DE102019219015A1 - Battery devices and methods for fixing battery cells - Google Patents
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Abstract
Um eine Batterievorrichtung bereitzustellen, welche einfach und kostengünstig herstellbar ist, wird vorgeschlagen, dass die Batterievorrichtung ein oder mehrere Batteriemodule umfasst, wobei ein jeweiliges Batteriemodul Folgendes umfasst: ein Rahmenelement; ein Bodenelement; und mehrere Batteriezellen.In order to provide a battery device which can be produced simply and inexpensively, it is proposed that the battery device comprises one or more battery modules, a respective battery module comprising: a frame element; a floor element; and multiple battery cells.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterievorrichtung.The present invention relates to a battery device.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Batterievorrichtung bereitzustellen, welche einfach und kostengünstig herstellbar ist.The present invention is based on the object of providing a battery device which can be produced simply and inexpensively.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs gelöst.This object is achieved by the features of the independent device claim.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous further developments are the subject of the subclaims.
Die erfindungsgemäße Batterievorrichtung umfasst vorzugsweise Folgendes: Ein oder mehrere Batteriemodule, wobei ein jeweiliges Batteriemodul Folgendes umfasst:
- ein Rahmenelement;
- ein Bodenelement; und
- mehrere Batteriezellen.
- a frame member;
- a floor element; and
- multiple battery cells.
Vorzugsweise sind die Batteriemodule entlang einer Stapelrichtung angeordnet oder anordenbar.The battery modules are preferably arranged or can be arranged along a stacking direction.
Beispielsweise ist es denkbar, dass ein Batteriemodul mindestens ungefähr 50 Batteriezellen umfasst.For example, it is conceivable that a battery module comprises at least approximately 50 battery cells.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn ein Batteriemodul ungefähr 200 bis ungefähr 600 Batteriezellen, beispielsweise ungefähr 400 Batteriezellen, umfasst.It can be advantageous, for example, if a battery module comprises approximately 200 to approximately 600 battery cells, for example approximately 400 battery cells.
Die Batterievorrichtung umfasst beispielsweise zwei oder mehr als zwei Batteriemodule.The battery device comprises, for example, two or more than two battery modules.
Das Rahmenelement eines jeweiligen Batteriemoduls ist vorzugsweise ringförmig geschlossen ausgebildet.The frame element of a respective battery module is preferably designed to be closed in a ring shape.
Vorzugsweise definieren das Rahmenelement und das Bodenelement eines jeweiligen Batteriemoduls einen insbesondere topfförmigen Aufnahmeraum, in welchem Batteriezellen des Batteriemoduls aufgenommen sind.The frame element and the base element of a respective battery module preferably define an in particular cup-shaped receiving space in which battery cells of the battery module are received.
Günstig kann es sein, wenn der Aufnahmeraum eines Batteriemoduls von dem Rahmenelement und von dem Bodenelement des Batteriemoduls sowie von dem Bodenelement eines benachbarten Batteriemoduls begrenzt wird.It can be favorable if the receiving space of a battery module is delimited by the frame element and by the base element of the battery module and by the base element of an adjacent battery module.
Die Batterievorrichtung ist vorzugsweise derart anordenbar, dass die Stapelrichtung der Batteriemodule parallel zur Schwerkraftrichtung verläuft. Die Batterievorrichtung ist dabei insbesondere „stehend“ angeordnet.The battery device can preferably be arranged such that the stacking direction of the battery modules runs parallel to the direction of gravity. The battery device is in particular arranged “upright”.
Alternativ dazu ist es denkbar, dass die Batterievorrichtung derart anordenbar ist, dass die Stapelrichtung der Batteriemodule im Wesentlichen senkrecht zur Schwerkraftrichtung verläuft. Die Batterievorrichtung ist dabei insbesondere „liegend“ angeordnet.As an alternative to this, it is conceivable that the battery device can be arranged in such a way that the stacking direction of the battery modules is essentially perpendicular to the direction of gravity. The battery device is in particular arranged “lying down”.
Das Rahmenelement eines jeweiligen Batteriemoduls umgibt vorzugsweise sämtliche Batteriezellen des Batteriemoduls, insbesondere in einer senkrecht zur Stapelrichtung verlaufenden Richtung.The frame element of a respective battery module preferably surrounds all battery cells of the battery module, in particular in a direction perpendicular to the stacking direction.
Die Batteriezellen sind vorzugsweise galvanische Zellen.The battery cells are preferably galvanic cells.
Insbesondere sind die Batteriezellen sogenannte Sekundärzellen.In particular, the battery cells are what are known as secondary cells.
Günstig kann es sein, wenn die Batteriezellen, insbesondere die Sekundärzellen, wiederaufladbar sind.It can be beneficial if the battery cells, in particular the secondary cells, are rechargeable.
Vorzugsweise sind die Batteriemodule der Batterievorrichtung selbsttragend ausgebildet.The battery modules of the battery device are preferably designed to be self-supporting.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass die Rahmenelemente der jeweiligen Batteriemodule Gehäuseabschnitte der Batterievorrichtung bilden.In one embodiment of the battery device, it is provided that the frame elements of the respective battery modules form housing sections of the battery device.
Vorzugsweise bilden die Rahmenelemente der Batteriemodule gemeinsam eine Außenhaut der Batterievorrichtung.The frame elements of the battery modules preferably together form an outer skin of the battery device.
Vorzugsweise umfasst das Rahmenelement eines jeweiligen Batteriemoduls eine ringförmig geschlossene Wandung.The frame element of a respective battery module preferably comprises an annularly closed wall.
Beispielsweise ist es denkbar, dass das Rahmenelement einen Verbindungssteg umfasst, welcher zwischen zwei einander gegenüberliegenden Wandungsabschnitten der Wandung des Rahmenelements angeordnet ist und diese miteinander verbindet.For example, it is conceivable that the frame element comprises a connecting web which is arranged between two opposing wall sections of the wall of the frame element and connects them to one another.
Insbesondere bildet eine Oberfläche der Wandung des jeweiligen Rahmenelements einen Teil einer Oberfläche eines Gehäuses der Batterievorrichtung.In particular, a surface of the wall of the respective frame element forms part of a surface of a housing of the battery device.
Günstig kann es sein, wenn ein jeweiliges Rahmenelement eine Doppelwandung umfasst, die ein Innenwandungselement und ein Außenwandungselement umfasst.It can be favorable if a respective frame element comprises a double wall which comprises an inner wall element and an outer wall element.
Vorzugsweise bildet eine Wandung, insbesondere ein Außenwandungselement einer Doppelwandung, eines jeweiligen Rahmenelements in einer senkrecht zur Stapelrichtung der Batteriemodule verlaufenden Richtung einen Teil einer Einhausung der Batterievorrichtung, insbesondere einen Teil eines Gesamtgehäuses der Batterievorrichtung.A wall, in particular an outer wall element, preferably forms one Double wall, of a respective frame element in a direction running perpendicular to the stacking direction of the battery modules, part of a housing of the battery device, in particular part of an overall housing of the battery device.
Vorzugsweise werden die Rahmenelemente der Batteriemodule der Batterievorrichtung somit in einer radialen Richtung nicht von einer zusätzlichen Einhausung begrenzt.The frame elements of the battery modules of the battery device are therefore preferably not limited in a radial direction by an additional housing.
Vorzugsweise können die Herstellungskosten der Batterievorrichtung durch den Entfall einer zusätzlichen Einhausung reduziert werden.The manufacturing costs of the battery device can preferably be reduced by eliminating an additional housing.
Unter einer radialen Richtung wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche insbesondere eine quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Stapelrichtung der Batteriemodule verlaufende Richtung verstanden.In the context of this description and the appended claims, a radial direction is understood to mean, in particular, a direction running transversely, preferably perpendicularly, to the stacking direction of the battery modules.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass Längsachsen der Batteriezellen eines jeweiligen Batteriemoduls im Wesentlichen parallel zu der Stapelrichtung der Batteriemodule angeordnet sind.In one embodiment of the battery device, it is provided that the longitudinal axes of the battery cells of a respective battery module are arranged essentially parallel to the stacking direction of the battery modules.
Wenn Längsachsen der Batteriezellen eines jeweiligen Batteriemoduls im Wesentlichen parallel zu der Stapelrichtung der Batteriemodule angeordnet sind, ist dabei vorzugsweise eine Außenkontur der Rahmenelemente der Batteriemodule an einen zur Verfügung stehenden Bauraum, beispielsweise in einem Fahrzeug, optimal anpassbar.If the longitudinal axes of the battery cells of a respective battery module are arranged essentially parallel to the stacking direction of the battery modules, an outer contour of the frame elements of the battery modules can preferably be optimally adapted to an available installation space, for example in a vehicle.
Insbesondere ist ein zur Verfügung stehender Bauraum, beispielsweise in einem Fahrzeug, optimal ausnutzbar.In particular, an available installation space, for example in a vehicle, can be optimally used.
Günstig kann es dabei sein, wenn ein Füllgrad eines Aufnahmeraums der Batteriemodule der Batterievorrichtung dadurch erhöht werden kann, dass die Längsachsen der Batteriezellen parallel zu der Stapelrichtung der Batteriemodule angeordnet sind.It can be favorable here if a degree of filling of a receiving space of the battery modules of the battery device can be increased by arranging the longitudinal axes of the battery cells parallel to the stacking direction of the battery modules.
Unter einem Füllgrad eines Aufnahmeraums der jeweiligen Batteriemodule wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche insbesondere ein Verhältnis des von den Batteriezellen, welche in dem Aufnahmeraum angeordnet sind, verdrängten Verdrängungsvolumens zu einem Gesamtvolumen des Aufnahmeraums verstanden.In the context of this description and the appended claims, a degree of filling of a receiving space of the respective battery modules is understood to mean, in particular, a ratio of the displacement volume displaced by the battery cells which are arranged in the receiving space to a total volume of the receiving space.
Vorzugsweise ist durch Erhöhen des Füllgrads eine Energiespeicherkapazität der Batteriemodule und insbesondere der Batterievorrichtung erhöhbar.An energy storage capacity of the battery modules and in particular of the battery device can preferably be increased by increasing the degree of filling.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass die Batteriezellen Rundzellen sind.In one embodiment of the battery device, it is provided that the battery cells are round cells.
Vorzugsweise sind die Batteriezellen kreiszylindrische Batteriezellen, insbesondere kreiszylindrische Rundzellen.The battery cells are preferably circular-cylindrical battery cells, in particular circular-cylindrical round cells.
Die Batteriezellen sind vorzugsweise zumindest näherungsweise rotationssymmetrisch zu einer Längsachse derselben ausgebildet.The battery cells are preferably designed to be at least approximately rotationally symmetrical to a longitudinal axis thereof.
Alternativ dazu ist es denkbar, dass die Batteriezellen prismatische Zellen sind.Alternatively, it is conceivable that the battery cells are prismatic cells.
Vorzugsweise ist durch Verwendung von Rundzellen ein Füllgrad eines Aufnahmeraums eines jeweiligen Batteriemoduls erhöhbar.Preferably, the filling level of a receiving space of a respective battery module can be increased by using round cells.
Vorzugsweise ist durch Verwendung von Rundzellen ein Aufnahmeraum eines Batteriemoduls optimal ausnutzbar. Insbesondere ist ein Aufnahmeraum eines Batteriemoduls durch Verwendung von Rundzellen zumindest näherungsweise vollständig ausfüllbar.A receiving space of a battery module can preferably be optimally utilized by using round cells. In particular, a receiving space of a battery module can be filled at least approximately completely by using round cells.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass die Batterievorrichtung zwei Endkörper umfasst, wobei die Batteriemodule der Batterievorrichtung vorzugsweise zwischen den zwei Endkörpern angeordnet sind.In one embodiment of the battery device it is provided that the battery device comprises two end bodies, the battery modules of the battery device preferably being arranged between the two end bodies.
Beispielsweise ist es denkbar, dass die zwei Endkörper ein metallisches Material umfassen oder aus diesem gebildet sind, insbesondere Stahl oder Aluminium.For example, it is conceivable that the two end bodies comprise or are formed from a metallic material, in particular steel or aluminum.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass die zwei Endkörper Befestigungselemente umfassen, mittels welcher die Batterievorrichtung an einer tragenden Struktur, beispielsweise an einer tragenden Struktur eines Fahrzeugs, festlegbar ist.In one embodiment of the battery device it is provided that the two end bodies comprise fastening elements, by means of which the battery device can be fixed to a supporting structure, for example to a supporting structure of a vehicle.
Alternativ oder ergänzend dazu ist es denkbar, dass die Batteriemodule jeweils einzelne oder mehrere weitere Befestigungselemente umfassen, mittels welcher die Batterievorrichtung an einer tragenden Struktur festlegbar ist.As an alternative or in addition to this, it is conceivable that the battery modules each comprise individual or several further fastening elements, by means of which the battery device can be fixed to a supporting structure.
Beispielsweise umfassen nur die zwei Endkörper Befestigungselemente, mittels welcher die Batterievorrichtung an einer tragenden Struktur festlegbar ist.For example, only the two end bodies comprise fastening elements by means of which the battery device can be fastened to a supporting structure.
Günstig kann es daher sein, wenn die Batterievorrichtung nur mittels der Endkörper an einer tragenden Struktur festlegbar ist.It can therefore be favorable if the battery device can only be fixed to a supporting structure by means of the end bodies.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass die Batteriemodule der Batterievorrichtung miteinander verspannt oder verspannbar sind.In one embodiment of the battery device, it is provided that the battery modules of the battery device are braced or can be braced with one another.
Insbesondere ist es denkbar, dass die Batteriemodule der Batterievorrichtung zwischen den zwei Endkörpern verspannt oder verspannbar sind.In particular, it is conceivable that the battery modules of the battery device are clamped or can be clamped between the two end bodies.
Günstig kann es dabei insbesondere sein, wenn durch Verspannen der Batteriemodule im Wesentlichen keine Kraft auf die Batteriezellen der Batteriemodule ausgeübt wird, insbesondere parallel zu der Stapelrichtung und/oder parallel zu einer Längsachse der Batteriezellen eines jeweiligen Batteriemoduls.It can be particularly favorable if, by tensioning the battery modules, essentially no force is exerted on the battery cells of the battery modules, in particular parallel to the stacking direction and / or parallel to a longitudinal axis of the battery cells of a respective battery module.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Batteriemodule der Batterievorrichtung zwischen den zwei Endkörpern mittels eines oder mehrerer Spannelemente verspannt oder verspannbar sind.For example, it can be provided that the battery modules of the battery device are clamped or can be clamped between the two end bodies by means of one or more clamping elements.
Insbesondere ist es denkbar, dass die Spannelemente sogenannte Zuganker sind.In particular, it is conceivable that the tensioning elements are so-called tie rods.
Günstig kann es sein, wenn die Spannelemente ein metallisches Material umfassen oder aus diesem gebildet sind, beispielsweise aus Stahl oder Aluminium.It can be favorable if the tensioning elements comprise a metallic material or are formed from this, for example from steel or aluminum.
Vorzugsweise umfassen die Spannelemente Stahl oder sind aus diesem gebildet.The tensioning elements preferably comprise steel or are formed from it.
Als Spannelemente ausgebildete Zuganker umfassen insbesondere jeweils einen metallischen Stab, welcher ein Gewinde aufweist. Zum Verspannen der Batteriemodule ist der Stab vorzugsweise parallel zu der Stapelrichtung anordenbar. Mittels eines oder mehrerer auf den Stab aufschraubbarer Schraubelemente sind die Batteriemodule vorzugsweise miteinander verspannbar, insbesondere zwischen den zwei Endkörpern.Tie rods designed as tensioning elements each include, in particular, a metallic rod which has a thread. To clamp the battery modules, the rod can preferably be arranged parallel to the stacking direction. The battery modules can preferably be clamped together, in particular between the two end bodies, by means of one or more screw elements that can be screwed onto the rod.
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Batteriemodule in der Stapelrichtung mit einer Spannkraft verspannt werden, welche einer Spannung von höchstens ungefähr 30 %, beispielsweise von höchstens ungefähr 50 %, einer oberen Streckgrenze eines Materials der Spannelemente entspricht.For example, it is conceivable that the battery modules are tensioned in the stacking direction with a tension force which corresponds to a tension of at most approximately 30%, for example at most approximately 50%, an upper yield point of a material of the tensioning elements.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass ein jeweiliges Batteriemodul ein Dichtelement umfasst.In one embodiment of the battery device, it is provided that a respective battery module comprises a sealing element.
Das Dichtelement eines Batteriemoduls ist vorzugsweise ein ringförmiges Dichtelement.The sealing element of a battery module is preferably an annular sealing element.
Günstig kann es sein, wenn das Dichtelement ein Kunststoffmaterial umfasst oder aus diesem gebildet ist.It can be favorable if the sealing element comprises or is formed from a plastic material.
Das Dichtelement eines jeweiligen Batteriemoduls ist beispielsweise in einer Aufnahmenut des Batteriemoduls aufgenommen oder aufnehmbar.The sealing element of a respective battery module is received or can be received, for example, in a receiving groove in the battery module.
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Aufnahmenut zur Aufnahme des Dichtelements an einer senkrecht zur Stapelrichtung angeordneten Stirnseite des Rahmenelements eines jeweiligen Batteriemoduls angeordnet und/oder in dieser ausgebildet ist.For example, it is conceivable that the receiving groove for receiving the sealing element is arranged and / or formed in an end face of the frame element of a respective battery module that is arranged perpendicular to the stacking direction.
Günstig kann es sein, wenn ein Dichtelement eines jeweiligen Batteriemoduls durch Verspannen der Batteriemodule der Batterievorrichtung zwischen zwei benachbarten Batteriemodulen, insbesondere zwischen einem Rahmenelement und einem Bodenelement zweier benachbarten Batteriemodule, komprimiert wird.It can be favorable if a sealing element of a respective battery module is compressed by tensioning the battery modules of the battery device between two adjacent battery modules, in particular between a frame element and a base element of two adjacent battery modules.
Mittels eines Dichtelements eines jeweiligen Batteriemoduls ist beispielsweise eine Dichtwirkung gemäß der Schutzklasse IP 6K9K erreichbar.A sealing effect according to protection class IP 6K9K can be achieved, for example, by means of a sealing element of a respective battery module.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass die Batteriezellen eines jeweiligen Batteriemoduls an dem Bodenelement des Batteriemoduls festgelegt sind.In one embodiment of the battery device, it is provided that the battery cells of a respective battery module are fixed to the base element of the battery module.
Vorzugsweise stehen die Batteriezellen und das Bodenelement dabei nicht in unmittelbarem Materialkontakt.The battery cells and the base element are preferably not in direct material contact.
Vorzugsweise weisen die Batteriezellen, insbesondere Zellböden der Batteriezellen, von dem Bodenelement einen Abstand auf, beispielsweise im Bereich von ungefähr 0,2 mm bis ungefähr 1,5 mm, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,3 mm bis ungefähr 1 mm.The battery cells, in particular cell bottoms of the battery cells, are preferably at a distance from the base element, for example in the range from approximately 0.2 mm to approximately 1.5 mm, preferably in the range from approximately 0.3 mm to approximately 1 mm.
Vorzugsweise sind die Batteriezellen eines jeweiligen Batteriemoduls unmittelbar und/oder mittelbar mit dem Bodenelement des Batteriemoduls thermisch gekoppelt und/oder elektrisch von dem Bodenelement isoliert sind.The battery cells of a respective battery module are preferably thermally coupled directly and / or indirectly to the base element of the battery module and / or are electrically insulated from the base element.
Günstig kann es sein, wenn die Batteriezellen eines jeweiligen Batteriemoduls mittels einer Wärmeleitpaste und/oder mittels einer Vergussmasse thermisch mit dem Bodenelement gekoppelt sind und/oder elektrisch von diesem isoliert sind.It can be favorable if the battery cells of a respective battery module are thermally coupled to the base element by means of a heat-conducting paste and / or by means of a potting compound and / or are electrically insulated from it.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Batteriezellen eines jeweiligen Batteriemoduls mittels Vergussmasse stoffschlüssig mit dem Bodenelement des Batteriemoduls verbunden sind.In particular, it can be provided that the battery cells of a respective battery module are materially connected to the base element of the battery module by means of potting compound.
Vorzugsweise sind die Batteriezellen eines jeweiligen Batteriemoduls mittels Vergussmasse in einem Abstand von dem Bodenelement angeordnet und mittels der Vergussmasse mit diesem verbunden, beispielsweise in einem Abstand im Bereich von ungefähr 0,2 mm bis ungefähr 1,5 mm, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,3 mm bis ungefähr 1 mm.The battery cells of a respective battery module are preferably arranged at a distance from the base element by means of potting compound and are connected to the base element by means of the potting compound, for example at a distance in the range of about 0.2 mm to about 1.5 mm, preferably in the range of about 0.3 mm to about 1 mm.
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Batteriezellen eines jeweiligen Batteriemoduls vollständig in die Vergussmasse eingebettet sind.For example, it is conceivable that the battery cells of a respective battery module are completely embedded in the potting compound.
Alternativ dazu ist es beispielsweise denkbar, dass mindestens ungefähr 30 %, beispielsweise mindestens ungefähr 50 %, einer jeweiligen Batteriezelle bezogen auf eine parallel zu einer Längsachse der Batteriezelle gemessene Länge derselben in Vergussmasse eingebettet ist.As an alternative to this, it is for example conceivable that at least approximately 30%, for example at least approximately 50%, of a respective battery cell based on a length thereof measured parallel to a longitudinal axis of the battery cell is embedded in potting compound.
Die Vergussmasse umfasst beispielsweise Polyurethan, Silikon und/oder ein Epoxidharz.The potting compound includes, for example, polyurethane, silicone and / or an epoxy resin.
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Vergussmasse ein Einkomponentenmaterial, ein Zweikomponentenmaterial oder ein Mehrkomponentenmaterial ist.For example, it is conceivable that the potting compound is a one-component material, a two-component material or a multi-component material.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn die Vergussmasse ein Zweikomponentenmaterial mit einem Härter, insbesondere einem Vernetzungsmittel, ist.It can be advantageous, for example, if the casting compound is a two-component material with a hardener, in particular a crosslinking agent.
Günstig kann es insbesondere sein, wenn die Vergussmasse wärmehärtend und/oder feuchtigkeitshärtend ausgebildet ist.It can be particularly favorable if the casting compound is designed to be heat-curing and / or moisture-curing.
Günstig kann es sein, wenn die Batteriezellen eines jeweiligen Batteriemoduls jeweils in eine erste Vergussmasse und in eine zweite Vergussmasse eingebettet sind.It can be favorable if the battery cells of a respective battery module are each embedded in a first potting compound and in a second potting compound.
Insbesondere ist es dabei denkbar, dass die Batteriezellen mittels einer ersten Vergussmasse stoffschlüssig mit dem Bodenelement eines jeweiligen Batteriemoduls verbunden sind. Vorzugsweise sind dabei höchstens ungefähr 50 %, beispielsweise höchstens ungefähr 40 %, insbesondere höchstens ungefähr 30 % einer jeweiligen Batteriezelle bezogen auf eine parallel zu einer Längsachse der Batteriezelle gemessene Länge derselben in der ersten Vergussmasse eingebettet.In particular, it is conceivable that the battery cells are cohesively connected to the base element of a respective battery module by means of a first potting compound. Preferably at most about 50%, for example at most about 40%, in particular at most about 30% of a respective battery cell based on a length thereof measured parallel to a longitudinal axis of the battery cell is embedded in the first potting compound.
Vorzugsweise sind die Batteriezellen ferner in eine zweite Vergussmasse eingebettet, mittels welcher ein Aufnahmeraum eines jeweiligen Batteriemoduls zumindest teilweise ausgefüllt ist. Beispielsweise ist der Aufnahmeraum eines jeweiligen Batteriemoduls mit der zweiten Vergussmasse ausgeschäumt.The battery cells are preferably also embedded in a second potting compound, by means of which a receiving space of a respective battery module is at least partially filled. For example, the receiving space of a respective battery module is filled with foam with the second potting compound.
Günstig kann es sein, wenn die erste Vergussmasse eine höhere Festigkeit als die zweite Vergussmasse aufweist.It can be favorable if the first potting compound has a higher strength than the second potting compound.
Insbesondere ist es denkbar, dass die erste Vergussmasse eine höhere Dichte aufweist als die zweite Vergussmasse.In particular, it is conceivable that the first potting compound has a higher density than the second potting compound.
Ferner ist es insbesondere denkbar, dass die zweite Vergussmasse eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit aufweist als die erste Vergussmasse.Furthermore, it is particularly conceivable that the second potting compound has a lower thermal conductivity than the first potting compound.
Die zweite Vergussmasse ist beispielsweise ein Schaummaterial.The second potting compound is, for example, a foam material.
Wenn die Batteriezellen eines jeweiligen Batteriemoduls unmittelbar mit dem Bodenelement thermisch gekoppelt sind, weist das Batteriemodul in der Stapelrichtung beispielsweise folgende Reihenfolge auf: Bodenelement, elektrische Isolationsfolie, Wärmeleitpaste, Batteriezelle. Günstig kann es dabei insbesondere sein, wenn zwischen den einzelnen Lagen und/oder Elementen kein Abstand vorhanden ist.If the battery cells of a respective battery module are thermally coupled directly to the base element, the battery module has, for example, the following sequence in the stacking direction: base element, electrical insulation film, thermal paste, battery cell. It can be particularly advantageous if there is no distance between the individual layers and / or elements.
Wenn die Batteriezellen eines jeweiligen Batteriemoduls mittelbar mit dem Bodenelement thermisch gekoppelt sind, sind die Batteriezellen des Batteriemoduls beispielsweise unmittelbar thermisch mit einer Vergussmasse gekoppelt. Vorzugsweise ist die Vergussmasse dabei wiederum unmittelbar thermisch mit dem Bodenelement des Batteriemoduls gekoppelt. Günstig kann es dabei sein, wenn die Batteriezellen in einem Abstand von dem Bodenelement angeordnet sind.If the battery cells of a respective battery module are indirectly thermally coupled to the base element, the battery cells of the battery module are, for example, directly thermally coupled to a potting compound. Preferably, the potting compound is in turn directly thermally coupled to the base element of the battery module. It can be advantageous if the battery cells are arranged at a distance from the base element.
Günstig kann es sein, wenn die Batteriezellen in einer parallel zu der Stapelrichtung der Batterievorrichtung verlaufenden Richtung einen Abstand von dem Bodenelement im Bereich von ungefähr 0,2 mm bis ungefähr 1,5 mm, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,3 mm bis ungefähr 1 mm, aufweisen.It can be favorable if the battery cells in a direction running parallel to the stacking direction of the battery device are at a distance from the base element in the range from approximately 0.2 mm to approximately 1.5 mm, preferably in the range from approximately 0.3 mm to approximately 1 mm.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass das Rahmenelement eines jeweiligen Batteriemoduls eine Temperiervorrichtung umfasst oder bildet.In one embodiment of the battery device, it is provided that the frame element of a respective battery module comprises or forms a temperature control device.
Günstig kann es sein, wenn die Temperiervorrichtung zur aktiven Temperierung und/oder zur passiven Temperierung ausgebildet ist.It can be favorable if the temperature control device is designed for active temperature control and / or for passive temperature control.
Unter einer aktiven Temperierung wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche insbesondere eine Temperierung verstanden, deren Wirkung im Wesentlichen auf Konvektion, insbesondere auf erzwungener Konvektion, beruht. Vorzugsweise wird eine aktive Temperierung durch ein durch äußere mechanische Einwirkung strömendes Temperierfluid, insbesondere durch eine durch äußere mechanische Einwirkung strömende Temperierflüssigkeit, realisiert.In the context of this description and the attached claims, active temperature control is understood to mean, in particular, temperature control whose effect is essentially based on convection, in particular on forced convection. Active temperature control is preferably implemented by means of a temperature control fluid flowing through external mechanical action, in particular by means of a temperature control liquid flowing through external mechanical action.
Eine aktive Temperierung erfolgt beispielsweise durch Flüssigkeitskühlung.Active temperature control takes place, for example, through liquid cooling.
Unter einer passiven Temperierung wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche insbesondere eine Temperierung verstanden, deren Wirkung im Wesentlichen auf Wärmeleitung beruht.In the context of this description and the appended claims, passive temperature control is understood to mean, in particular, temperature control whose effect is essentially based on heat conduction.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn das Rahmenelement einen Temperierkanal umfasst, welcher mittels eines Temperiermediums durchströmbar ist.It can be favorable, for example, if the frame element comprises a temperature control channel through which a temperature control medium can flow.
Ein Temperierkanal des Rahmenelements ist insbesondere in einer Wandung, beispielsweise in einer Doppelwandung, des Rahmenelements angeordnet oder ausgebildet.A temperature control channel of the frame element is arranged or formed in particular in a wall, for example in a double wall, of the frame element.
Alternativ oder ergänzend dazu ist es denkbar, dass die Temperiervorrichtung ein oder mehrere Wärmeleitelemente, insbesondere eine oder mehrere Kühlrippen, umfasst.As an alternative or in addition to this, it is conceivable that the temperature control device comprises one or more heat conducting elements, in particular one or more cooling ribs.
Ein oder mehrere Wärmeleitelemente der Temperiervorrichtung sind vorzugsweise an einer Außenoberfläche des Rahmenelements angeordnet.One or more heat conducting elements of the temperature control device are preferably arranged on an outer surface of the frame element.
Beispielsweise ist es denkbar, dass als Kühlrippen ausgebildete Wärmeleitelemente im Wesentlichen parallel zu der Stapelrichtung angeordnet sind.For example, it is conceivable that heat conducting elements designed as cooling ribs are arranged essentially parallel to the stacking direction.
Vorzugsweise ist durch parallel zu der Stapelrichtung verlaufende Kühlrippen eine Entformung des Rahmenelements erleichterbar.Demolding of the frame element can preferably be facilitated by cooling ribs running parallel to the stacking direction.
Vorzugsweise ist mittels der Wärmeleitelemente, insbesondere mittels der Kühlrippen, eine Außenoberfläche des Rahmenelements vergrößerbar.An outer surface of the frame element can preferably be enlarged by means of the heat conducting elements, in particular by means of the cooling ribs.
Wenn das Rahmenelement ein metallisches Material umfasst oder aus diesem gebildet ist, kann vorgesehen sein, dass die Temperiervorrichtung ein oder mehrere Wärmeleitelemente, insbesondere Kühlrippen, umfasst.If the frame element comprises or is formed from a metallic material, it can be provided that the temperature control device comprises one or more heat-conducting elements, in particular cooling fins.
Günstig kann es ferner sein, wenn die Temperiervorrichtung zusätzlich zu einem oder mehreren Wärmeleitelementen ein Gebläse umfasst, mittels welchem die Wärmeleitelemente zum Abführen von Wärme von denselben anblasbar sind.It can furthermore be favorable if the temperature control device comprises, in addition to one or more heat-conducting elements, a fan, by means of which the heat-conducting elements can be blown on from the same in order to dissipate heat.
Alternativ oder ergänzend dazu ist es denkbar, dass die Wärmeleitelemente zum Abführen von Wärme von denselben durch Fahrtwind beim Bewegen eines Fahrzeugs anblasbar sind.As an alternative or in addition to this, it is conceivable that the heat-conducting elements can be blown on to dissipate heat therefrom by the airstream when a vehicle is moving.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass einzelne, mehrere oder sämtliche Batteriemodule der Batterievorrichtung jeweils ein Entgasungselement zum Entgasen eines Aufnahmeraums des jeweiligen Batteriemoduls umfassen.In one embodiment of the battery device, it is provided that individual, multiple or all battery modules of the battery device each include a degassing element for degassing a receiving space of the respective battery module.
Günstig kann es sein, wenn ein Entgasungselement eines Batteriemoduls an dem Rahmenelement des Batteriemoduls angeordnet ist.It can be favorable if a degassing element of a battery module is arranged on the frame element of the battery module.
Beispielsweise ist es denkbar, dass ein Entgasungselement ein Berstelement und/oder ein Druckausgleichselement umfasst oder durch dieses gebildet wird.For example, it is conceivable that a degassing element comprises or is formed by a bursting element and / or a pressure compensation element.
Wenn sämtliche Batteriemodule der Batterievorrichtung jeweils ein oder mehrere Entgasungselemente umfassen, kann vorzugsweise ein besonders kurzer Entgasungsweg realisiert werden, so dass heiße Gase möglichst direkt in eine Umgebung der Batterievorrichtung geleitet werden können.If all the battery modules of the battery device each include one or more degassing elements, a particularly short degassing path can preferably be implemented so that hot gases can be conducted as directly as possible into the surroundings of the battery device.
Eine Propagation eines thermischen Durchgehens („thermal runaway“) von Batteriezellen eines Batteriemoduls auf weitere Batteriezellen desselben Batteriemoduls und/oder auf Batteriezellen benachbarter Batteriemodule ist dabei vorzugsweise verhinderbar.Propagation of a thermal runaway from battery cells of a battery module to other battery cells of the same battery module and / or to battery cells of adjacent battery modules can preferably be prevented.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass sämtliche Batteriemodule der Batterievorrichtung oder mehr als 50 % der Batteriemodule der Batterievorrichtung identisch ausgebildet sind, vorzugsweise mehr als 80 % der Batteriemodule.In one embodiment of the battery device, it is provided that all battery modules of the battery device or more than 50% of the battery modules of the battery device are designed identically, preferably more than 80% of the battery modules.
Beispielsweise ist es denkbar, dass bis auf ein Batteriemodul sämtliche Batteriemodule der Batterievorrichtung identisch ausgebildet sind.For example, it is conceivable that, apart from one battery module, all the battery modules of the battery device are of identical design.
Insbesondere sind sämtliche Rahmenelemente der Batteriemodule der Batterievorrichtung identisch ausgebildet.In particular, all frame elements of the battery modules of the battery device are of identical design.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass ein jeweiliges Batteriemodul ein Propagationsschutzelement umfasst.In one embodiment of the battery device it is provided that a respective battery module comprises a propagation protection element.
Durch Vorsehen eines Propagationsschutzelements ist vorzugsweise eine Propagation eines thermischen Durchgehens („thermal runaway“) von Batteriezellen eines Batteriemoduls auf Batteriezellen eines benachbarten Batteriemoduls verhinderbar.By providing a propagation protection element, the propagation of a thermal runaway from battery cells of one battery module to battery cells of an adjacent battery module can preferably be prevented.
Günstig kann es sein, wenn ein Propagationsschutzelement eines jeweiligen Batteriemoduls ein hitzebeständiges und/oder thermisch isolierendes Material, beispielsweise Steinwollevlies und/oder Glasfaservlies, umfasst oder aus diesem gebildet ist.It can be favorable if a propagation protection element of a respective battery module comprises or is formed from a heat-resistant and / or thermally insulating material, for example rock wool fleece and / or glass fiber fleece.
Beispielsweise ist es denkbar, dass ein Propagationsschutzelement eines Batteriemoduls mit dem Bodenelement des jeweiligen Batteriemoduls verbunden, beispielsweise verklebt, ist.For example, it is conceivable that a propagation protection element of a battery module is connected, for example glued, to the base element of the respective battery module.
Günstig kann es beispielsweise sei, wenn ein Propagationsschutzelement eines Batteriemoduls auf einer dem Aufnahmeraum des Batteriemoduls abgewandten Seite des Bodenelements angeordnet ist.It can be beneficial, for example, if a propagation protection element of a battery module is arranged on a side of the base element facing away from the receiving space of the battery module.
Dabei ist es insbesondere denkbar, dass das Propagationsschutzelement eines Batteriemoduls den Aufnahmeraum eines benachbarten Batteriemoduls begrenzt.It is particularly conceivable that the propagation protection element of a battery module delimits the receiving space of an adjacent battery module.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass die Batterievorrichtung ein oder mehrere Temperierelemente umfasst, welche jeweils zwischen zwei benachbarten Batteriemodulen angeordnet sind.In one embodiment of the battery device, it is provided that the battery device comprises one or more temperature control elements, which are each arranged between two adjacent battery modules.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn das eine oder die mehreren Temperierelemente, welche jeweils zwischen zwei benachbarten Batteriemodulen angeordnet sind, elektrische Widerstandsheizelemente umfassen oder durch diese gebildet sind.It can be favorable, for example, if the one or more temperature control elements, which are each arranged between two adjacent battery modules, comprise electrical resistance heating elements or are formed by them.
Vorzugsweise bildet ein Temperierelement, welches ein elektrisches Widerstandsheizelement umfasst oder durch dieses gebildet wird, ein Propagationsschutzelement. Günstig kann es dabei insbesondere sein, wenn ein Temperierelement, welches ein elektrisches Widerstandsheizelement umfasst oder durch dieses gebildet wird, ein hitzebeständiges Material umfasst.A temperature control element which comprises or is formed by an electrical resistance heating element preferably forms a propagation protection element. It can be particularly favorable if a temperature control element, which comprises an electrical resistance heating element or is formed by this, comprises a heat-resistant material.
Alternativ oder ergänzend dazu ist es denkbar, dass das eine oder die mehreren Temperierelemente, welche jeweils zwischen zwei benachbarten Batteriemodulen angeordnet sind, einen oder mehrere Temperierkanäle umfassen, durch welche ein Temperiermedium, beispielsweise eine Kühl- oder Heizflüssigkeit, leitbar ist.Alternatively or in addition to this, it is conceivable that the one or more temperature control elements, which are each arranged between two adjacent battery modules, comprise one or more temperature control channels through which a temperature control medium, for example a cooling or heating liquid, can be conducted.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn das eine oder die mehreren Temperierelemente, welche jeweils zwischen zwei benachbarten Batteriemodulen angeordnet sind, mittels eines Rollbond-Verfahrens hergestellt sind. It can be favorable, for example, if the one or more temperature control elements, which are each arranged between two adjacent battery modules, are produced by means of a roll-bond process.
Es ist denkbar, dass sich von einem „Kern“ eines Batteriemoduls hin zu dem Rahmenelement des Batteriemoduls ein Temperaturgefälle einstellt. Insbesondere ist es dabei denkbar, dass Batteriezellen in dem Kern des Batteriemoduls eine höhere Temperatur aufweisen als Batteriezellen in einem Randbereich des Batteriemoduls, welcher von dem Rahmenelement des Batteriemoduls begrenzt wird.It is conceivable that a temperature gradient is established from a “core” of a battery module to the frame element of the battery module. In particular, it is conceivable that battery cells in the core of the battery module have a higher temperature than battery cells in an edge region of the battery module which is delimited by the frame element of the battery module.
Ein maximal möglicher Ladestrom wird dabei durch ein Temperaturgefälle in dem Batteriemodul und/oder durch Temperaturunterschiede zwischen den Batteriezellen eines Batteriemoduls begrenzt. Batteriezellen des Batteriemoduls erwärmen sich beispielsweise zuerst im Kern des Batteriemoduls und erst anschließend in einem Randbereich des Batteriemoduls.A maximum possible charging current is limited by a temperature gradient in the battery module and / or by temperature differences between the battery cells of a battery module. Battery cells of the battery module heat up, for example, first in the core of the battery module and only then in an edge region of the battery module.
Beispielsweise ist es denkbar, dass Batteriezellen in verschiedenen ineinander angeordneten Abschnitten ausgehend von einem Kern des Batteriemoduls jeweils eine zumindest näherungsweise identische Temperatur aufweisen, welche sich von dem Kern des Batteriemoduls zu einem Randbereich des Batteriemoduls erhöht.For example, it is conceivable that battery cells in different sections arranged one inside the other, starting from a core of the battery module, each have an at least approximately identical temperature, which increases from the core of the battery module to an edge region of the battery module.
Günstig kann es daher sein, wenn das eine oder die mehreren Temperierelemente, welche jeweils zwischen zwei benachbarten Batteriemodulen angeordnet sind, jeweils zwei oder mehr als zwei Temperierzonen umfassen, in welchen voneinander verschiedene Temperaturen einstellbar sind.It can therefore be favorable if the one or more temperature control elements, which are each arranged between two adjacent battery modules, each comprise two or more than two temperature control zones in which mutually different temperatures can be set.
Beispielsweise ist es denkbar, dass das eine oder die mehreren Temperierelemente, welche jeweils zwischen zwei benachbarten Batteriemodulen angeordnet sind, eine radial innere Temperierzone und eine die radial äußere Temperierzone umfassen, welche die radial innere Temperierzone umgibt, wobei das eine oder die mehreren Temperierelemente in der radial äußeren Temperierzone eine höhere flächenbezogene Heizleistung aufweisen als in der radial inneren Temperierzone.For example, it is conceivable that the one or more temperature control elements, which are each arranged between two adjacent battery modules, comprise a radially inner temperature control zone and one the radially outer temperature control zone, which surrounds the radially inner temperature control zone, with the one or more temperature control elements in the radially outer tempering zone have a higher area-related heating output than in the radially inner tempering zone.
Vorzugsweise weisen das eine oder die mehreren Temperierelemente dabei einen senkrecht zu einer Stapelrichtung der Batterievorrichtung genommenen Querschnitt auf, welche im Wesentlichen einem senkrecht zu der Stapelrichtung der Batterievorrichtung genommenen Querschnitt eines Aufnahmeraums der Batteriemodule der Batterievorrichtung entspricht.The one or more temperature control elements preferably have a cross section taken perpendicular to a stacking direction of the battery device, which essentially corresponds to a cross section of a receiving space of the battery modules of the battery device taken perpendicular to the stacking direction of the battery device.
Alternativ oder ergänzend dazu ist es denkbar, dass jeder einzelnen Batteriezelle eines Batteriemoduls jeweils ein einzelnes Temperierelement zugeordnet ist.As an alternative or in addition to this, it is conceivable that each individual battery cell of a battery module is assigned an individual temperature control element.
Günstig kann es ferner sein, wenn einer Gruppe von Batteriezellen eines Batteriemoduls, insbesondere einer Gruppe von in bestimmten Abschnitten angeordneten Batteriezellen, jeweils ein Temperierelement zugeordnet ist.It can also be favorable if a group of battery cells of a battery module, in particular a group of battery cells arranged in certain sections, is assigned a respective temperature control element.
Temperierelemente sind beispielsweise Heizfolien und umfassen ein oder mehrere Widerstandsheizelemente.Temperature control elements are, for example, heating foils and comprise one or more resistance heating elements.
Vorzugsweise kann durch Bereitstellen eines Temperierelements mit mehreren Temperierzonen oder durch Bereitstellen mehrerer Temperierelemente ein selektives Erwärmen einzelner Batteriezellen, insbesondere einzelner Gruppen von Batteriezellen, ermöglicht werden. Vorzugsweise sind dabei Temperaturen der Batteriezellen eines Batteriemoduls vergleichmäßigbar.Preferably, by providing a temperature control element with several temperature control zones or by providing several temperature control elements, selective heating of individual battery cells, in particular individual groups of battery cells, can be made possible. Preferably are there Temperatures of the battery cells of a battery module are comparable.
Vorzugsweise ist durch eine Vergleichmäßigung der Temperaturen der Batteriezellen eines Batteriemoduls ein höherer maximaler Ladestrom und somit insbesondere eine Verkürzung einer Ladezeit realisierbar.By equalizing the temperatures of the battery cells of a battery module, a higher maximum charging current and thus in particular a shortening of the charging time can preferably be achieved.
Insbesondere ist ferner eine gleichmäßigere Entladung der Batteriezellen eines Batteriemoduls realisierbar.In particular, a more uniform discharge of the battery cells of a battery module can also be achieved.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass das Rahmenelement und/oder das Bodenelement insbesondere einstückig aus einem metallischen Material, beispielsweise aus Aluminium, hergestellt sind. In one embodiment of the battery device, it is provided that the frame element and / or the base element are made in particular in one piece from a metallic material, for example aluminum.
Insbesondere ist es dabei denkbar, dass das Rahmenelement und/oder das Bodenelement aus einem metallischen Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit hergestellt sind, beispielsweise aus einem metallischen Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von mindestens ungefähr 130 W/m*K, vorzugsweise von mindestens ungefähr 160 W/m*K.In particular, it is conceivable that the frame element and / or the floor element are made from a metallic material with a high thermal conductivity, for example from a metallic material with a thermal conductivity of at least approximately 130 W / m * K, preferably of at least approximately 160 W / m * K.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn das Rahmenelement und das Bodenelement ein einstückiges Aluminium-Druckgussteil sind.It can be advantageous, for example, if the frame element and the floor element are a one-piece aluminum die-cast part.
Alternativ dazu ist es denkbar, dass jeweils ein Bodenelement stoffschlüssig mit einem Rahmenelement verbunden, insbesondere verschweißt, ist, beispielsweise mittels Reibrührschweißen.As an alternative to this, it is conceivable that in each case a floor element is materially connected to a frame element, in particular welded, for example by means of friction stir welding.
Durch stoffschlüssiges Verbinden des Bodenelements und des Rahmenelements ist vorzugsweise eine thermische und/oder mechanische Kopplung des Bodenelements und des Rahmenelements realisierbar.A thermal and / or mechanical coupling of the floor element and the frame element can preferably be implemented by materially connecting the floor element and the frame element.
Insbesondere ist eine metallische Wärmeleitung von dem Bodenelement in das Rahmenelement realisierbar.In particular, a metallic heat conduction from the floor element into the frame element can be realized.
Wenn das Rahmenelement aus einem metallischen Material hergestellt ist, kann vorgesehen sein, dass das Rahmenelement ein oder mehrere Wärmeleitelemente, insbesondere eine oder mehrere Kühlrippen, umfasst, welche insbesondere an einer Außenoberfläche des Rahmenelements angeordnet sind.If the frame element is made of a metallic material, it can be provided that the frame element comprises one or more heat conducting elements, in particular one or more cooling ribs, which are arranged in particular on an outer surface of the frame element.
Ein Verhältnis einer Außenoberfläche des Rahmenelements zu einer Innenoberfläche des Rahmenelements ist vorzugsweise mindestens ungefähr 1,3:1, vorzugsweise mindestens ungefähr 1,5:1.A ratio of an outer surface of the frame element to an inner surface of the frame element is preferably at least approximately 1.3: 1, preferably at least approximately 1.5: 1.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass das Rahmenelement aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist und/oder dass das Bodenelement aus einem metallischen Material hergestellt ist.In one embodiment of the battery device, it is provided that the frame element is made from a plastic material and / or that the base element is made from a metallic material.
Wenn das Rahmenelement aus einen Kunststoffmaterial hergestellt ist, ist das Rahmenelement vorzugsweise spritzgegossen.If the frame element is made of a plastic material, the frame element is preferably injection molded.
Günstig kann es insbesondere sein, wenn das Rahmenelement ein Kunststoffspritzgussbauteil ist.It can be particularly favorable if the frame element is a plastic injection-molded component.
Mittels eines metallischen Bodenelements ist vorzugsweise Wärme von den Batteriezellen eines Batteriemoduls weg leitbar.By means of a metallic base element, heat can preferably be conducted away from the battery cells of a battery module.
Die Bodenelemente der Batteriemodule sind vorzugsweise Aluminiumplatten.The base elements of the battery modules are preferably aluminum plates.
Günstig kann es sein, wenn die Bodenelemente der Batteriemodule eine Aluminiumlegierung mit einer Wärmeleitfähigkeit von mindestens ungefähr 130 W/m*K, vorzugsweise von mindestens ungefähr 160 W/m*K, umfassen oder aus diesem gebildet sind.It can be favorable if the base elements of the battery modules comprise or are formed from an aluminum alloy with a thermal conductivity of at least approximately 130 W / m * K, preferably of at least approximately 160 W / m * K.
Vorzugsweise umfassen die Bodenelemente der Batteriemodule AlMgSi0,5 oder sind aus diesem gebildet.The base elements of the battery modules preferably comprise AlMgSi0.5 or are formed from it.
Günstig kann es dabei insbesondere sein, wenn die Bodenelemente parallel zu einer Stapelrichtung der Batterievorrichtung eine mittlere Materialstärke im Bereich von ungefähr 2 mm bis ungefähr 6 mm aufweisen, beispielsweise von ungefähr 4 mm.It can be particularly favorable if the base elements have an average material thickness in the range of approximately 2 mm to approximately 6 mm, for example approximately 4 mm, parallel to a stacking direction of the battery device.
Vorzugsweise ist dabei eine Vibrationsfestigkeit der Batteriemodule der Batterievorrichtung erhöhbar. Insbesondere sind Temperaturen der Batteriezellen eines jeweiligen Batteriemoduls dabei vergleichmäßigbar.Preferably, the vibration resistance of the battery modules of the battery device can be increased. In particular, temperatures of the battery cells of a respective battery module can be compared.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass ein jeweiliges Batteriemodul elektrische Kontaktierelemente umfasst, mittels welcher zwei benachbarte Batteriemodule miteinander durch Stapeln der Batteriemodule entlang der Stapelrichtung in Reihe verschaltbar sind. In one embodiment of the battery device it is provided that a respective battery module comprises electrical contacting elements, by means of which two adjacent battery modules can be connected to one another by stacking the battery modules in series along the stacking direction.
Vorzugsweise umfasst ein jeweiliges Batteriemodul ein erstes Kontaktierelement und ein zweites Kontaktierelement, wobei das erste und das zweite Kontaktierelement in der Stapelrichtung auf einander abgewandten Seiten des Batteriemoduls angeordnet sind.A respective battery module preferably comprises a first contacting element and a second contacting element, the first and the second contacting element being arranged in the stacking direction on sides of the battery module facing away from one another.
Günstig kann es dabei insbesondere sein, wenn das erste Kontaktierelement und das zweite Kontaktierelement eines jeweiligen Batteriemoduls derart angeordnet sind, dass das erste Kontaktierelement eines ersten Batteriemoduls zweier benachbarter Batteriemodule und das zweite Kontaktierelement eines zweiten Batteriemoduls der zwei benachbarten Batteriemodule miteinander in elektrisch leitendem Kontakt stehen.It can be particularly advantageous if the first contacting element and the second contacting element of a respective battery module are arranged such that the first contacting element of a first battery module of two adjacent battery modules and the second contacting element of a second battery module of the two adjacent battery modules are in electrically conductive contact with one another.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass ein jeweiliges Batteriemodul ein oder mehrere Abstandshalterelemente umfasst, mittels welcher die Bodenelemente der Batteriemodule im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet oder anordenbar sind.In one embodiment of the battery device it is provided that a respective battery module comprises one or more spacer elements, by means of which the base elements of the battery modules are or can be arranged essentially parallel to one another.
Die Abstandshalterelemente umfassen vorzugsweise ein metallisches Material oder sind aus diesem gebildet.The spacer elements preferably comprise or are formed from a metallic material.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn ein Abstandshalterelement eines jeweiligen Batteriemoduls durch das Rahmenelement des Batteriemoduls gebildet wird, insbesondere wenn das Rahmenelement aus einem metallischen Material hergestellt ist.It can be favorable, for example, if a spacer element of a respective battery module is formed by the frame element of the battery module, in particular if the frame element is made from a metallic material.
Alternativ dazu ist es möglich, dass ein jeweiliges Batteriemodul mehrere, vorzugsweise mindestens drei, Abstandshalterelemente umfasst, welche in ein Rahmenelement des Batteriemoduls eingesetzt sind.As an alternative to this, it is possible for a respective battery module to comprise several, preferably at least three, spacer elements which are inserted into a frame element of the battery module.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass ein jeweiliges Batteriemodul eine Detektionseinrichtung zur Detektion der Zellspannungen der Batteriezellen des Batteriemoduls und/oder zur Detektion der Temperaturen der Batteriezellen des Batteriemoduls umfasst und/oder dass ein jeweiliges Batteriemodul einen Balancer zum Balancing der Batteriezellen des Batteriemoduls umfasst.In one embodiment of the battery device, it is provided that a respective battery module comprises a detection device for detecting the cell voltages of the battery cells of the battery module and / or for detecting the temperatures of the battery cells of the battery module and / or that a respective battery module comprises a balancer for balancing the battery cells of the battery module .
Günstig kann es sein, wenn das Rahmenelement eines jeweiligen Batteriemoduls ein Kunststoffmaterial umfasst oder aus diesem gebildet ist.It can be favorable if the frame element of a respective battery module comprises or is formed from a plastic material.
Vorzugsweise können durch Rahmenelemente, welche ein Kunststoffmaterial umfassen oder aus diesem gebildet sind, eine Gesamtmasse der Batterievorrichtung und/oder die Herstellungskosten der Batterievorrichtung reduziert werden.Preferably, frame elements which comprise or are formed from a plastic material can reduce the overall mass of the battery device and / or the production costs of the battery device.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass das Rahmenelement ein Spritzgussbauteil, insbesondere ein Kunststoff-Spritzgussbauteil, ist.In one embodiment of the battery device, it is provided that the frame element is an injection-molded component, in particular a plastic injection-molded component.
Vorzugsweise ist das Rahmenelement ein einstückiges Kunststoff-Spritzgussbauteil.The frame element is preferably a one-piece plastic injection-molded component.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass das Rahmenelement eine Doppelwandung, insbesondere eine ringförmig geschlossene Doppelwandung, umfasst.In one embodiment of the battery device, it is provided that the frame element comprises a double wall, in particular an annularly closed double wall.
Beispielsweise ist es denkbar, dass das Rahmenelement und/oder das Bodenelement aus einem metallischen Material, beispielsweise aus Aluminium, hergestellt sind.For example, it is conceivable that the frame element and / or the floor element are made of a metallic material, for example aluminum.
Das Rahmenelement ist beispielsweise durch Aluminium-Druckguss hergestellt.The frame element is made, for example, by die-casting aluminum.
Die Doppelwandung umfasst vorzugsweise ein Innenwandungselement und Außenwandungselement.The double wall preferably comprises an inner wall element and an outer wall element.
Das Innenwandungselement und/oder das Außenwandungselement sind vorzugsweise ringförmig geschlossen ausgebildet.The inner wall element and / or the outer wall element are preferably designed to be closed in an annular manner.
Vorzugsweise ist durch Vorsehen des Außenwandungselements und/oder des Innenwandungselements auch bei Versagen des Außenwandungselements, beispielsweise im Crashfall, eine geschlossene Hülle für die Batteriezellen eines jeweiligen Batteriemoduls bereitstellbar.By providing the outer wall element and / or the inner wall element, a closed casing for the battery cells of a respective battery module can be provided even if the outer wall element fails, for example in the event of a crash.
Beispielsweise ist es denkbar, dass das Innenwandungselement und/oder das Außenwandungselement im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.For example, it is conceivable that the inner wall element and / or the outer wall element are arranged essentially parallel to one another.
Einander gegenüberliegende Wandungsabschnitte des Innenwandungselements und des Außenwandungselements sind insbesondere mittels eines oder mehrerer Verbindungsstege miteinander verbunden.Wall sections of the inner wall element and the outer wall element lying opposite one another are connected to one another in particular by means of one or more connecting webs.
Günstig kann es sein, wenn die Verbindungsstege parallel zu einer Stapelrichtung der Batterievorrichtung verlaufen.It can be favorable if the connecting webs run parallel to a stacking direction of the battery device.
Vorzugsweise sind das Innenwandungselement und das Außenwandungselement mittels mehrerer Verbindungsstege miteinander verbunden.The inner wall element and the outer wall element are preferably connected to one another by means of several connecting webs.
Die Verbindungsstege sind beispielsweise in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet.The connecting webs are arranged, for example, at regular intervals from one another.
Durch Bereitstellen einer mit einem Temperiermedium durchströmbaren Doppelwandung sind vorzugsweise folgende Vorteile erreichbar:
- Brandschutz durch Benetzung des Außenwandungselements und/oder des Innenwandungselements mit Temperiermedium, verbesserter Propagationsschutz, Erhöhung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV); verbesserte mechanische Festigkeit; Temperierung der Batteriezellen eines Batteriemoduls.
- Fire protection through wetting of the outer wall element and / or the inner wall element with temperature control medium, improved propagation protection, increase in electromagnetic compatibility (EMC); improved mechanical strength; Temperature control of the battery cells of a battery module.
Durch Benetzung des Außenwandungselements und/oder des Innenwandungselements mit Temperiermedium kann vorzugsweise ein Abbrennen oder Aufschmelzen des Rahmenelements erschwert, verzögert und/oder verhindert werden.By wetting the outer wall element and / or the inner wall element with temperature control medium, burning off or melting of the frame element can preferably be made more difficult, delayed and / or prevented.
Beispielsweise kann eine elektromagnetische Verträglichkeit durch Durchströmen einer Doppelwandung eines Rahmenelements eines jeweiligen Batteriemoduls mit einem elektrisch leitfähigen Temperiermedium erhöht werden.For example, electromagnetic compatibility can be increased by flowing an electrically conductive temperature control medium through a double wall of a frame element of a respective battery module.
Zur Erhöhung der elektromagnetischen Verträglichkeit kann ferner vorgesehen sein, dass das Rahmenelement eines jeweiligen Batteriemoduls mit einem metallischen Material beschichtet, insbesondere bedampft, ist.To increase the electromagnetic compatibility, it can also be provided that the frame element of a respective battery module is coated, in particular vapor-deposited, with a metallic material.
Insbesondere kann dabei eine Außenoberfläche und/oder eine Innenoberfläche des Rahmenelements mit einem metallischen Material beschichtet, insbesondere bedampft, sein.In particular, an outer surface and / or an inner surface of the frame element can be coated, in particular vapor-deposited, with a metallic material.
Günstig kann es sein, wenn der Temperierraum eines Batteriemoduls in der Stapelrichtung von dem Bodenelement des Batteriemoduls und von einem Bodenelement eines benachbarten Batteriemoduls begrenzt wird.It can be favorable if the temperature control space of a battery module is delimited in the stacking direction by the base element of the battery module and by a base element of an adjacent battery module.
Vorzugsweise umfasst das Bodenelement eines Batteriemoduls eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen, welche in den Temperierraum eines Batteriemoduls münden.The base element of a battery module preferably comprises one or more passage openings which open into the temperature control space of a battery module.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass die Doppelwandung des Rahmenelements mit einem Temperiermedium durchströmbar ist, insbesondere parallel zu einer Stapelrichtung der Batterievorrichtung.In one embodiment of the battery device it is provided that the double wall of the frame element can be flown through with a temperature control medium, in particular parallel to a stacking direction of the battery device.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass die Doppelwandung des Rahmenelements einen Temperierraum des jeweiligen Batteriemoduls begrenzt, vorzugsweise zumindest zweiseitig.In one embodiment of the battery device, it is provided that the double wall of the frame element delimits a temperature control space of the respective battery module, preferably at least on two sides.
Vorzugsweise ist der Temperierraum ringförmig geschlossen.The temperature control space is preferably closed in a ring.
Der Temperierraum eines jeweiligen Batteriemoduls weist in einem senkrecht zu einer Stapelrichtung der Batterievorrichtung genommenen Querschnitt vorzugsweise eine Temperrierraumkontur auf.The temperature control space of a respective battery module preferably has a temperature control space contour in a cross section taken perpendicular to a stacking direction of the battery device.
Günstig kann es sein, wenn der Temperierraum teilweise von dem Bodenelement eines jeweiligen Batteriemoduls begrenzt wird.It can be beneficial if the temperature control space is partially delimited by the base element of a respective battery module.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Temperierraum zweiseitig von der Doppelwandung des Rahmenelements begrenzt wird. Vorzugsweise wird der Temperierraum dabei ferner auf einer in der Stapelrichtung ersten Seite des Rahmenelements von dem Bodenelement eines jeweiligen Batteriemoduls begrenzt. Günstig kann es ferner sein, wenn der Temperierraum auf einer in der Stapelrichtung zweiten Seite des Rahmenelements, welche der ersten Seite des Rahmenelements abgewandt ist, von einem Bodenelement eines benachbarten Batteriemoduls begrenzt wird.In particular, it can be provided that the temperature control space is delimited on both sides by the double wall of the frame element. Preferably, the temperature control space is also delimited by the base element of a respective battery module on a first side of the frame element in the stacking direction. It can also be favorable if the temperature control space is delimited by a base element of an adjacent battery module on a side of the frame element which is second in the stacking direction and which faces away from the first side of the frame element.
Günstig kann es insbesondere sein, wenn der Temperierraum mit Ausnahme von Durchtrittsöffnungen von dem Bodenelement eines jeweiligen Batteriemoduls und von einem Bodenelement eines benachbarten Batteriemoduls begrenzt wird.It can be particularly favorable if the temperature control space is delimited, with the exception of passage openings, by the base element of a respective battery module and by a base element of an adjacent battery module.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass das Rahmenelement einen Rahmenelementgrundkörper umfasst, welcher mehrteilig ausgebildet ist.In one embodiment of the battery device, it is provided that the frame element comprises a frame element base body which is constructed in several parts.
Günstig kann es ferner sein, wenn ein Bodenelement eines jeweiligen Batteriemoduls mehrteilig ausgebildet ist.It can also be favorable if a base element of a respective battery module is constructed in several parts.
Ein Rahmenelementgrundkörper umfasst insbesondere mehrere Rahmenelementgrundkörperteile.A frame element base body comprises in particular a plurality of frame element base body parts.
Die Rahmenelementgrundkörperteile sind vorzugsweise Aluminium-Druckguss-Teile.The frame element base body parts are preferably aluminum die-cast parts.
Günstig kann es sein, wenn ein Rahmenelementgrundkörper an seinen senkrecht zu einer Stapelrichtung der Batterievorrichtung angeordneten Stirnseiten eine Aufnahmenut zur Aufnahme eines Dichtelements umfasst.It can be favorable if a frame element base body comprises a receiving groove for receiving a sealing element on its end faces arranged perpendicular to a stacking direction of the battery device.
Beispielsweise ist es denkbar, dass ein Rahmenelementgrundkörper an seinen senkrecht zu einer Stapelrichtung der Batterievorrichtung angeordneten Stirnseiten jeweils zwei Aufnahmenuten zur Aufnahme eines Dichtelements umfasst, wobei die zwei an einer jeweiligen Stirnseite angeordneten Aufnahmenuten insbesondere im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.For example, it is conceivable that a frame element base body comprises two receiving grooves for receiving a sealing element on its end faces arranged perpendicular to a stacking direction of the battery device, the two receiving grooves arranged on a respective end face being in particular arranged essentially parallel to one another.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass die Rahmenelementgrundkörperteile eines Rahmenelementgrundkörpers formschlüssig miteinander verbunden oder verbindbar sind.In one embodiment of the battery device it is provided that the frame element base body parts of a frame element base body are positively connected or connectable to one another.
Die Rahmenelementgrundkörperteile umfassen vorzugsweise jeweils ein oder mehrere Formschlusselemente, mittels welcher die Rahmenelementgrundkörperteile formschlüssig miteinander verbindbar sind.The frame element base body parts preferably each comprise one or more form-fitting elements, by means of which the frame element base body parts can be connected to one another in a form-fitting manner.
Günstig kann es sein, wenn die Rahmenelementgrundkörperteile puzzleartig miteinander verbindbar sind.It can be favorable if the frame element base body parts can be connected to one another in the manner of a puzzle.
Die Rahmenelementgrundkörperteile sind insbesondere auf Stoß miteinander verbindbar.The frame element base body parts can be connected to one another in particular butt.
Vorzugsweise umfasst ein Rahmenelementgrundkörperteil jeweils zwei oder mehr als zwei Formschlusselemente.A frame element base body part preferably comprises two or more than two form-fit elements.
Die Rahmenelementgrundkörperteile sind insbesondere in einer parallel zu einer Stapelrichtung der Batterievorrichtung verlaufenden Richtung miteinander verbindbar.The frame element base body parts can in particular be connected to one another in a direction running parallel to a stacking direction of the battery device.
Günstig kann es sein, wenn die Rahmenelementgrundkörperteile mittels einer Nut-Feder-Verbindung formschlüssig miteinander verbindbar sind, beispielsweise mittels einer Schwalbenschwanzverbindung.It can be favorable if the frame element base body parts can be positively connected to one another by means of a tongue and groove connection, for example by means of a dovetail connection.
Beispielsweise ist es denkbar, dass miteinander verbindbare Formschlusselemente als Verbindungsnut und als Verbindungsrippe ausgebildet sind.For example, it is conceivable that form-locking elements that can be connected to one another are designed as a connecting groove and as a connecting rib.
Günstig kann es sein, wenn eine Verbindungsnut und/oder eine Verbindungsrippe parallel zu einer Stapelrichtung der Batterievorrichtung angeordnet sind und/oder sich parallel zu der Stapelrichtung der Batterievorrichtung erstrecken.It can be favorable if a connecting groove and / or a connecting rib are arranged parallel to a stacking direction of the battery device and / or extend parallel to the stacking direction of the battery device.
In einem senkrecht zu einer Stapelrichtung genommenen Querschnitt sind die Verbindungsnut und/oder die Verbindungsrippe vorzugsweise im Wesentlichen komplementär zueinander ausgebildet.In a cross-section taken perpendicular to a stacking direction, the connecting groove and / or the connecting rib are preferably formed substantially complementary to one another.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn die Verbindungsnut und/oder die Verbindungsrippe senkrecht zu einer Stapelrichtung der Batterievorrichtung einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, insbesondere in Form eines gleichschenkligen Trapezes.It can be favorable, for example, if the connecting groove and / or the connecting rib have a trapezoidal cross-section perpendicular to a stacking direction of the battery device, in particular in the form of an isosceles trapezoid.
Die Rahmenelementgrundkörperteile sind insbesondere Eckteile und/oder Seitenteile eines Rahmenelementgrundkörpers.The frame element base body parts are in particular corner parts and / or side parts of a frame element base body.
Beispielsweise ist es denkbar, dass ein Rahmenelementgrundkörper mehrere, beispielsweise vier, Eckteile umfasst und/oder dass ein Rahmenelementgrundkörper mehrere Seitenteile umfasst, wobei jeweils ein oder mehrere Seitenteile zwischen zwei Eckteilen angeordnet oder anordenbar sind.For example, it is conceivable that a frame element base body comprises several, for example four, corner parts and / or that a frame element base body comprises several side parts, with one or more side parts being or can be arranged between two corner parts.
Vorzugsweise umfasst ein als Eckteil ausgebildeter Rahmenelementgrundkörperteil zwei Verbindungsrippen, wobei ein als Seitenteil ausgebildeter Rahmenelementgrundkörperteil eine oder zwei Verbindungsnuten umfasst.A frame element base body part embodied as a corner part preferably comprises two connecting ribs, wherein a frame element base body part embodied as a side part includes one or two connecting grooves.
Günstig kann es sein, wenn die Formschlusselemente der Rahmenelementgrundkörperteile jeweils an einem Verbindungssteg eines Rahmenelementgrundkörperteils angeordnet oder an diesem ausgebildet sind.It can be favorable if the form-locking elements of the frame element base body parts are each arranged on a connecting web of a frame element base body part or are formed on this.
Günstig kann es sein ferner, wenn ein Rahmenelementgrundkörperteil des Rahmenelementgrundkörpers jeweils eine oder mehrere Temperierkammern umfasst.It can also be favorable if a frame element base body part of the frame element base body comprises one or more temperature control chambers.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass das Bodenelement eines jeweiligen Batteriemoduls eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen umfasst, welche insbesondere in einen Temperierraum des Batteriemoduls münden.In one embodiment of the battery device, it is provided that the base element of a respective battery module comprises one or more passage openings which in particular open into a temperature control space of the battery module.
Günstig kann es sein, wenn die Temperierräume von benachbarten Batteriemodulen fluidisch miteinander verbunden sind, insbesondere mittels der Durchtrittsöffnungen des Bodenelements.It can be favorable if the temperature control spaces of adjacent battery modules are fluidically connected to one another, in particular by means of the passage openings of the base element.
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Durchtrittsöffnungen kreisrund sind.For example, it is conceivable that the passage openings are circular.
Um eine Ableitung von Wärme von einem Bodenelement eines Batteriemoduls in ein durch den Temperierraum strömendes Temperiermedium verbessern zu können, kann vorgesehen sein, dass die Durchtrittsöffnungen einen Öffnungsquerschnitt aufweisen, bei welchem ein Verhältnis der Oberfläche einer Wandung einer jeweiligen Durchtrittsöffnung zu dem Öffnungsquerschnitt derselben möglichst groß ist.In order to be able to improve the dissipation of heat from a base element of a battery module into a temperature control medium flowing through the temperature control space, it can be provided that the passage openings have an opening cross section in which the ratio of the surface of a wall of a respective passage opening to the opening cross section thereof is as large as possible .
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Durchtrittsöffnungen einen quadratischen oder einen sternförmigen Querschnitt aufweisen.For example, it is conceivable that the passage openings have a square or a star-shaped cross section.
Vorzugsweise umfasst das Bodenelement eines jeweiligen Batteriemoduls mehrere Durchtrittsöffnungen, welche im Wesentlichen entlang einer Linie angeordnet sind.The base element of a respective battery module preferably comprises a plurality of passage openings which are arranged essentially along a line.
Die Durchtrittsöffnungen sind entlang der Linie vorzugsweise in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet.The passage openings are preferably arranged at regular intervals from one another along the line.
Günstig kann es insbesondere sein, wenn die Durchtrittsöffnungen des Bodenelements entlang einer Linie angeordnet sind, welche entlang einer Temperierraumkontur des Temperierraums eines jeweiligen Batteriemoduls verläuft.It can be particularly favorable if the passage openings of the base element are arranged along a line which runs along a temperature control space contour of the temperature control space of a respective battery module.
Vorzugsweise ist radial innerhalb einer Linie, entlang welcher die Durchtrittsöffnungen angeordnet sind, und radial außerhalb der Linie, entlang welcher die Durchtrittsöffnungen angeordnet sind, jeweils ein Dichtabschnitt eines Dichtelements angeordnet.A sealing section of a sealing element is preferably arranged radially within a line along which the passage openings are arranged and radially outside the line along which the passage openings are arranged.
Die Dichtabschnitte des Dichtelements sind vorzugsweise ringförmig geschlossen und verlaufen insbesondere im Wesentlichen parallel zu der Linie, entlang welcher die Durchtrittsöffnungen angeordnet sind.The sealing sections of the sealing element are preferably closed in the shape of a ring and in particular run essentially parallel to the line along which the passage openings are arranged.
Günstig kann es sein, wenn die Durchtrittsöffnungen, welche in den Temperierraum eines Batteriemoduls münden, Temperiermediumeinlässe und/oder Temperiermediumauslässe bilden, mittels welcher Temperiermedium in einen Temperierraum eines Batteriemoduls einleitbar und/oder aus diesem herausleitbar ist.It can be beneficial if the passage openings which open into the temperature control space of a battery module form temperature control medium inlets and / or temperature control medium outlets by means of which temperature control medium can be introduced into and / or out of a temperature control space of a battery module.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass ein jeweiliges Batteriemodul zwei Dichtelemente umfasst, wobei zwischen dem Rahmenelement und dem Bodenelement des Batteriemoduls ein erstes Dichtelement angeordnet ist und/oder wobei zwischen dem Rahmenelement und einem Bodenelement eines benachbarten Batteriemoduls ein zweites Dichtelement angeordnet ist.In one embodiment of the battery device it is provided that a respective battery module comprises two sealing elements, a first sealing element being arranged between the frame element and the bottom element of the battery module and / or a second sealing element being arranged between the frame element and a bottom element of an adjacent battery module.
Günstig kann es sein, wenn die Dichtelemente an das Bodenelement und/oder an das Rahmenelement eines jeweiligen Batteriemoduls angespritzt sind.It can be favorable if the sealing elements are injection molded onto the base element and / or onto the frame element of a respective battery module.
Günstig kann es ferner sein, wenn ein Dichtelement beim Herstellen des Rahmenelements an das Rahmenelement angespritzt wird.It can also be advantageous if a sealing element is injection-molded onto the frame element when the frame element is being produced.
Alternativ oder ergänzend dazu ist es möglich, dass ein oder mehrere Dichtelemente beim Anspritzen eines Haltekörpers an das Bodenelement an dieses angespritzt werden.As an alternative or in addition to this, it is possible for one or more sealing elements to be injection-molded onto the base element when a retaining body is molded onto the latter.
Beispielsweise ist es denkbar, dass auf einander abgewandten Seiten des Bodenelements jeweils ein Dichtelement an das Bodenelement angespritzt ist.For example, it is conceivable that a sealing element is injection-molded onto the base element on each side of the base element facing away from one another.
Ferner ist es denkbar, dass ein Dichtelement unabhängig von dem Rahmenelement und/oder unabhängig von einem Haltekörper hergestellt wird. Vorzugsweise wird ein unabhängig von dem Rahmenelement und/oder unabhängig von dem Haltekörper hergestelltes Dichtelement in Dichtelementaufnahmenuten des Rahmenelements eingelegt.Furthermore, it is conceivable that a sealing element is produced independently of the frame element and / or independently of a holding body. A sealing element produced independently of the frame element and / or independently of the holding body is preferably inserted into sealing element receiving grooves in the frame element.
Ein Dichtelement umfasst vorzugsweise einen ersten Dichtabschnitt und einen zweiten Dichtabschnitt.A sealing element preferably comprises a first sealing section and a second sealing section.
Der erste Dichtabschnitt und/oder der zweite Dichtabschnitt sind vorzugsweise ringförmig geschlossen.The first sealing section and / or the second sealing section are preferably closed in an annular manner.
Der erste Dichtabschnitt und der zweite Dichtabschnitt des Dichtelements umfassen vorzugsweise jeweils eine Dichtlippe.The first sealing section and the second sealing section of the sealing element preferably each include a sealing lip.
Günstig kann es sein, wenn der erste Dichtabschnitt und der zweite Dichtabschnitt miteinander verbunden sind, beispielsweise mittels eines oder mehrerer Stegelemente.It can be favorable if the first sealing section and the second sealing section are connected to one another, for example by means of one or more web elements.
Vorzugsweise sind die Dichtelemente dabei einteilig ausgebildet.The sealing elements are preferably designed in one piece.
Alternativ dazu ist es denkbar, dass die Dichtelemente mehrteilig ausgebildet sind und der erste Dichtabschnitt und der zweite Dichtabschnitt nicht miteinander verbunden sind.As an alternative to this, it is conceivable that the sealing elements are designed in several parts and the first sealing section and the second sealing section are not connected to one another.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass ein jeweiliges Batteriemodul ein oder mehrere Abstandshalterelemente umfasst, mittels welcher die Bodenelemente der Batteriemodule im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet oder anordenbar sind.In one embodiment of the battery device it is provided that a respective battery module comprises one or more spacer elements, by means of which the base elements of the battery modules are or can be arranged essentially parallel to one another.
Günstig kann es sein, wenn das eine oder die mehreren Abstandshalterelemente eines Batteriemoduls druckstabil ausgebildet sind.It can be favorable if the one or more spacer elements of a battery module are designed to be pressure-stable.
Das eine oder die mehreren Abstandshalterelemente eines Batteriemoduls weisen insbesondere eine höhere Druckstabilität auf als das Rahmenelement des Batteriemoduls.The one or more spacer elements of a battery module in particular have a higher pressure stability than the frame element of the battery module.
Die Abstandshalterelemente umfassen vorzugsweise ein metallisches Material oder sind aus diesem gebildet.The spacer elements preferably comprise or are formed from a metallic material.
Beispielsweise ist es denkbar, dass ein jeweiliges Batteriemodul mehrere, vorzugsweise mindestens drei, Abstandshalterelemente umfasst, welche in das Rahmenelement des Batteriemoduls eingesetzt sind.For example, it is conceivable that a respective battery module comprises several, preferably at least three, spacer elements which are inserted into the frame element of the battery module.
Beispielsweise ist es ferner denkbar, dass das Rahmenelement eines jeweiligen Batteriemoduls eine oder mehrere Aufnahmen umfasst, wobei in jeder Aufnahme vorzugsweise ein Abstandshalterelement angeordnet ist. For example, it is also conceivable that the frame element of a respective battery module comprises one or more receptacles, with a spacer element preferably being arranged in each receptacle.
Vorzugsweise sind die Abstandshalterelemente im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet.The spacer elements are preferably essentially cylindrical.
Günstig kann es sein, wenn die Abstandshalterelemente eines jeweiligen Batteriemoduls in einer senkrecht zu einer Stapelrichtung des Batteriemoduls verlaufenden Richtung außerhalb der Doppelwandung des Rahmenelements des Batteriemoduls angeordnet sind.It can be favorable if the spacer elements of a respective battery module are arranged outside the double wall of the frame element of the battery module in a direction running perpendicular to a stacking direction of the battery module.
Vorzugsweise fluchten Abstandshalterelemente zweier benachbarter Batteriemodule in einer Stapelrichtung der Batterievorrichtung.Spacer elements of two adjacent battery modules are preferably aligned in a stacking direction of the battery device.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass das eine oder die mehreren Abstandshalterelemente eines jeweiligen Batteriemoduls jeweils zwei an einander abgewandte Seiten des Abstandshalterelements angeordnete Anlageflächen umfassen, wobei ein jeweiliges Abstandshalterelement mit einer ersten Anlagefläche an dem Bodenelement des Batteriemoduls anliegt und wobei das Abstandshalterelement mit einer zweiten Anlagefläche an dem Bodenelement eines benachbarten Batteriemoduls anliegt oder an dieses anlegbar ist.In one embodiment of the battery device it is provided that the one or more spacer elements of a respective battery module each comprise two contact surfaces arranged on opposite sides of the spacer element, wherein a respective spacer element rests with a first contact surface on the base element of the battery module and wherein the spacer element with a second contact surface rests on the base element of an adjacent battery module or can be applied to this.
Vorzugsweise ist dabei eine Krafteinleitung von den Abstandshalterelementen in die Bodenelemente realisierbar.In this case, an introduction of force from the spacer elements into the floor elements can preferably be implemented.
Insbesondere ist eine Druckkraft von den Abstandshalterelementen auf an den Anlageflächen der Abstandshalterelemente anliegende Bodenelemente übertragbar.In particular, a compressive force can be transmitted from the spacer elements to floor elements resting on the contact surfaces of the spacer elements.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass die zwei Anlageflächen eines Abstandshalterelements eines jeweiligen Batteriemoduls einen Abstand voneinander aufweisen, welcher im Wesentlichen einer parallel zur Stapelrichtung genommenen Höhe einer Wandung, insbesondere einer Doppelwandung, des Batteriemoduls entspricht.In one embodiment of the battery device it is provided that the two contact surfaces of a spacer element of a respective battery module are spaced apart from one another which essentially corresponds to a height of a wall, in particular a double wall, of the battery module taken parallel to the stacking direction.
Vorzugsweise kann dabei verhindert werden, dass die Rahmenelemente der Batteriemodule, welche ein Kunststoffmaterial umfassen oder aus diesem gebildet sind, aufgrund einer parallel zu einer Stapelrichtung der Batterievorrichtung auf die Batteriemodule wirkenden Spannkraft komprimiert werden.Preferably, the frame elements of the battery modules, which comprise or are formed from a plastic material, can be prevented from being compressed due to a tension force acting on the battery modules parallel to a stacking direction of the battery device.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass die Abstandshalterelemente eines jeweiligen Batteriemoduls Bolzenelemente oder Hülsenelemente sind.In one embodiment of the battery device, it is provided that the spacer elements of a respective battery module are bolt elements or sleeve elements.
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Abstandshalterelemente eines jeweiligen Batteriemoduls in einem senkrecht zu einer Stapelrichtung des Batteriemoduls genommenen Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig oder kreisringförmig ausgebildet sind.For example, it is conceivable that the spacer elements of a respective battery module are designed to be essentially circular or annular in a cross section taken perpendicular to a stacking direction of the battery module.
Als Hülsenelemente ausgebildete Abstandshalterelemente sind vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildet.Spacer elements designed as sleeve elements are preferably designed as hollow cylinders.
Günstig kann es sein, wenn die Abstandshalterelemente rotationssymmetrisch zu einer Längsachse derselben ausgebildet sind.It can be favorable if the spacer elements are designed to be rotationally symmetrical to a longitudinal axis thereof.
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Abstandshalterelemente einen Abstandshalterabschnitt umfassen, in welchem die Abstandshalterelemente insbesondere zylindrisch, beispielsweise kreiszylindrisch, ausgebildet sind.For example, it is conceivable that the spacer elements comprise a spacer section in which the spacer elements are in particular cylindrical, for example circular cylindrical.
Günstig kann es ferner sein, wenn die Abstandshalterelemente ferner einen Einführabschnitt umfassen, in welchem die Abstandshalterelemente insbesondere zylindrisch, beispielsweise kreiszylindrisch, ausgebildet sind.It can furthermore be favorable if the spacer elements further comprise an insertion section in which the spacer elements are in particular cylindrical, for example circular-cylindrical.
Ein Einführabschnitt eines Abstandshalterelements ist vorzugsweise in einen Abstandshalterabschnitt eines in einer Stapelrichtung der Batterievorrichtung benachbarten Abstandshalterelements einführbar.An insertion section of a spacer element can preferably be inserted into a spacer section of a spacer element adjacent in a stacking direction of the battery device.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass die Batteriemodule der Batterievorrichtung mittels der Abstandshalterelemente miteinander verspannt sind oder dass die Batteriemodule der Batterievorrichtung mittels durch die Abstandshalterelemente hindurchgeführter Spannelemente verspannt sind.In one embodiment of the battery device, it is provided that the battery modules of the battery device are clamped to one another by means of the spacer elements or that the battery modules of the battery device are clamped by means of clamping elements guided through the spacer elements.
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Abstandshalterelemente jeweils Schraubelemente umfassen, wobei in einer Stapelrichtung der Batterievorrichtung benachbarte Abstandshalterelemente mittels der Schraubelemente miteinander verschraubbar sind.For example, it is conceivable that the spacer elements each comprise screw elements, spacer elements that are adjacent in a stacking direction of the battery device being screwable to one another by means of the screw elements.
Beispielsweise ist es denkbar, dass ein Einführabschnitt eines Abstandshalterelements ein Außengewinde umfasst und/oder dass ein Abstandshalterabschnitt eines Abstandshalterelements ein Innengewinde umfasst.For example, it is conceivable that an insertion section of a spacer element comprises an external thread and / or that a spacer section of a spacer element comprises an internal thread.
Alternativ dazu ist es denkbar, dass Spannelemente der Batterievorrichtung durch als Hülsenelemente ausgebildete Abstandshalterelemente hindurchgeführt sind.As an alternative to this, it is conceivable that tensioning elements of the battery device are passed through spacer elements designed as sleeve elements.
Günstig kann es sein, wenn die Batteriemodule der Batterievorrichtung zwischen zwei Endkörpern mittels eines oder mehrerer Spannelemente verspannt oder verspannbar sind.It can be favorable if the battery modules of the battery device are clamped or can be clamped between two end bodies by means of one or more clamping elements.
Vorzugsweise werden die Batteriemodule der Batterievorrichtung vor dem Verspannen derselben miteinander verpresst, insbesondere in einer Stapelrichtung der Batterievorrichtung.The battery modules of the battery device are preferably pressed together before they are braced, in particular in a stacking direction of the battery device.
Günstig kann es dabei sein, wenn beim Verpressen der Batteriemodule Dichtelemente der Batteriemodule zwischen einem Rahmenelement und einem Bodenelement verformt, insbesondere komprimiert, werden.It can be advantageous if the sealing elements of the battery modules are pressed Battery modules are deformed, in particular compressed, between a frame element and a floor element.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass das Rahmenelement eines jeweiligen Batteriemoduls einen oder mehrere parallel zu einer Stapelrichtung der Batterievorrichtung von dem Rahmenelement weg ragende Stapelvorsprünge und/oder eine oder mehrere Stapelausnehmungen umfasst, in welchen Stapelvorsprünge eines Rahmenelements eines benachbarten Batteriemoduls aufnehmbar sind.In one embodiment of the battery device, it is provided that the frame element of a respective battery module comprises one or more stack projections projecting away from the frame element parallel to a stacking direction of the battery device and / or one or more stack recesses in which stack projections of a frame element of an adjacent battery module can be received.
Vorzugsweise ist mittels der Stapelvorsprünge und/oder mittels der Stapelausnehmungen ein Stapeln der Batteriemodule der Batterievorrichtung erleichterbar.Stacking of the battery modules of the battery device can preferably be facilitated by means of the stacking projections and / or by means of the stacking recesses.
Vorzugsweise sind die Stapelvorsprünge und die Stapelausnehmungen des Rahmenelements eines jeweiligen Batteriemoduls auf einander abgewandten Seiten des Rahmenelements angeordnet.The stacking projections and the stacking recesses of the frame element of a respective battery module are preferably arranged on sides of the frame element facing away from one another.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sämtliche Stapelvorsprünge des Rahmenelements eines jeweiligen Batteriemoduls auf einer ersten Seite des Rahmenelements angeordnet sind und dass sämtliche Stapelausnehmungen auf einer zweiten Seite des Rahmenelements angeordnet sind, welche der ersten Seite abgewandt ist.In particular, it can be provided that all stacking projections of the frame element of a respective battery module are arranged on a first side of the frame element and that all stacking recesses are arranged on a second side of the frame element which faces away from the first side.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass das Rahmenelement eines jeweiligen Batteriemoduls mit dem Bodenelement des Batteriemoduls kraft- und/oder formschlüssig verbunden oder verbindbar ist, beispielsweise verklipst.In one embodiment of the battery device, it is provided that the frame element of a respective battery module is connected or can be connected to the base element of the battery module in a non-positive and / or form-fitting manner, for example clipped.
Das Rahmenelement eines jeweiligen Batteriemoduls umfasst vorzugsweise einen oder mehrere Rastvorsprünge.The frame element of a respective battery module preferably comprises one or more latching projections.
Günstig kann es dabei sein, wenn das Bodenelement eines jeweiligen Batteriemoduls eine oder mehrere Rastausnehmungen umfasst, in welche die Rastvorsprünge des Rahmenelements einführbar sind.It can be favorable here if the base element of a respective battery module comprises one or more latching recesses into which the latching projections of the frame element can be inserted.
Der eine oder die mehreren Rastvorsprünge eines Rahmenelements eines jeweiligen Batteriemoduls umfassen vorzugsweise jeweils zwei Rastelemente. The one or more latching projections of a frame element of a respective battery module preferably each comprise two latching elements.
Insbesondere ist es denkbar, dass ein Rastelement eines Rastvorsprungs jeweils einen Rasthaken umfasst.In particular, it is conceivable that a latching element of a latching projection comprises a latching hook.
Die Rasthaken der zwei Rastelemente eines Rastvorsprungs hintergreifen vorzugsweise das Bodenelement eines jeweiligen Batteriemoduls, wenn das Rahmenelement mit dem Bodenelement kraft- und/oder formschlüssig verbunden, insbesondere verklipst, ist.The latching hooks of the two latching elements of a latching projection preferably engage behind the base element of a respective battery module when the frame element is connected to the base element in a non-positive and / or form-fitting manner, in particular is clipped.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass das Rahmenelement eines jeweiligen Batteriemoduls an einer Umfangsfläche des Rahmenelements eine Versteifungsstruktur umfasst, beispielsweise eine Versteifungsrippenstruktur.In one embodiment of the battery device it is provided that the frame element of a respective battery module comprises a stiffening structure on a circumferential surface of the frame element, for example a stiffening rib structure.
Vorzugsweise ist mittels der Versteifungsstruktur eine Steifigkeit eines spritzgegossenen Rahmenelements vergrößerbar.Preferably, a stiffness of an injection-molded frame element can be increased by means of the stiffening structure.
Insbesondere ist es denkbar, dass eine Versteifungsrippenstruktur des Rahmenelements mehrere Rippenelemente umfasst.In particular, it is conceivable that a stiffening rib structure of the frame element comprises a plurality of rib elements.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass einzelne oder mehrere, insbesondere sämtliche, Batteriemodule der Batterievorrichtung identisch ausgebildet sind.In one embodiment of the battery device, it is provided that individual or several, in particular all, battery modules of the battery device are of identical design.
Günstig kann es insbesondere sein, wenn die Rahmenelemente und/oder die Bodenelemente sämtlicher Batteriemodule der Batterievorrichtung identisch ausgebildet sind.It can be particularly advantageous if the frame elements and / or the base elements of all battery modules of the battery device are of identical design.
Günstig kann es sein, wenn das Bodenelement eines jeweiligen Batteriemoduls ein metallisches Material umfasst oder aus diesem gebildet ist und einen Teil einer Außenoberfläche der Batterievorrichtung bildet.It can be favorable if the base element of a respective battery module comprises a metallic material or is formed from this and forms part of an outer surface of the battery device.
Günstig kann es insbesondere sein, wenn das Bodenelement einen ringförmig geschlossenen Teil einer Außenoberfläche der Batterievorrichtung bildet.It can be particularly favorable if the base element forms an annularly closed part of an outer surface of the battery device.
Vorzugsweise ist mittels des Bodenelements eines jeweiligen Batteriemoduls Wärme zu der Außenoberfläche der Batterievorrichtung abführbar.Preferably, heat can be dissipated to the outer surface of the battery device by means of the base element of a respective battery module.
Vorzugsweise ist dabei eine passive Temperierung der Batterievorrichtung mittels der Bodenelemente realisierbar.In this case, passive temperature control of the battery device can preferably be implemented by means of the base elements.
Unter einer passiven Temperierung wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche insbesondere eine Temperierung verstanden, welche im Wesentlichen auf Wärmeleitung beruht.In the context of this description and the appended claims, passive temperature control is understood to mean, in particular, temperature control which is essentially based on heat conduction.
Die Bodenelemente der Batteriemodule bilden insbesondere jeweils ringförmig geschlossene Oberflächenabschnitte einer Außenoberfläche der Batterievorrichtung.The base elements of the battery modules in particular each form ring-shaped closed surface sections of an outer surface of the battery device.
Vorzugsweise sind die durch die Bodenelemente der Batteriemodule gebildeten ringförmig geschlossenen Oberflächenabschnitte in der Stapelrichtung durch die Rahmenelemente der Batteriemodule voneinander getrennt.The ring-shaped closed surface sections formed by the base elements of the battery modules are preferably separated from one another in the stacking direction by the frame elements of the battery modules.
Vorzugsweise ist dadurch, dass das Bodenelement eines jeweiligen Batteriemoduls einen Teil einer Außenoberfläche der Batterievorrichtung bildet, eine Wärmeableitung zu einer Außenoberfläche der Batterievorrichtung mittels des Bodenelements realisierbar.Preferably, because the base element of a respective battery module forms part of an outer surface of the battery device, heat can be dissipated to an outer surface of the battery device by means of the base element.
Senkrecht zu einer Stapelrichtung der Batterievorrichtung wird eine Außenoberfläche vorzugsweise von durch die Bodenelemente der Batteriemodule gebildeten, ringförmig geschlossenen Oberflächenabschnitten sowie von den Rahmenelementen der Batteriemodule gebildet.An outer surface is preferably formed perpendicular to a stacking direction of the battery device by ring-shaped closed surface sections formed by the base elements of the battery modules and by the frame elements of the battery modules.
Vorzugsweise weist das Bodenelement eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens ungefähr 100 W/m*K auf, beispielsweise von mindestens ungefähr 150 W/m*K.The floor element preferably has a thermal conductivity of at least approximately 100 W / m * K, for example of at least approximately 150 W / m * K.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn das Bodenelement eine Wärmeleitfähigkeit von ungefähr 186 W/m*K aufweist.It can be favorable, for example, if the floor element has a thermal conductivity of approximately 186 W / m * K.
Das Bodenelement umfasst insbesondere Aluminium oder ist aus diesem gebildet, beispielsweise AlMgSi0,5.The floor element comprises in particular aluminum or is formed from it, for example AlMgSi0.5.
Vorzugsweise sind die Batteriemodule der Batterievorrichtung entlang einer Stapelrichtung angeordnet oder anordenbar.The battery modules of the battery device are preferably arranged or can be arranged along a stacking direction.
Insbesondere ist es denkbar, dass das Bodenelement eines jeweiligen Batteriemoduls in einer senkrecht zu der Stapelrichtung verlaufenden Richtung einen Teil der Außenoberfläche des Batteriemoduls bildet.In particular, it is conceivable that the base element of a respective battery module forms part of the outer surface of the battery module in a direction running perpendicular to the stacking direction.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass die Bodenelemente der Batteriemodule senkrecht zu einer Stapelrichtung der Batterievorrichtung zumindest abschnittsweise, beispielsweise ringförmig geschlossen, über die Rahmenelemente der Batteriemodule weg ragen.In one embodiment of the battery device, it is provided that the base elements of the battery modules protrude over the frame elements of the battery modules at least in sections, for example closed in a ring, perpendicular to a stacking direction of the battery device.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass die Batterievorrichtung einen Kühlkörper und/oder ein Temperierelement umfasst, welche mit einzelnen oder mehreren, vorzugsweise mit sämtlichen, Bodenelementen der Batterievorrichtung thermisch gekoppelt sind.In one embodiment of the battery device, it is provided that the battery device comprises a heat sink and / or a temperature control element which are thermally coupled to individual or multiple, preferably to all, base elements of the battery device.
Vorzugsweise sind der Kühlkörper und/oder das Temperierelement an der Außenoberfläche der Batterievorrichtung angeordnet.The heat sink and / or the temperature control element are preferably arranged on the outer surface of the battery device.
Der Kühlkörper umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Kühlrippen.The heat sink preferably comprises one or more cooling fins.
Günstig kann es sein, wenn der Kühlkörper in direktem Materialkontakt mit einen oder mehreren, vorzugsweise mit sämtlichen Bodenelementen der Batterievorrichtung steht, insbesondere jeweils an dem Teil der Außenoberfläche der Batterievorrichtung, welcher von den jeweiligen Bodenelementen der Batteriemodule gebildet wird.It can be favorable if the heat sink is in direct material contact with one or more, preferably with all, bottom elements of the battery device, in particular on the part of the outer surface of the battery device which is formed by the respective bottom elements of the battery modules.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass ein jeweiliges Batteriemodul ferner einen Haltekörper zum Halten der Batteriezellen des jeweiligen Batteriemoduls umfasst, welcher mit dem Bodenelement des Batteriemoduls verbunden ist, insbesondere stoffschlüssig.In one embodiment of the battery device, it is provided that a respective battery module further comprises a holding body for holding the battery cells of the respective battery module, which is connected to the base element of the battery module, in particular in a materially bonded manner.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass der Haltekörper eines jeweiligen Batteriemoduls mehrere Aufnahmeöffnungen umfasst, in welchen jeweils eine Batteriezelle des Batteriemoduls aufgenommen ist.In one embodiment of the battery device, it is provided that the holding body of a respective battery module comprises a plurality of receiving openings, in each of which a battery cell of the battery module is received.
Beispielsweise ist es denkbar, dass der Haltekörper eines jeweiligen Batteriemoduls ungefähr 200 bis ungefähr 600 Aufnahmeöffnungen, beispielsweise ungefähr 400 Aufnahmeöffnungen, umfasst.For example, it is conceivable that the holding body of a respective battery module comprises approximately 200 to approximately 600 receiving openings, for example approximately 400 receiving openings.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass der Haltekörper eines jeweiligen Batteriemoduls eine Wabenstruktur umfasst oder durch eine Wabenstruktur gebildet wird.In one embodiment of the battery device, it is provided that the holding body of a respective battery module comprises a honeycomb structure or is formed by a honeycomb structure.
Günstig kann es sein, wenn eine Wabenstruktur des Haltekörpers mehrere insbesondere polygonale Halteelemente umfasst, welche die Aufnahmeöffnungen begrenzen.It can be favorable if a honeycomb structure of the holding body comprises several, in particular polygonal, holding elements which delimit the receiving openings.
Die Halteelemente sind beispielsweise regelmäßige Sechsecke.The holding elements are, for example, regular hexagons.
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Halteelemente jeweils benachbart zu mehreren weiteren Halteelementen angeordnet sind.For example, it is conceivable that the holding elements are each arranged adjacent to a plurality of further holding elements.
Insbesondere ist es denkbar, dass Halteelemente der Wabenstruktur jeweils benachbart zu sechs weiteren Halteelementen angeordnet sind.In particular, it is conceivable that holding elements of the honeycomb structure are each arranged adjacent to six further holding elements.
Vorzugsweise wird eine Aufnahmeöffnung eines Halteelements von mehreren Halteelementstegen begrenzt, beispielsweise von jeweils sechs Halteelementstegen.A receiving opening of a holding element is preferably delimited by several holding element webs, for example by six holding element webs each.
Günstig kann es sein, wenn jeweils mehrere Halteelementstege benachbarter Halteelemente an einem Knoten miteinander verbunden sind.It can be favorable if several holding element webs of adjacent holding elements are connected to one another at a node.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn an dem Knoten drei Halteelemente dreier benachbarter Halteelemente miteinander verbunden sind.For example, it can be favorable if three holding elements of three adjacent holding elements are connected to one another at the node.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass der Haltekörper eines jeweiligen Batteriemoduls an das Bodenelement des Batteriemoduls angespritzt ist.In one embodiment of the battery device, it is provided that the holding body of a respective battery module is molded onto the base element of the battery module.
Vorzugsweise umfasst der Haltekörper an mehreren Knoten angeordnete Verbindungsbereiche, an welchen der Haltekörper mit dem Bodenelement verbunden ist, beispielsweise stoffschlüssig.The holding body preferably comprises connection areas which are arranged at a plurality of nodes and at which the holding body is connected to the base element, for example in a materially bonded manner.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn der Haltekörper an den Verbindungsbereichen an das Bodenelement angespritzt ist.It can be advantageous, for example, if the holding body is injection molded onto the base element at the connection areas.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn an ungefähr 50 % der Knoten des Haltekörpers ein Verbindungsbereich angeordnet ist.It can be beneficial, for example, if a connection area is arranged at approximately 50% of the nodes of the holding body.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass der Haltekörper einstückig ausgebildet ist.In one embodiment of the battery device it is provided that the holding body is formed in one piece.
Der Haltekörper ist vorzugsweise ein Spritzgussbauteil, insbesondere ein einstückiges Spritzgussbauteil.The holding body is preferably an injection-molded component, in particular a one-piece injection-molded component.
Vorzugsweise umfasst der Haltekörper ein Kunststoffmaterial oder ist aus diesem gebildet.The holding body preferably comprises or is formed from a plastic material.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass ein jeweiliges Batteriemodul ferner ein Dichtelement, insbesondere zwei Dichtelemente, umfasst, welche mit dem Bodenelement des Batteriemoduls verbunden sind, insbesondere stoffschlüssig.In one embodiment of the battery device, it is provided that a respective battery module further comprises a sealing element, in particular two sealing elements, which are connected to the base element of the battery module, in particular in a materially bonded manner.
Günstig kann es sein, wenn das Dichtelement, insbesondere die zwei Dichtelemente, an das Bodenelement angespritzt sind.It can be favorable if the sealing element, in particular the two sealing elements, are injection molded onto the base element.
Günstig kann es sein, wenn das Dichtelement, insbesondere die zwei Dichtelemente, jeweils ringförmig geschlossen ausgebildet sind.It can be advantageous if the sealing element, in particular the two sealing elements, are each designed to be closed in an annular manner.
Eine Dichtkontur des Dichtelements korrespondiert vorzugsweise mit einer Kontur des Rahmenelements eines jeweiligen Batteriemoduls, insbesondere in einem senkrecht zu einer Stapelrichtung des Batteriemoduls genommenen Querschnitt.A sealing contour of the sealing element preferably corresponds to a contour of the frame element of a respective battery module, in particular in a cross section taken perpendicular to a stacking direction of the battery module.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass die zwei Dichtelemente an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Bodenelements eines jeweiligen Batteriemoduls angeordnet, insbesondere an das Bodenelement angespritzt, sind.In one embodiment of the battery device it is provided that the two sealing elements are arranged on two opposite sides of the base element of a respective battery module, in particular injection molded onto the base element.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass das Dichtelement einen ersten Dichtabschnitt und einen zweiten Dichtabschnitt umfasst.In one embodiment of the battery device, it is provided that the sealing element comprises a first sealing section and a second sealing section.
Ein erster Dichtabschnitt und zweiter Dichtabschnitt sind vorzugsweise jeweils ringförmig geschlossen ausgebildet.A first sealing section and second sealing section are preferably each designed to be closed in an annular manner.
Günstig kann es sein, wenn der erste Dichtabschnitt und der zweite Dichtabschnitt des Dichtelements im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.It can be favorable if the first sealing section and the second sealing section of the sealing element are arranged essentially parallel to one another.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass die Batteriezellen eines jeweiligen Batteriemoduls thermisch mit dem Bodenelement des Batteriemoduls gekoppelt sind.In one embodiment of the battery device, it is provided that the battery cells of a respective battery module are thermally coupled to the base element of the battery module.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn die Batteriezellen eines jeweiligen Batteriemoduls mittels einer Wärmeleitpaste und/oder mittels einer Vergussmasse thermisch mit dem Bodenelement des Batteriemoduls gekoppelt sind.It can be beneficial, for example, if the battery cells of a respective battery module are thermally coupled to the base element of the battery module by means of a heat-conducting paste and / or by means of a potting compound.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass das Bodenelement eines jeweiligen Batteriemoduls einen oder mehrere Temperierkanäle, beispielsweise eine Temperierkanalstruktur, umfasst.In one embodiment of the battery device, it is provided that the base element of a respective battery module comprises one or more temperature control channels, for example a temperature control channel structure.
Ein Temperierkanal, insbesondere eine Temperierkanalstruktur, des Bodenelements ist vorzugsweise mittels eines Temperiermediums durchströmbar.A temperature control channel, in particular a temperature control channel structure, of the base element can preferably be flowed through by means of a temperature control medium.
Beispielsweise ist es denkbar, dass das Bodenelement eines jeweiligen Batteriemoduls mehrlagig ausgebildet ist und einen Temperierkanal, insbesondere eine Temperierkanalstruktur, begrenzt.For example, it is conceivable that the base element of a respective battery module has a multi-layer design and delimits a temperature control channel, in particular a temperature control channel structure.
Ein Temperierkanal, insbesondere eine Temperierkanalstruktur, des Bodenelements eines jeweiligen Batteriemoduls ist beispielsweise mittels Rollbonden hergestellt.A temperature control channel, in particular a temperature control channel structure, of the base element of a respective battery module is produced, for example, by means of roll bonding.
Günstig kann es sein, wenn durch Vorsehen eines Temperierkanals in dem Bodenelement eines jeweiligen Batteriemoduls eine aktive Temperierung der Batterievorrichtung mittels des Bodenelements realisierbar ist.It can be advantageous if, by providing a temperature control channel in the base element of a respective battery module, active temperature control of the battery device can be implemented by means of the base element.
Bei einer Ausgestaltung der Batterievorrichtung ist vorgesehen, dass das Bodenelement eines jeweiligen Batteriemoduls ein Hybridbauteil, insbesondere ein Metall-Elastomer-Hybridbauteil, ist.In one embodiment of the battery device, it is provided that the base element of a respective battery module is a hybrid component, in particular a metal-elastomer hybrid component.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Fixieren von Batteriezellen bereitzustellen, mittels welchem eine Batterievorrichtung einfach und kostengünstig herstellbar ist.The present invention is based on the further object of providing a method for fixing battery cells by means of which a Battery device is easy and inexpensive to manufacture.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Fixieren von Batteriezellen gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch gelöst.This object is achieved by a method for fixing battery cells in accordance with the independent method claim.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Fixieren von Batteriezellen weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batterievorrichtung beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.The method according to the invention for fixing battery cells preferably has one or more of the features and / or advantages described in connection with the battery device according to the invention.
Das Verfahren zum Fixieren von Batteriezellen umfasst vorzugsweise Folgendes:
- - Bereitstellen eines Lagenelements;
- - Bereitstellen mehrerer Batteriezellen;
- - Fixieren der Batteriezellen in dem Lagenelement durch insbesondere plastisches Verformen des Lagenelements.
- - providing a layer element;
- - Provision of several battery cells;
- - Fixing the battery cells in the layer element by, in particular, plastic deformation of the layer element.
Günstig kann es sein, wenn das insbesondere plastisch verformte Lagenelement einen Haltekörper eines Batteriemoduls bildet.It can be favorable if the layer element, which is particularly plastically deformed, forms a holding body of a battery module.
Vorzugsweise ist das Lagenelement ein warmumformbares Lagenelement.The layer element is preferably a thermoformable layer element.
Die Batteriezellen sind insbesondere Rundzellen.The battery cells are in particular round cells.
Das Lagenelement umfasst vorzugsweise ein Kunststoffmaterial oder ist aus diesem gebildet.The layer element preferably comprises or is formed from a plastic material.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn das Lagenelement ein Polyolefin umfasst oder aus diesem gebildet ist, beispielsweise Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP).It can be advantageous, for example, if the layer element comprises or is formed from a polyolefin, for example polyethylene (PE) or polypropylene (PP).
Vorzugsweise umfasst das Lagenelement ein Low-Density Polyethylen (LDPE).The layer element preferably comprises a low-density polyethylene (LDPE).
Das Lagenelement ist insbesondere eine Schrumpffolie.The layer element is in particular a shrink film.
Günstig kann es sein, wenn das Lagenelement ein elektrisch isolierendes Material umfasst oder aus diesem gebildet ist.It can be favorable if the layer element comprises an electrically insulating material or is formed from this.
Ferner ist es beispielsweise denkbar, dass das Lagenelement Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC) umfasst oder daraus gebildet ist.It is also conceivable, for example, that the layer element comprises polymethyl methacrylate (PMMA) or polycarbonate (PC) or is formed therefrom.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Batteriezellen in dem Lagenelement durch Erwärmen des Lagenelements und/oder durch anschließendes Abkühlen des Lagenelements fixiert werden.In one embodiment of the method, it is provided that the battery cells are fixed in the layer element by heating the layer element and / or by subsequently cooling the layer element.
Günstig kann es sein, wenn das Lagenelement nach dem Fixieren der Batteriezellen in dem Lagenelement an einer Mantelfläche und/oder an einer Grundfläche einer jeweiligen Batteriezelle anliegt.It can be favorable if, after the battery cells have been fixed in the layer element, the layer element rests on a jacket surface and / or on a base surface of a respective battery cell.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Lagenelement zu höchstens ungefähr 50 % an einer Mantelfläche einer jeweiligen Batteriezelle anliegt.In particular, it can be provided that the layer element rests against a lateral surface of a respective battery cell by at most approximately 50%.
Vorzugsweise liegt das Lagenelement zu mindestens ungefähr 10 %, beispielsweise zu mindestens ungefähr 20 %, vorzugsweise zu mindestens ungefähr 30 %, an einer Mantelfläche einer jeweiligen Batteriezelle an.The layer element is preferably at least approximately 10%, for example at least approximately 20%, preferably at least approximately 30%, against a jacket surface of a respective battery cell.
Günstig kann es ferner sein, wenn das Lagenelement vollständig an einer gesamten Grundfläche einer jeweiligen Batteriezelle anliegt.It can also be favorable if the layer element rests completely against an entire base area of a respective battery cell.
Das Lagenelement liegt nach dem Fixieren der Batteriezellen vorzugsweise topfförmig an den Batteriezellen an.After the battery cells have been fixed, the layer element is preferably in the shape of a pot on the battery cells.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Lagenelement durch Erwärmen plastisch verformt wird oder dass das Lagenelement erwärmt wird und das erwärmte Lagenelement anschließend plastisch verformt wird.In one embodiment of the method it is provided that the layer element is plastically deformed by heating or that the layer element is heated and the heated layer element is then plastically deformed.
Beispielsweise ist es denkbar, dass das insbesondere warmumformbare Lagenelement erst nach dem Erwärmen desselben umformbar ist.For example, it is conceivable that the layer element, in particular hot-formable, can only be formed after it has been heated.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Lagenelement nach dem Erwärmen abgekühlt wird.In one embodiment of the method, provision is made for the layer element to be cooled down after it has been heated.
Vorzugsweise verfestigt sich das Lagenelement nach dem Abkühlen desselben.The layer element preferably solidifies after it has cooled down.
Das abgekühlte Lagenelement ist vorzugsweise im Wesentlichen starr.The cooled sheet element is preferably essentially rigid.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Lagenelement auf die Batteriezellen aufgeschrumpft wird.In one embodiment of the method, it is provided that the layer element is shrunk onto the battery cells.
Vorzugsweise wird das Lagenelement nur auf einen Teilbereich der Batteriezellen aufgeschrumpft.The layer element is preferably only shrunk onto a portion of the battery cells.
Insbesondere werden die Batteriezellen nicht vollständig von dem Lagenelement umgeben.In particular, the battery cells are not completely surrounded by the layer element.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn das Lagenelement nur auf einer in Richtung der Längsachsen der Batteriezellen ersten Seite der Batteriezellen auf diese aufgeschrumpft wird.It can be advantageous, for example, if the layer element is shrunk onto the battery cells only on one side of the battery cells that is first in the direction of the longitudinal axes of the battery cells.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Lagenelement jeweils auf höchstens ungefähr 50 % einer Länge einer jeweiligen Batteriezelle auf die Batteriezellen aufgeschrumpft wird.For example, it can be provided that the layer element is shrunk onto the battery cells over a maximum of approximately 50% of a length of a respective battery cell.
Unter einer Länge der Batteriezellen wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche insbesondere eine Länge der Batteriezellen in einer parallel zu einer Längsachse der Batteriezellen verlaufenden Richtung verstanden.In the context of this description and the appended claims, a length of the battery cells is understood to mean, in particular, a length of the battery cells in a direction running parallel to a longitudinal axis of the battery cells.
Vorzugsweise wird das Lagenelement jeweils auf mindestens ungefähr 10 %, insbesondere auf mindestens ungefähr 20 %, beispielsweise auf mindestens ungefähr 30 %, einer Länge einer jeweiligen Batteriezelle auf die Batteriezellen aufgeschrumpft.The layer element is preferably shrunk onto the battery cells to at least approximately 10%, in particular to at least approximately 20%, for example to at least approximately 30%, of a length of a respective battery cell.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Batteriezellen vor dem Fixieren derselben in dem Lagenelement relativ zueinander ausgerichtet werden, insbesondere mittels eines Werkzeugs.In one embodiment of the method, it is provided that the battery cells are aligned relative to one another before fixing them in the layer element, in particular by means of a tool.
Vorzugsweise werden die Batteriezellen vor dem Fixieren derselben in dem Lagenelement parallel zueinander angeordnet.The battery cells are preferably arranged parallel to one another before they are fixed in the layer element.
Insbesondere werden die Batteriezellen dabei derart angeordnet, dass Längsachsen der Batteriezellen parallel zueinander angeordnet sind.In particular, the battery cells are arranged in such a way that the longitudinal axes of the battery cells are arranged parallel to one another.
Günstig kann es ferner sein, wenn die Batteriezellen vor dem Fixieren derselben in dem Lagenelement in einem vorgegebenen Muster angeordnet werden.It can also be favorable if the battery cells are arranged in a predetermined pattern before they are fixed in the layer element.
Insbesondere ist es dabei denkbar, dass die Batteriezellen in dem vorgegebenen Muster in mehreren Zeilen und mehreren Spalten angeordnet werden. In particular, it is conceivable that the battery cells are arranged in the predetermined pattern in several rows and several columns.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn die Batteriezellen in einer Zeilenrichtung des vorgegebenen Musters jeweils einen identischen ersten Abstand voneinander aufweisen.It can be advantageous, for example, if the battery cells each have an identical first spacing from one another in a row direction of the predetermined pattern.
Ferner ist es vorzugsweise denkbar, dass die Batteriezellen in einer Spaltenrichtung des vorgegebenen Musters jeweils einen identischen zweiten Abstand voneinander aufweisen.Furthermore, it is preferably conceivable that the battery cells each have an identical second distance from one another in a column direction of the predefined pattern.
Es ist dankbar, dass der erste Abstand in der Zeilenrichtung kleiner oder größer ist als der zweite Abstand in der Spaltenrichtung.It is grateful that the first distance in the row direction is smaller or larger than the second distance in the column direction.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Batteriezellen zunächst parallel zueinander und/oder in einem vorgegebenen Muster ausgerichtet werden.In one embodiment of the method, it is provided that the battery cells are initially aligned parallel to one another and / or in a predetermined pattern.
Die Batteriezellen werden vorzugsweise mittels eines Werkzeugs parallel zueinander und/oder in dem vorgegebenen Muster angeordnet.The battery cells are preferably arranged parallel to one another and / or in the predetermined pattern by means of a tool.
Das Werkzeug umfasst insbesondere eine erste Werkzeughälfte mit einer Negativform, in welcher die Batteriezellen zumindest teilweise aufnehmbar sind.The tool comprises in particular a first tool half with a negative shape in which the battery cells can be at least partially received.
Die erste Werkzeughälfte ist insbesondere ein Matrizenelement.The first tool half is in particular a die element.
Die erste Werkzeughälfte bildet insbesondere ein Formgebungselement.The first tool half in particular forms a shaping element.
Die erste Werkzeughälfte weist insbesondere eine Negativform des vorgegebenen Musters auf.The first tool half has in particular a negative shape of the predetermined pattern.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn die erste Werkzeughälfte mehrere Positionieröffnungen umfasst, in welchen jeweils eine Batteriezelle zur Ausrichtung der Batteriezellen aufnehmbar ist.It can be advantageous, for example, if the first tool half comprises a plurality of positioning openings, in each of which a battery cell can be received for aligning the battery cells.
Vorzugsweise umfasst die erste Werkzeughälfte mehrere Zeilen und mehrere Reihen von Positionieröffnungen, wobei eine Zeile und/oder eine Reihe jeweils mehrere Positionieröffnungen umfasst.The first tool half preferably comprises a plurality of rows and a plurality of rows of positioning openings, a row and / or a row each comprising a plurality of positioning openings.
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Batteriezellen mittels einer Positioniervorrichtung in den Positionieröffnungen der ersten Werkzeughälfte angeordnet werden, beispielsweise mittels eines Industrieroboters.For example, it is conceivable that the battery cells are arranged in the positioning openings of the first tool half by means of a positioning device, for example by means of an industrial robot.
Vorzugsweise wird das Lagenelement verformt, indem das Lagenelement zwischen den Batteriezellen und der ersten Werkzeughälfte positioniert wird und anschließend die Batteriezellen in den Positionieröffnungen der ersten Werkzeughälfte angeordnet werden.The layer element is preferably deformed in that the layer element is positioned between the battery cells and the first tool half and the battery cells are then arranged in the positioning openings of the first tool half.
Vorzugsweise wird das Lagenelement dabei mittels der Batteriezellen in den Positionieröffnungen der ersten Werkzeughälfte verklemmt und dabei verformt.The layer element is preferably clamped by means of the battery cells in the positioning openings of the first tool half and is thereby deformed.
Insbesondere wird das Lagenelement jeweils zwischen einer Positionieröffnungswandung und einer Batteriezelle geklemmt.In particular, the layer element is clamped between a positioning opening wall and a battery cell.
Das Werkzeug umfasst vorzugsweise eine zweite Werkzeughälfte mit einer Negativform, in welcher die Batteriezellen zumindest teilweise aufnehmbar sind.The tool preferably comprises a second tool half with a negative shape in which the battery cells can be at least partially received.
Die erste und die zweite Werkzeughälfte sind vorzugsweise relativ zueinander bewegbar.The first and second tool halves are preferably movable relative to one another.
Vorzugsweise weist die zweite Werkzeughälfte eine Negativform des vorgegebenen Musters auf.The second tool half preferably has a negative shape of the predetermined pattern.
Die zweite Werkzeughälfte umfasst vorzugsweise ebenfalls mehrere Positionieröffnungen, in welchen jeweils eine Batteriezelle zur Ausrichtung der Batteriezellen aufnehmbar ist.The second tool half preferably also comprises several positioning openings, in each of which a battery cell can be accommodated for aligning the battery cells.
Günstig kann es sein, wenn die Positionieröffnungen der ersten Werkzeughälfte und/oder der zweiten Werkzeughälfte jeweils im Wesentlichen zylindrisch, insbesondere im Wesentlichen kreiszylindrisch, ausgebildet sind.It can be favorable if the positioning openings of the first tool half and / or of the second tool half are each essentially cylindrical, in particular essentially circular-cylindrical.
Vorzugsweise ist ein Innendurchmesser der Positionieröffnungen der ersten Werkzeughälfte größer als ein Außendurchmesser der Batteriezellen.An inner diameter of the positioning openings of the first tool half is preferably greater than an outer diameter of the battery cells.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn ein Innendurchmesser der Positionieröffnungen der ersten Werkzeughälfte im Wesentlichen gleich groß oder kleiner ist als die Summe aus einem Außendurchmesser der Batteriezellen und einer doppelten Materialstärke des Lagenelements.It can be favorable, for example, if an inner diameter of the positioning openings of the first tool half is essentially the same size or smaller than the sum of an outer diameter of the battery cells and twice the material thickness of the layer element.
Vorzugsweise sind das Lagenelement und eine jeweilige Batteriezelle dabei innerhalb der Positionieröffnungen der ersten Werkzeughälfte verklemmbar.The layer element and a respective battery cell can preferably be clamped within the positioning openings of the first tool half.
Günstig kann es ferner sein, wenn ein Innendurchmesser der Positionieröffnungen der zweiten Werkzeughälfte im Wesentlichen einem Außendurchmesser der Batteriezellen entspricht.It can also be favorable if an inner diameter of the positioning openings of the second tool half essentially corresponds to an outer diameter of the battery cells.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass einzelne oder mehrere Batteriezellen nach dem parallelen Ausrichten und/oder nach dem Ausrichten in einem vorgegebenen Muster parallel zu einer Längsachse der Batteriezellen bewegt werden.In one embodiment of the method, provision is made for individual or multiple battery cells to be moved in a predetermined pattern parallel to a longitudinal axis of the battery cells after the parallel alignment and / or after the alignment.
Vorzugsweise werden die Batteriezellen dabei gegen einen Anschlag bewegt, welcher vorzugsweise senkrecht zu einer Längsachse der Batteriezellen angeordnet ist.The battery cells are preferably moved against a stop which is preferably arranged perpendicular to a longitudinal axis of the battery cells.
Günstig kann es dabei insbesondere sein, dass die Batteriezellen derart gegen einen Anschlag bewegt werden, dass die Grundflächen sämtlicher Batteriezellen nach dem Bewegen in einer einzigen Ebene angeordnet sind.It can be particularly favorable here for the battery cells to be moved against a stop in such a way that the base areas of all the battery cells are arranged in a single plane after the movement.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass einzelne oder mehrere Batteriezellen so weit parallel zu einer Längsachse der Batteriezellen bewegt werden, dass Grundflächen sämtlicher Batteriezellen im Wesentlichen in einer einzigen Ebene angeordnet sind.In one embodiment of the method, it is provided that individual or multiple battery cells are moved parallel to a longitudinal axis of the battery cells to such an extent that the base areas of all the battery cells are essentially arranged in a single plane.
Beispielsweise ist es denkbar, dass sämtliche Batteriezellen gegen einen Anschlag bewegt werden.For example, it is conceivable that all battery cells are moved against a stop.
Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die erste Werkzeughälfte und die zweite Werkzeughälfte aufeinander zu bewegt werden.In particular, it can be provided that the first tool half and the second tool half are moved towards one another.
Vorzugsweise umfassen die Positionieröffnungen der ersten Werkzeughälfte und/oder die Positionieröffnungen der zweiten Werkzeughälfte dabei einen Anschlag.The positioning openings of the first tool half and / or the positioning openings of the second tool half preferably include a stop.
Alternativ dazu ist es denkbar, dass die erste oder zweite Werkzeughälfte einen Anschlag umfasst und dass die zweite oder die erste Werkzeughälfte eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen einzelner oder mehrerer Batteriezellen umfasst, mittels welcher die Batteriezellen gegen den Anschlag bewegbar sind.Alternatively, it is conceivable that the first or second tool half comprises a stop and that the second or the first tool half comprises a movement device for moving one or more battery cells, by means of which the battery cells can be moved against the stop.
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn die Bewegungseinrichtung einen oder mehrere Kolben umfasst, welche in Positionieröffnungen der ersten oder der zweiten Werkzeughälfte verlagerbar sind.It can be advantageous, for example, if the movement device comprises one or more pistons which can be displaced in positioning openings of the first or the second tool half.
Alternativ dazu ist es denkbar, dass die Bewegungseinrichtung ein oder mehrere Düsenelemente umfasst, welche in die Positionieröffnungen der ersten oder der zweiten Werkzeughälfte münden.As an alternative to this, it is conceivable that the movement device comprises one or more nozzle elements which open into the positioning openings of the first or the second mold half.
Vorzugsweise werden das Lagenelement und/oder die in einer jeweiligen Positionieröffnung der ersten Werkzeughälfte angeordnete Batteriezelle dabei durch Unterdrucksetzen eines von dem Lagenelement und der Positionieröffnung begrenzten Druckraums bewegt.The layer element and / or the battery cell arranged in a respective positioning opening of the first tool half are preferably moved by pressurizing a pressure space delimited by the layer element and the positioning opening.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Batterievorrichtung, welche ein oder mehrere Batteriemodule umfasst, wobei ein jeweiliges Batteriemodul Folgendes umfasst:
- ein Rahmenelement;
- ein Bodenelement; und
- mehrere Batteriezellen,
- wobei die Batteriezellen durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Fixieren von Batteriezellen in einem Lagenelement fixiert sind und wobei das Lagenelement und die in dem Lagenelement fixierten Batteriezellen an dem Bodenelement des Batteriemoduls festgelegt sind.
- a frame member;
- a floor element; and
- several battery cells,
- wherein the battery cells are fixed by the method according to the invention for fixing battery cells in a layer element and wherein the layer element and the battery cells fixed in the layer element are fixed on the base element of the battery module.
Günstig kann es insbesondere sein, wenn das Lagenelement, in welchem die Batteriezellen fixiert sind, mit dem Bodenelement eines Batteriemoduls stoffschlüssig verbunden ist, insbesondere mittels einer Wärmeleitpaste.It can be particularly favorable if the layer element in which the battery cells are fixed is connected to the base element of a battery module in a materially bonded manner, in particular by means of a thermal paste.
Nach dem Verformen des Lagenelements, insbesondere nach dem Abkühlen des verformten Lagenelements, bildet das verformte Lagenelement vorzugsweise einen Haltekörper mittels welchem die Batteriezellen gehalten sind.After the deformation of the layer element, in particular after the deformed layer element has cooled, the deformed layer element preferably forms a holding body by means of which the battery cells are held.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Batterievorrichtung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Batterievorrichtung.The present invention also relates to a method for producing a battery device, in particular a battery device according to the invention.
Das Verfahren zum Herstellen einer Batterievorrichtung umfasst vorzugsweise Folgendes:
- - Bereitstellen von zwei oder mehr als zwei Batteriemodulen;
- - Stapeln der Batteriemodule entlang einer Stapelrichtung.
- - Provision of two or more than two battery modules;
- - Stacking the battery modules along a stacking direction.
Günstig kann es sein, wenn die Batteriemodule der Batterievorrichtung miteinander und/oder zwischen zwei Endkörpern verspannt werden. It can be beneficial if the battery modules of the battery device are clamped together and / or between two end bodies.
Beispielsweise ist es denkbar, dass jeweils zwei benachbarte Batteriemodule schichtweise miteinander verbunden und/oder miteinander verspannt werden.For example, it is conceivable that two adjacent battery modules are connected to one another and / or braced to one another in layers.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Batterievorrichtung, insbesondere zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Batterievorrichtung, weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batterievorrichtung beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.The method according to the invention for producing a battery device, in particular for producing a battery device according to the invention, preferably has one or more of the features and / or advantages described in connection with the battery device according to the invention.
Weitere Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.Further features and / or advantages of the invention are the subject matter of the following description and the graphic representation of exemplary embodiments.
In den Zeichnungen zeigen:
-
1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Batterievorrichtung, welche mehrere Batteriemodule umfasst; -
2 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines Batteriemoduls der Batterievorrichtung aus1 ; -
3 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs III in2 ; -
4 eine schematische perspektivische Darstellung eines Teilschnitts eines Batteriemoduls der Batterievorrichtung aus1 ; -
5 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs V in4 ; -
6 eine schematische Draufsicht auf einen Ausschnitt eines Batteriemoduls der Batterievorrichtung aus1 ; -
7 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines Batteriemoduls der Batterievorrichtung aus1 von unten; -
8 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines Batteriemoduls der Batterievorrichtung aus1 von oben; -
9 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs IX in7 ; -
10 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs X in8 ; -
11 einen schematischen Schnitt durch ein Batteriemodulder Batterievorrichtung aus 1 entlang der Linie XI-XI in6 ; -
12 einen schematischen Schnitt durch ein Batteriemodulder Batterievorrichtung aus 1 entlang der Linie XII-XII in6 ; -
13 einen schematischen Schnitt durch ein Batteriemodulder Batterievorrichtung aus 1 entlang der Linie XIII-XIII in6 ; -
14 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausschnitts von aufeinander gestapelten Bodenelementen und Abstandshalterelementen einer Batterievorrichtung aus1 ; -
15 eine explodierte schematische perspektivische Darstellung eines Ausschnitts der Bodenelemente und der Abstandshalterelemente aus14 ; -
16 eine schematische Draufsicht auf ein Temperierelementeiner Batterievorrichtung aus 1 ; -
17 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausschnitts einer weiteren Ausführungsform einer Batterievorrichtung; -
18 einen Ausschnitt einer schematischen perspektivischen Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Batterievorrichtung; -
19 einen Ausschnitt einer schematischen perspektivischen Darstellung eines Endkörpers der Batterievorrichtung aus18 ; -
20 eine schematische Darstellung eines ersten Verfahrensschritts einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Fixieren von Batteriezellen; -
21 eine schematische Darstellung eines an den ersten Verfahrensschritt aus20 anschließenden zweiten Verfahrensschritts der Ausführungsform eines Verfahrens zum Fixieren von Batteriezellen; -
22 eine schematische Darstellung eines an den zweiten Verfahrensschritt aus21 anschließenden dritten Verfahrensschritts der Ausführungsform eines Verfahrens zum Fixieren von Batteriezellen; -
23 eine schematische Darstellung von in einem verformten Lagenelement fixierten Batteriezellen; -
24 eine schematische Darstellung der in dem verformten Lagenelement fixierten Batteriezellen, wobei das verformte Lagenelement einen Haltekörper bildet und der Haltekörper mit einem Bodenelement eines Batteriemoduls einer Batterievorrichtung verbunden ist; -
25 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs XXV in24 ; -
26 eine schematische perspektivische Darstellung eines Rahmenelements eines Batteriemoduls einer weiteren Ausführungsform einer Batterievorrichtung; -
27 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs XXVII in26 ; -
28 eine der Darstellung aus27 entsprechende Darstellung in einer Explosionsdarstellung; -
29 eine schematische Draufsicht auf das Rahmenelement aus26 bei Blick inRichtung des Pfeils 29 in26 ; und -
30 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs XXX in29 .
-
1 a schematic longitudinal section through an embodiment of a battery device comprising a plurality of battery modules; -
2 a schematic perspective illustration of a section of a battery module of thebattery device 1 ; -
3 an enlarged view of the area III in2 ; -
4th a schematic perspective illustration of a partial section of a battery module of thebattery device 1 ; -
5 an enlarged view of the area V in4th ; -
6 a schematic plan view of a section of a battery module of thebattery device 1 ; -
7th a schematic perspective illustration of a section of a battery module of thebattery device 1 from underneath; -
8th a schematic perspective illustration of a section of a battery module of thebattery device 1 from above; -
9 an enlarged illustration of the area IX in7th ; -
10 an enlarged view of the area X in8th ; -
11 a schematic section through a battery module of thebattery device 1 along the line XI-XI in6 ; -
12th a schematic section through a battery module of thebattery device 1 along the line XII-XII in6 ; -
13 a schematic section through a battery module of thebattery device 1 along the line XIII-XIII in6 ; -
14th a schematic perspective illustration of a section of stacked floor elements and spacer elements of abattery device 1 ; -
15th an exploded schematic perspective illustration of a section of the floor elements and the spacer elements14th ; -
16 a schematic plan view of a temperature control element of abattery device 1 ; -
17th a schematic perspective illustration of a section of a further embodiment of a battery device; -
18th a section of a schematic perspective illustration of a further embodiment of a battery device; -
19th a section of a schematic perspective illustration of an end body of the battery device18th ; -
20th a schematic representation of a first method step of an embodiment of a method for fixing battery cells; -
21st a schematic representation of one of the first process step20th subsequent second method step of the embodiment of a method for fixing battery cells; -
22nd a schematic representation of one of the second process step21st subsequent third method step of the embodiment of a method for fixing battery cells; -
23 a schematic representation of battery cells fixed in a deformed sheet element; -
24 a schematic representation of the battery cells fixed in the deformed layer element, wherein the deformed layer element forms a holding body and the holding body is connected to a base element of a battery module of a battery device; -
25th an enlarged view of the area XXV in24 ; -
26th a schematic perspective illustration of a frame element of a battery module of a further embodiment of a battery device; -
27 an enlarged view of the area XXVII in26th ; -
28 one of the representation27 corresponding representation in an exploded view; -
29 a schematic plan view of the frame element26th when looking in the direction ofarrow 29 in26th ; and -
30th an enlarged view of the area XXX in29 .
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference symbols in all figures.
Die
Die Batterievorrichtung
Günstig kann es sein, wenn die Batteriemodule
Vorzugsweise umfasst jedes Batteriemodul
Vorzugsweise sind einzelne oder mehrere, insbesondere sämtliche, Batteriemodule
Insbesondere ist es denkbar, dass die Rahmenelemente
Die Rahmenelemente
Vorzugsweise sind die Rahmenelemente
Günstig kann es sein, wenn die Bodenelemente
Die Bodenelemente
Mittels eines metallischen Bodenelements
Die Batteriezellen
Günstig kann es sein, wenn die Batteriemodule
Vorzugsweise umfassen die Batteriemodule
Günstig kann es sein, wenn ein jeweiliges Batteriemodul
Günstig kann es ferner sein, wenn ein jeweiliges Batteriemodul
Beispielsweise ist es denkbar, dass ein jeweiliges Batteriemodul
Vorzugsweise sind das erste Kontaktierelement und das zweite Kontaktierelement eines jeweiligen Batteriemoduls
Vorzugsweise weisen die Bodenelemente
Die Batterievorrichtung
Alternativ dazu ist es denkbar, dass die Batterievorrichtung
Ein Batteriemodul
Beispielsweise ist es denkbar, dass ein Batteriemodul
Vorzugsweise sind die Rahmenelemente
Vorzugsweise umfassen die Rahmenelemente
Günstig kann es dabei sein, wenn das Rahmenelement
Der Aufnahmeraum
Das Rahmenelement
Die Rahmenelemente
Die Rahmenelemente
Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine Oberfläche der Wandung
Die Rahmenelemente
Vorzugsweise können die Herstellungskosten der Batterievorrichtung
Günstig kann es sein, wenn die Oberfläche der Wandung
Bei der in den
Günstig kann es sein, wenn Längsachsen
Vorzugsweise ist durch eine Anordnung der Längsachsen
Insbesondere ist der zur Verfügung stehende Bauraum, beispielsweise in einem Fahrzeug, optimal ausnutzbar.In particular, the available installation space, for example in a vehicle, can be optimally used.
Günstig kann es dabei sein, wenn ein Füllgrad des Aufnahmeraums
Vorzugsweise ist durch Erhöhen des Füllgrads eine Energiespeicherkapazität der Batteriemodule
Zur Erhöhung eines Füllgrads kann vorgesehen sein, dass die Batteriezellen
Durch Verwendung von Rundzellen ist der Aufnahmeraum
Das Innenwandungselement
Vorzugsweise ist durch Vorsehen des Außenwandungselements
Das Innenwandungselement
Einander gegenüberliegende Wandungsabschnitte des Innenwandungselements
Vorzugsweise verlaufen die Verbindungsstege
Günstig kann es sein, wenn die Verbindungsstege
Die Doppelwandung
Vorzugsweise kann durch Bereitstellen der mit einem Temperiermedium durchströmbaren Doppelwandung
Durch Benetzung des Außenwandungselements
Vorzugsweise ist durch Bereitstellen der mit einem Temperiermedium durchströmbaren Doppelwandung
Günstig kann es ferner sein, wenn mittels der Doppelwandung
Die Doppelwandung
Der Temperierraum
Das Bodenelement
Die Durchtrittsöffnungen
Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in den
Der Temperierraum
Der Temperierraum
Die Temperierräume
Die Durchtrittsöffnungen
Ein Temperierraum
Günstig kann es sein, wenn die Durchtrittsöffnungen
Ein jeweiliges Batteriemodul
Mittels der Dichtelemente
Vorzugsweise ist zwischen dem Rahmenelement
Günstig kann es sein, wenn zwischen dem Rahmenelement
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn ein Dichtelement
Alternativ oder ergänzend dazu ist es möglich, dass ein oder mehrere Dichtelemente
Beispielsweise ist es denkbar, dass auf einander abgewandten Seiten des Bodenelements
Alternativ dazu ist es denkbar, dass ein Dichtelement
Die Dichtelemente eines Batteriemoduls
Der erste Dichtabschnitt
Der erste Dichtabschnitt
Der erste Dichtabschnitt
Vorzugsweise sind die Dichtelemente
Günstig kann es sein, wenn radial innerhalb der Linie, entlang welcher die Durchtrittsöffnungen
Die Dichtabschnitte
Vorzugsweise umfasst ein jeweiliges Batteriemodul
Günstig kann es sein, wenn die Abstandshalterelemente
Vorzugsweise weisen die Abstandshalterelemente
Die Abstandshalterelemente
Die Abstandshalterelemente
Das Rahmenelement
Günstig kann es sein, wenn die Abstandshalterelemente
Vorzugsweise sind die Abstandshalterelemente
Günstig kann es sein, wenn die Abstandshalterelemente
Die Abstandshalterelemente
Vorzugsweise liegt ein jeweiliges Abstandshalterelement
Vorzugsweise ist dabei eine Krafteinleitung von den Abstandshalterelementen
Insbesondere ist dabei eine Druckkraft von den Abstandshalterelementen
Günstig kann es sein, wenn die zwei Anlageflächen
Vorzugsweise kann dabei verhindert werden, dass die Rahmenelemente
Vorzugsweise sind die Abstandshalterelemente
Als Hülsenelemente
Es ist insbesondere denkbar, dass die Abstandshalterelemente
Die Abstandshalterelemente
Die Abstandshalterelemente
Der Abstandshalterabschnitt
Günstig kann es ferner sein, wenn die Abstandshalterelemente
Der Einführabschnitt
Bei der in den
Die Abstandshalterelemente
Beispielsweise ist es denkbar, dass der Einführabschnitt
Günstig kann es dabei sein, wenn jeweils zwei benachbarte Batteriemodule
Alternativ dazu ist es denkbar, dass die Batteriemodule
Vorzugsweise sind die Spannelemente
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Batteriemodule
Die zwei Endkörper
Günstig kann es sein, wenn die zwei Endkörper
Alternativ oder ergänzend dazu ist es denkbar, dass die Batteriemodule
Durch Verspannen der Batteriemodule
Günstig kann es sein, wenn die Spannelemente
Die Spannelemente
Als Spannelemente
Der Stab wird zum Verspannen der Batteriemodule
Beispielsweise wird zum Verspannen der Batteriemodule
Günstig kann es dabei sein, wenn die Batteriemodule
Vorzugsweise werden die Batteriemodule
Günstig kann es dabei sein, wenn Dichtelemente
Vorzugsweise umfassen die Rahmenelemente
Günstig kann es ferner sein, wenn die Rahmenelemente
Die Stapelvorsprünge
Vorzugsweise ist mittels der Stapelvorsprünge
Günstig kann es ferner sein, wenn das Rahmenelement
Vorzugsweise umfasst das Rahmenelement
Vorzugsweise umfasst das Bodenelement
Die Rastvorsprünge
In den
Alternativ dazu ist es denkbar, dass die Rastvorsprünge
Günstig kann es dabei insbesondere sein, wenn der den Aufnahmeraum
Beispielsweise kann somit ein zumindest teilweises Ausgießen des Aufnahmeraums
Vorzugsweise hintergreifen die Rasthaken der zwei Rastelemente
Die Rahmenelemente
Mittels der Versteifungsstruktur
Die Versteifungsrippenstruktur
Die Bodenelemente
Die Bodenelemente
Die durch die Bodenelemente
Wenn die Bodenelemente
Vorzugsweise sind die Batteriezellen
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Batteriezellen
Vorzugsweise sind die Batteriezellen
Die Batteriezellen
Insbesondere ist dabei eine passive Temperierung der Batterievorrichtung
Insbesondere ist dadurch, dass die Bodenelemente
Insbesondere sind dabei die Batteriezellen
Günstig kann es dabei sein, wenn die Bodenelemente
Wenn die Bodenelemente
Bei einer zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsform der Batterievorrichtung
Es kann vorgesehen sein, dass die Batterievorrichtung
Der Kühlkörper umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Kühlrippen.The heat sink preferably comprises one or more cooling fins.
Der Kühlkörper und/oder das Temperierelement sind dabei insbesondere an der Außenoberfläche
Vorzugsweise steht der Kühlkörper in direktem Materialkontakt mit einem oder mehreren, vorzugsweise mit sämtlichen, Bodenelementen
Günstig kann es ferner sein, wenn die Bodenelemente
Ein Temperierkanal, insbesondere eine Temperierkanalstruktur, der Bodenelemente
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Bodenelemente
Eine Temperierkanalstruktur der Bodenelemente
Günstig kann es sein, wenn durch Vorsehen eines Temperierkanals in den Bodenelementen
Vorzugsweise umfassen die Batteriemodule
Die Haltekörper
Die Haltekörper
Vorzugsweise umfassen die Haltekörper
Die Haltekörper
Der Haltekörper
Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in den
Beispielsweise ist es denkbar, dass der Haltekörper
Eine Anzahl der Aufnahmeöffnungen
Vorzugsweise umfassen die Haltekörper
Die Wabenstruktur
Die Halteelemente
Vorzugsweise sind die Halteelemente
Beispielsweise ist es denkbar, dass Halteelemente
Die Aufnahmeöffnungen
Vorzugsweise sind mehrere Halteelementstege
Günstig kann es insbesondere sein, wenn an dem Knoten
Vorzugsweise sind die Haltekörper
Günstig kann es dabei sein, wenn die Haltekörper
Vorzugsweise sind die Haltekörper
Beispielsweise ist es denkbar, dass an ungefähr 50 % der Knoten
Alternativ zu dem in den
Die Batteriezellen
Die Vergussmasse
Die Batteriezellen
Die Vergussmasse
Günstig kann es sein, wenn die Batteriezellen
Beispielsweise ist es denkbar, dass mindestens ungefähr 30 %, beispielsweise mindestens ungefähr 50 %, einer jeweiligen Batteriezelle
Vorzugsweise sind die Batteriezellen
Günstig kann es sein, wenn die Batteriezellen
Vorzugsweise sind die zwei Dichtelemente
Die Dichtelemente
Die zwei Dichtelemente
Die Bodenelemente
Vorzugsweise umfassen einzelne, mehrere oder sämtliche Batteriemodule
Günstig kann es insbesondere sein, wenn jedes einzelne Batteriemodul
Vorzugsweise ist das Entgasungselement eines jeweiligen Batteriemoduls
Beispielsweise ist es denkbar, dass das Entgasungselement ein Berstelement und/oder ein Druckausgleichselement umfasst oder durch dieses gebildet wird.For example, it is conceivable that the degassing element comprises or is formed by a bursting element and / or a pressure compensation element.
Wenn sämtliche Batteriemodule
Vorzugsweise ist dabei eine Propagation eines thermischen Durchgehens („thermal runaway“) von Batteriezellen
Günstig kann es ferner sein, wenn die Batteriemodule
Vorzugsweise umfassen die Propagationsschutzelemente eines jeweiligen Batteriemoduls
Die Propagationsschutzelemente sind beispielsweise mit den Bodenelementen
Günstig kann es sein, wenn ein Propagationsschutzelement eines Batteriemoduls
Vorzugsweise begrenzt das Propagationsschutzelement eines Batteriemoduls
Durch Vorsehen eines Propagationsschutzelements ist vorzugsweise eine Propagation eines thermischen Durchgehens („thermal runaway“) von Batteriezellen
Die in den
Ein derartiges Temperierelement
Vorzugsweise weisen die Temperierelemente
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn die Temperierelemente
Vorzugsweise bildet ein Temperierelement
Ein Temperierelement
Alternativ oder ergänzend dazu ist es denkbar, dass die Temperierelemente
Günstig kann es dabei sein, wenn die Temperierelemente
Vorzugsweise umfassen die Temperierelemente
Insbesondere weisen die Temperierelemente
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Temperierelemente
Die radial äußere Temperierzone
Günstig kann es sein, wenn die Temperierelemente
Vorzugsweise kann durch Bereitstellen eines Temperierelements
Vorzugsweise ist durch eine Vergleichmäßigung der Temperaturen der Batteriezellen
Insbesondere ist ferner eine gleichmäßigere Entladung der Batteriezellen
Eine in
Vorzugsweise bildet das Rahmenelement
Günstig kann es sein, wenn das Rahmenelement
Beispielsweise ist es denkbar, dass das Rahmenelement
Alternativ dazu ist es denkbar, dass ein Bodenelement
Durch stoffschlüssiges Verbinden des Bodenelements
Insbesondere ist eine metallische Wärmeleitung von dem Bodenelement
Vorzugsweise umfasst das Rahmenelement
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Kühlrippen
Insbesondere umfasst die Temperiervorrichtung
Vorzugsweise ist die Außenoberfläche
Ein Verhältnis der Außenoberfläche
Günstig kann es ferner sein, wenn die Temperiervorrichtung
Alternativ oder ergänzend dazu ist es denkbar, dass die Wärmeleitelemente
Im Übrigen stimmt die in
Eine in den
Günstig kann es sein, wenn Temperiermedium mittels der Verteilerstruktur
Die Endkörper
Das Randelement
Bei der in den
Aufgrund der Verbindungsstege
Günstig kann es dabei sein, wenn die Stegelemente
Vorzugsweise können die Temperierkammern
Innerhalb einer jeweiligen Temperierkammer
Beispielsweise ist es dabei möglich, dass die innerhalb einer jeweiligen Temperierkammer
Um Temperiermedium in die Temperierkammern
Die Verteilerkanäle
Günstig kann es sein, wenn ein jeweiliger Verteilerkanal
Mittels der Umlenkung ist Temperiermedium vorzugsweise um ungefähr 90° umlenkbar.By means of the deflection, the temperature control medium can preferably be deflected by approximately 90 °.
Die Verteilerkanäle
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn jeweils drei Verteileröffnungen
Dabei ist es insbesondere denkbar, dass in eine Temperierkammer
Günstig kann es insbesondere sein, wenn in benachbarte Temperierkammern
Vorzugsweise ist dabei eine zumindest näherungsweise konstante Temperatur des Rahmenelements
Im Übrigen stimmt die in den
Die
Bei dem Verfahren werden die Batteriezellen
Das Lagenelement
Das Lagenelement
Das Lagenelement
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn das Lagenelement
Vorzugsweise umfasst das Lagenelement
Das Lagenelement
Ferner ist es beispielsweise denkbar, dass das Lagenelement Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC) umfasst oder daraus gebildet ist. It is also conceivable, for example, that the layer element comprises polymethyl methacrylate (PMMA) or polycarbonate (PC) or is formed therefrom.
Die Batteriezellen
Das Werkzeug
Die erste Werkzeughälfte
Das Werkzeug
Die erste und die zweite Werkzeughälfte
Die erste Werkzeughälfte
Die erste Werkzeughälfte
Die erste Werkzeughälfte
Insbesondere ist es denkbar, dass die erste Werkzeughälfte
Vorzugsweise weist die zweite Werkzeughälfte
Die zweite Werkzeughälfte
Günstig kann es sein, wenn die Positionieröffnungen
Vorzugsweise ist ein Innendurchmesser
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn ein Innendurchmesser
Günstig kann es ferner sein, wenn ein Innendurchmesser
Die Batteriezellen
Günstig kann es sein, wenn dabei eine in den Figuren zeichnerisch nicht dargestellte Positioniervorrichtung verwendet wird, beispielsweise ein Industrieroboter.It can be favorable if a positioning device, not shown in the drawings, is used, for example an industrial robot.
Vorzugsweise werden die Batteriezellen
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Batteriezellen
Günstig kann es ferner sein, wenn die Batteriezellen
Dabei kann vorgesehen sein, dass der erste Abstand in der Zeilenrichtung kleiner oder größer ist als der zweite Abstand in der Spaltenrichtung.It can be provided that the first distance in the row direction is smaller or larger than the second distance in the column direction.
Vorzugsweise wird das Lagenelement
Vorzugsweise werden das Lagenelement
Das Lagenelement
Vor dem Fixieren der Batteriezellen
Die Batteriezellen
Nach dem parallelen Ausrichten und/oder nach dem Ausrichten in einem vorgegebenen Muster werden vorzugsweise einzelne oder mehrere Batteriezellen
Vorzugsweise werden die Batteriezellen
Die Batteriezellen
Günstig kann es sein, wenn die erste Werkzeughälfte
Beispielsweise ist es dabei denkbar, dass die Positionieröffnungen
Alternativ dazu ist es denkbar, dass die zweite Werkzeughälfte
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Bewegungseinrichtung einen oder mehrere Kolben umfasst, welche in Positionieröffnungen
Alternativ dazu ist es denkbar, dass die Bewegungseinrichtung ein oder mehrere Düsenelemente umfasst, welche in die Positionieröffnungen
Vorzugsweise werden das Lagenelement
Insbesondere werden das Lagenelement
Vorzugsweise werden die Batteriezellen
Das Lagenelement
Das Lagenelement
Vorzugsweise werden die Batteriezellen
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn das Lagenelement
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Lagenelement
Vorzugsweise wird das Lagenelement
Das Lagenelement
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Lagenelement
Vorzugsweise liegt das Lagenelement
Günstig kann es ferner sein, wenn das Lagenelement nach dem Fixieren der Batteriezellen
Das abgekühlte Lagenelement
Das plastisch verformte Lagenelement
Die
Vorzugsweise ist das Lagenelement
Eine in den
Günstig kann es sein, wenn der Rahmenelementgrundkörper
Beispielsweise ist es denkbar, dass der Rahmenelementgrundkörper
Das Rahmenelement
Günstig kann es sein, wenn das Rahmenelement
Der Rahmenelementgrundkörper
Die Rahmenelementgrundkörperteile
Günstig kann es sein, wenn die Rahmenelementgrundkörperteile
Günstig kann es insbesondere sein, wenn mehrere formschlüssig miteinander verbundene Rahmenelementgrundkörperteile
Die Rahmenelementgrundkörperteile
Günstig kann es sein, wenn die Rahmenelementgrundkörperteile
Die Rahmenelementgrundkörperteile
Vorzugsweise umfasst ein Rahmenelementgrundkörperteil
Die Rahmenelementgrundkörperteile
Günstig kann es sein, wenn die Rahmenelementgrundkörperteile
Beispielsweise ist es denkbar, dass miteinander verbindbare Formschlusselemente
Günstig kann es sein, wenn eine Verbindungsnut
In einem senkrecht zu der Stapelrichtung
Günstig kann es beispielsweise sein, wenn die Verbindungsnut
Die Rahmenelementgrundkörperteile
Beispielsweise ist es denkbar, dass der Rahmenelementgrundkörper
Beispielsweise ist es denkbar, dass ein als Eckteil
Günstig kann es sein, wenn die Formschlusselemente
Günstig kann es sein, wenn ein Rahmenelementgrundkörperteil
Vorzugsweise weisen sämtliche Verbindungsstege
Mittels der Verbindungsstege
Im Übrigen stimmt die in den
Besondere Ausführungsformen sind die folgenden:Special embodiments are the following:
Ausführungsform
Batterievorrichtung (
- ein Rahmenelement (
104 ); - ein Bodenelement (
106 ); und - mehrere Batteriezellen (
108 ).
- a frame element (
104 ); - a floor element (
106 ); and - several battery cells (
108 ).
Ausführungsform 2:Embodiment 2:
Batterievorrichtung (
Ausführungsform 3:Embodiment 3:
Batterievorrichtung nach Ausführungsform 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenelemente (
Ausführungsform 4:Embodiment 4:
Batterievorrichtung nach Ausführungsform 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Längsachsen (
Ausführungsform 5:Embodiment 5:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (
Ausführungsform 6:Embodiment 6:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterievorrichtung (
Ausführungsform 7:Embodiment 7:
Batterievorrichtung nach Ausführungsform 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Endkörper (
Ausführungsform 8:Embodiment 8:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriemodule (
Ausführungsform 9:Embodiment 9:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Batteriemodul (
Ausführungsform 10:Embodiment 10:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (
Ausführungsform 11:Embodiment 11:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (
Ausführungsform 12:Embodiment 12:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne, mehrere oder sämtliche Batteriemodule (
Ausführungsform 13:Embodiment 13:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Batteriemodule (
Ausführungsform 14:Embodiment 14:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Batteriemodul (
Ausführungsform 15:Embodiment 15:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterievorrichtung (
Ausführungsform 16:Embodiment 16:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (
Ausführungsform 17:Embodiment 17:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (
Ausführungsform 18:Embodiment 18:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Batteriemodul (
Ausführungsform 19:Embodiment 19:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Batteriemodul (
Ausführungsform 20:Embodiment 20:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 2 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Batteriemodul (
Ausführungsform 21:Embodiment 21:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (
Ausführungsform 22:Embodiment 22:
Batterievorrichtung nach Ausführungsform 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (
Ausführungsform 23:Embodiment 23:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (
Ausführungsform 24:Embodiment 24:
Batterievorrichtung nach Ausführungsform 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelwandung (
Ausführungsform 25:Embodiment 25:
Batterievorrichtung nach Ausführungsform 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelwandung (
Ausführungsform 26:Embodiment 26:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelwandung (
Ausführungsform 27:Embodiment 27:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (
Ausführungsform 28:Embodiment 28:
Batterievorrichtung nach Ausführungsform 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenelementgrundkörperteile (
Ausführungsform 29:Embodiment 29:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenelement (
Ausführungsform 30:Embodiment 30:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Batteriemodul (
Ausführungsform
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Batteriemodul (
Ausführungsform 32:Embodiment 32:
Batterievorrichtung nach Ausführungsform 31, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren Abstandshalterelemente (
Ausführungsform 33:Embodiment 33:
Batterievorrichtung nach Ausführungsform 32, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Anlageflächen (
Ausführungsform 34:Embodiment 34:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalterelemente (
Ausführungsform 35:Embodiment 35:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstandshalterelement eines jeweiligen Batteriemoduls (
Ausführungsform 36:Embodiment 36:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriemodule (
Ausführungsform 37:Embodiment 37:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (
Ausführungsform 38:Embodiment 38:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (
Ausführungsform 39:Embodiment 39:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (
Ausführungsform 40:Embodiment 40:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne oder mehrere, insbesondere sämtliche, Batteriemodule (
Ausführungsform 41:Embodiment 41:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenelement (
Ausführungsform 42:Embodiment 42:
Batterievorrichtung nach Ausführungsform 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenelemente (
Ausführungsform 43:Embodiment 43:
Batterievorrichtung nach Ausführungsform 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterievorrichtung (
Ausführungsform 44:Embodiment 44:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 41 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Batteriemodul (
Ausführungsform 45:Embodiment 45:
Batterievorrichtung nach Ausführungsform 44, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekörper (
Ausführungsform 46:Embodiment 46:
Batterievorrichtung nach Ausführungsform 44 oder 45, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekörper (
Ausführungsform 47:Embodiment 47:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 44 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekörper (
Ausführungsform 48:Embodiment 48:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 44 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekörper (
Ausführungsform 49:Embodiment 49:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 44 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Batteriemodul (
Ausführungsform 50:Embodiment 50:
Batterievorrichtung nach Ausführungsform 49, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Dichtelemente (
Ausführungsform 51:Embodiment 51:
Batterievorrichtung nach Ausführungsform 49 oder 50, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (
Ausführungsform 52:Embodiment 52:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 41 bis 51, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (
Ausführungsform 53:Embodiment 53:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 41 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenelement (
Ausführungsform 54:Embodiment 54:
Batterievorrichtung nach einer der Ausführungsformen 41 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenelement (
Ausführungsform 55:Embodiment 55:
Verfahren zum Fixieren von Batteriezellen (
- - Bereitstellen eines Lagenelements (
212 ); - - Bereitstellen mehrerer Batteriezellen (
108 ); - - Fixieren der Batteriezellen (
108 ) in dem Lagenelement (212 ) durch insbesondere plastisches Verformen des Lagenelements (212 ).
- - Provision of a layer element (
212 ); - - Provision of several battery cells (
108 ); - - fixing the battery cells (
108 ) in the layer element (212 ) by in particular plastic deformation of the layer element (212 ).
Ausführungsform 56:Embodiment 56:
Verfahren nach Ausführungsform 55, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (
Ausführungsform 57:Embodiment 57:
Verfahren nach Ausführungsform 55 oder 56, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagenelement (
Ausführungsform 58:Embodiment 58:
Verfahren nach Ausführungsform 56 oder 57, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagenelement (
Ausführungsform 59:Embodiment 59:
Verfahren nach einer der Ausführungsformen 55 bis 58, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagenelement (
Ausführungsform
Verfahren nach einer der Ausführungsformen 55 bis 59, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (
Ausführungsform 61:Embodiment 61:
Verfahren nach Ausführungsform 60, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (
Ausführungsform 62:Embodiment 62:
Verfahren nach Ausführungsform 61, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne oder mehrere Batteriezellen (
Ausführungsform 63:Embodiment 63:
Verfahren nach Ausführungsform
Ausführungsform 64:Embodiment 64:
Batterievorrichtung (
- ein Rahmenelement (
104 ); - ein Bodenelement (
106 ); und - mehrere Batteriezellen (
106 ), - wobei die Batteriezellen (
108 ) durch das Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen 55 bis 63 in einem Lagenelement (212 ) fixiert sind und - wobei das Lagenelement (
212 ) und die in dem Lagenelement (212 ) fixierten Batteriezellen (108 ) an dem Bodenelement (106 ) des Batteriemoduls (102 ) festgelegt sind.
- a frame element (
104 ); - a floor element (
106 ); and - several battery cells (
106 ), - where the battery cells (
108 ) by the method according to one of the embodiments 55 to 63 in a layer element (212 ) are fixed and - where the layer element (
212 ) and those in the layer element (212 ) fixed battery cells (108 ) on the floor element (106 ) of the battery module (102 ) are set.
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