Querrichtung Q des Grundkörpers 10 aus, sodass der Grundkörper 10, insbesondere das Batteriegehäuse 100, besonders stabil ausgeführt ist. Ferner ist in 2 ein Gehäuserand 54 illustriert. Der Wärmeübertrager 20 ist mit einer Oberseite 25 vorteilhafterweise derart an die Außenfläche 15 des Grundkörpers 10 angeordnet, dass die der Oberseite 25 des Wärmeübertragers 20 gegenüberliegende Unterseite eben mit dem Gehäuserand 54 ausgebildet.
In 3 ist, wie in 1, in einer Explosionsdarstellung ein Batteriegehäuse 100 mit einem Grundkörper 10, einem Wärmeübertrager 20 und eine zwischen einem Wärmeisolierabschnitt 18 der Außenseite 15 des Grundkörpers 10 und zumindest einem Gegenwärmeisolierabschnitt 28 einer Oberseite 25 des Wärmeübertragers 20 angeordnete thermisch isolierende Klebeschicht 30 dargestellt. In dieser Ansicht sind optionale plattenförmige Erhebungen 50 zu erkennen, die einen Wärmeleitabschnitt 17 einer Außenseite 15 des Grundkörpers 10 darstellen. Weiter sind optionale sich aus der Außenseite 15 heraus erstreckende strebenförmige Versteifungsrippen 52 des Grundkörpers 10 und ein Rand 53 der Außenseite 15 des Grundkörpers 10 zu erkennen, wobei die strebenförmigen Versteifungsrippen 52 zwischen den plattenförmigen Erhebungen 50 untereinander und zwischen den plattenförmigen Erhebungen 50 und dem Rand 53 der Außenseite 15 des Grundkörpers 10 ausgebildet sind. Der Rand 53 und die Versteifungsrippen 52 der Außenseite bilden Wärmeisolierabschnitte 18 der Außenseite 15, auf die eine thermisch isolierende Klebeschicht 30 angeordnet werden kann. Weiter sind auch in 3 optional eine erste thermisch leitfähige Klebeschichten 57, zweite thermisch leitfähige Klebeschichten 58 und dazwischenliegende thermoelektrische Elemente 55 dargestellt.
4 und zeigt einen Wärmeübertrager 20 eines Batteriegehäuses 100 und in 5 ist eine Explosionszeichnung zu dem Wärmeübertrager 20 aus der 4. Der Wärmeübertrager 20 weist in 4 eine ebene Oberseite 25 auf, wobei der Wärmeübertrager 20 zusätzlich am Rand 62 Durchgangslöcher 68 zum Durchführen von Schrauben 35 aufweist. Weiter umfasst der Wärmeübertrager 20 einen Kühlfluideingang 23 und einen Kühlfluidausgang 24, die jeweils als Kühlfluidstutzen mit einer Dichtung 66, insbesondere einem O-Ring-Dichtung, ausgebildet sind, wobei sich die Kühlfluidstutzen senkrecht zur Oberseite 25 des Wärmeübertragers 20 erstrecken. In 5 ist ein zweiplattiger Wärmeübertrager 20 mit einer ersten Platte 21 und einer zweiten Platte 22 illustriert. Weiter ist in der Explosionszeichnung der U-förmige Kühlfluidpfad 29 vom Kühlfluideingang 23 zum Kühlfluidausgang 24 dargestellt. Dieser Kühlfluidpfad 29 wird durch einen Mittelsteg 64 der zweiten Platte 22 gebildet.
In 6 ist in einem Schnitt (vgl. Schnittachse SA in 7) das Batteriemodul 200 mit dem Batteriegehäuse 100 und Batteriezellen 202 dargestellt. Die Batteriezellen 202 sind mit einer thermisch leitfähigen Schicht 13, insbesondere einer thermisch leitfähigen Klebeschicht 13, an eine Innenseite des Innenraums 12 des Grundkörpers 10 angeordnet, insbesondere angeklebt. Weiter ist in 6 ein erster Kühlfluidströmungskanal 40 mit einem ersten Kanaleinlass 41 und einem ersten Kanalauslass 42 in einem vom Innenraum 12 fluidtechnisch abgetrennten ersten Körper illustriert. An den ersten Kühlfluidströmungskanal 40 des Grundkörpers 10 ist ein sich senkrecht zur Oberseite 25 des Wärmeübertragers 20 erstreckender Kühlfluidstutzen eines Kühlfluideingangs 23 angeschlossen. Das zu dem ersten Kühlfluidströmungskanal 40 beschriebene kann analog auch auf den zweiten Kühlfluidströmungskanal 45 mit einem zweiten Kanaleinlass 47 und einem zweiten Kanalauslass 46 übertragen werden. Ferner ist im Schnitt am an dem Kühlfluidkanal 40 gegenüberliegenden Ende des Batteriegehäuses 100 eine thermisch isolierende Klebeschicht 30 zwischen dem einem Wärmeisolierabschnitt 18 des Grundkörpers 10 und einem Gegenwärmeisolierabschnitt 28 des Wärmeübertragers 20 zu erkennen. Außerdem offenbart 6 im mittleren Bereich des Batteriegehäuses 100 eine erste thermisch leitfähige Klebeschicht 57, ein thermoelektrisches Element 55, eine zweite thermisch leitfähige Klebeschicht 58 zwischen einem Wärmeleitabschnitt 17 der Außenseite 15 des Grundkörpers 10 und einem Gegenwärmeleitabschnitt 27 der Oberseite 25 des Wärmeübertragers 20.
7 zeigt einen Grundkörper 10 eines Batteriegehäuses 100. Die Außenseite 15 des Grundkörpers 10 weist hier mehrere sich aus der Außenseite 15 heraus erstreckende plattenförmige Erhebungen 50 auf. Diese plattenförmigen Erhebungen 50 sind gleichmäßig über die Außenseite 15 des Grundkörpers 10, insbesondere in Längsrichtung und Querrichtung des Grundkörpers 10 gleichmäßig, angeordnet. Weiter sind sich aus der Außenseite 15 heraus erstreckende strebenförmige Versteifungsrippen 52 des Grundkörpers 10 und ein Rand 53 der Außenseite 15 des Grundkörpers offenbart. Außerdem weist der Grundkörper 10 des Batteriegehäuses 100 zu Schrauben 35, vgl. 1, korrespondierende Schraubdome 70 zum Anschrauben des Wärmeübertragers 20 an die Außenseite 15 des Grundkörpers 10 auf. In 7 ist weiter ein erster Kanalauslass 42 eines ersten Kühlfluidströmungskanals 40 und ein zweiter Kanaleinlass 47 eines zweiten Fluidströmungskanals 45 illustriert. Der erste Kühlfluidströmungskanal 40 und der zweite Kühlfluidströmungskanal 45 erstrecken sich von der Außenseite 15 des Grundkörpers 10 in Richtung des Innenraums 12 des Grundkörpers 10. Ferner sind in 7 Aussparungen 72 in den strebenförmigen Versteifungsrippen 52 zum Führen von elektrischen Leitern von Peltier-Elementen 55 offenbart. Diese elektrischen Leiter können über eine Leiterausnehmung 74 in der Außenseite 15 des Grundkörpers 10 in Richtung des Innenraums 12 des Grundkörpers 10 geführt werden. Vorteilhafterweise können Versteifungsrippen 52 an dem Ende, mit welchem diese an eine plattenförmige Erhebung 50 enden, eine Positionieraussparung 76 aufweisen. Diese Positionieraussparung 72 der Versteifungsrippe 52 kann eine Abrundung sein, womit ein thermoelektrisches Element 55 besonders einfach und genau positioniert werden kann und ferner ein Leiten von Wärme zwischen dem thermoelektrischen Element 55 und der Versteifungsrippe 52 reduziert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2017/068115 A1 [0002]

Claims

Batteriegehäuse (100) für ein Batteriemodul (200), wobei das Batteriegehäuse (100) aufweist: a) einen Grundkörper (10) mit: i. einem Innenraum (12) zum Anordnen einer Batteriezelle (202) des Batteriemoduls (200), ii. einer den Innenraum (10) zumindest teilweise umgebenden Außenseite (15) zum Anordnen einer Oberseite (25) eines Wärmeübertragers (20), wobei die Außenseite (15) einen Wärmeleitabschnitt (17) zum Leiten von Wärme zwischen dem Grundkörper (10) und dem Wärmeübertrager (20) und einen Wärmeisolierabschnitt (18) zum Nichtleiten von Wärme zwischen dem Grundkörper (10) und dem Wärmeübertrager (20) umfasst, b) den Wärmeübertrager (20) mit: i. einem Kühlfluideingang (23) und einem Kühlfluidausgang (24), ii. einer Oberseite (25), wobei der Wärmeübertrager (20) mit zumindest einem Gegenwärmeleitabschnitt (27) der Oberseite (25) an den Wärmeleitabschnitt (17) der Außenseite (15) des Grundkörpers (10) angeordnet ist und der Wärmeübertrager (20) mit zumindest einem Gegenwärmeisolierabschnitt (28) der Oberseite (25) an den Wärmeisolierabschnitt (18) der Außenseite (15) des Grundkörpers (10) angeordnet ist, und c) eine zwischen dem Wärmeisolierabschnitt (18) der Außenseite (15) des Grundkörpers (10) und dem zumindest einen Gegenwärmeisolierabschnitt (28) der Oberseite (25) des Wärmeübertragers (20) angeordnete thermisch isolierende Klebeschicht (30).
Batteriegehäuse (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (20) eine erste Platte (21) mit dem Kühlfluideingang (23), dem Kühlfluidausgang (24) und der Oberseite (25) des Wärmeübertragers (20) aufweist und, dass der Wärmeübertrager (20) eine zweite Platte (22) aufweist, die an der der Oberseite (25) der ersten Platte (21) gegenüberliegenden Unterseite (26) unter Ausbildung von zumindest einem Kühlfluidpfad (29) von dem Kühlfluideingang (23) zu dem Kühlfluidausgang (24) angeordnet ist.
Batteriegehäuse (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (20) zusätzlich mit Schrauben (35) an die Außenseite (15) des Grundkörpers (10) angeschraubt ist.
Batteriegehäuse (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben (35) durch den zumindest einen Gegenwärmeisolierabschnitt (28) des Wärmeübertragers (20), durch die thermisch isolierende Klebeschicht (30) und durch den Wärmeisolierabschnitt (18) der Außenseite (15) des Grundkörpers (10) verlaufen.
Batteriegehäuse (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (10) im Innenraum (12) einen ersten Kühlfluidströmungskanal (40) mit einem ersten Kanaleinlass (41) zum fluidkommunizierenden Anschließen an eine Fluidquelle und einem ersten Kanalauslass (42) zum fluidkommunizierenden Anschließen an den Kühlfluideingang (23) des Wärmeübertragers (20) aufweist und, dass der Grundkörper (10) im Innenraum (12) einen zweiten Kühlfluidströmungskanal (45) mit einem zweiten Kanaleinlass (47) zum fluidkommunizierenden Anschließen an den Kühlfluidausgang (24) des Wärmeübertragers (20) und einem zweiten Kanalauslass (46) zum fluidkommunizierenden Anschließen an eine Fluidsenke aufweist.
Batteriegehäuse (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Wärmeleitabschnitts (100) der Außenseite (15) des Grundkörpers (10) durch zumindest eine sich aus der Außenseite (15) heraus erstreckende plattenförmige Erhebung (50) gebildet wird.
Batteriegehäuse (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein thermoelektrisches Element (55) zwischen der zumindest einen plattenförmigen Erhebung (50) und dem zumindest einen Gegenwärmeleitabschnitt (27) der Oberseite (25) des Wärmeübertragers (20) angeordnet ist.
Batteriegehäuse (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste thermisch leitfähige Klebeschicht (57) zwischen dem thermoelektrischen Element (55) und der zumindest einen plattenförmigen Erhebung (50) angeordnet ist und/oder eine zweite thermisch leitfähige Klebeschicht (58) zwischen dem thermoelektrischen Element (55) und dem zumindest einen Gegenwärmeleitabschnitt (27) der Oberseite (25) des Wärmeübertragers (20) angeordnet ist.
Batteriegehäuse (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Wärmeisolierabschnitts (18) der Außenseite (15) des Grundkörpers (10) durch sich aus der Außenseite (15) heraus erstreckende strebenförmige Versteifungsrippen (52) des Grundkörpers (10) oder durch sich aus der Außenseite (15) heraus erstreckende strebenförmige Versteifungsrippen (52) des Grundkörpers (10) und durch einen sich aus der Außenseite (15) heraus erstreckenden Rand (53) des Grundkörpers (10) gebildet wird, wobei die strebenförmigen Versteifungsrippen (52) zwischen plattenförmigen Erhebungen (50) untereinander und/oder zwischen der zumindest einen plattenförmigen Erhebung (50) und dem Rand (53) der Außenseite (15) des Grundkörpers (10) ausgebildet sind.
Batteriegehäuse (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch isolierende Klebeschicht (30) zwischen dem zumindest einen Gegenwärmeisolierabschnitt (28) des Wärmeübertragers (20) und den strebenförmigen Versteifungsrippen (52) der Außenseite (15) des Grundkörpers (10) und dem Rand (53) der Außenseite (15) des Grundkörpers (10) angeordnet ist.
Batteriegehäuse (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse (100) im Innenraum (12) des Grundkörpers (10) zumindest bereichsweise eine am Grundkörper (10) angeordnete thermisch leitfähige Schicht (13), insbesondere eine thermisch leitfähige Klebeschicht, zum Anordnen einer Batteriezelle (200) eines Batteriemoduls (200) aufweist.
Batteriemodul (200) mit einem Batteriegehäuse (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei in dem Innenraum (12) des Batteriegehäuses (100) eine Batteriezelle (202) angeordnet ist.