DE102020121498A1

DE102020121498A1 - Energiespeichervorrichtung mit einem Batterie-Zellenmodul und einer Kühlvorrichtung, vorzugsweise für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug, und Verfahren zur Herstellung der Energiespeichervorrichtung

Info

Publication number: DE102020121498A1
Application number: DE102020121498.7A
Authority: DE
Inventors: Simon Bucher; Michael Klauke
Original assignee: MAN Truck and Bus SE
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-08-17
Publication date: 2021-11-25
Also published as: WO2021233778A1; EP4154346A1; CN115606038A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung zur Speicherung elektrischer Energie, vorzugsweise für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Energiespeichervorrichtung und ein Fahrzeug, vorzugsweise ein Nutzfahrzeug, oder eine stationäre Vorrichtung mit einer solchen Energiespeichervorrichtung. Die Energiespeichervorrichtung (1) weist eine Mehrzahl von stapelartig nebeneinander angeordneten Speicherzellen (3, 4, 5) und eine Kühlvorrichtung (6) zur Kühlung der Speicherzellen (3, 4, 5) auf. Die Kühlvorrichtung (6) weist eine mit einem Kühlmittel durchströmbare Kühlplatte (7) auf, die seitlich, vorzugsweise bodenseitig, in Bezug auf die Speicherzellen (3, 4, 5) angeordnet ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kühlvorrichtung ferner zumindest einen mit dem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkörper (8) aufweist, der zwischen zwei benachbarten Speicherzellen (3, 4, 5) zur Seitenflächenkühlung der Speicherzellen (3, 4, 5) angeordnet ist, mit der Kühlplatte (7) fluidisch in Verbindung steht und als Kühlkörper (8) mit einer elastischen Hülle (9) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung zur Speicherung elektrischer Energie, vorzugsweise für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Energiespeichervorrichtung und ein Fahrzeug, vorzugsweise ein Nutzfahrzeug, oder eine stationäre Vorrichtung mit einer solchen Energiespeichervorrichtung.
Aus der Praxis bekannte Fahrzeugbatterien, wie sie z. B. als Energiespeicher bzw. als Traktionsbatterie in Hybridfahrzeugen oder Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommen, verfügen typischerweise über ein Batteriepack, in dem mehrere stapelartig angeordnete Batterie-Speicherzellen angeordnet sind. Die Batterie-Speicherzellen können zu Modulen zusammengefasst sein oder im Rahmen einer sog. cell-to-pack, CTP,-Technologie direkt in ein Batteriepack eingebaut sein. Um einen ordnungsgemäßen Betrieb sicherzustellen und eine Beschädigung einer solchen Fahrzeugbatterie zu vermeiden sowie um eine möglichst lange Lebensdauer zu erreichen, muss diese in einem definierten Temperaturbereich betrieben werden. Hier ist es beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannt, unterhalb der Batteriezellen eine Kühlplatte, optional mit einer darauf aufgebrachten Wärmeleitpaste, anzuordnen, die von einem Kühlfluid durchströmt wird, um die Batteriezellen zu kühlen. In diesen bekannten Lösungen wird typischerweise die flächenmäßig wesentlich kleinere, der Kühlplatte zugewandte Zellunterseite der Speicherzellen gekühlt, während die flächenmäßige wesentlich größeren Seitenflächen der Speicherzellen ungekühlt bleibt. Es ergibt sich nachteilhaft eine stark inhomogene Temperaturverteilung innerhalb der Speicherzellen und z. B. innerhalb der Batterie-Zellenmodule.
Aus dem Stand der Technik ist es ferner bekannt, dass das Ableiten von in den Batteriezellen entstehender Wärme mittels Kühlfinnen verbessert werden kann. So schlägt beispielsweise die Offenlegungsschrift DE 10 2012 218 764 A1 vor, jeweils eine Kühlfinne über einen flächigen Grundkörper thermisch mit der Seite einer Batterie-Speicherzelle zu koppeln, wobei der Grundkörper einen Kühlkanal aufweist. Die Leistungsfähigkeit dieser Lösung ist dabei in nachteilhafter Weise durch den Wärmeübergang, bzw. durch den Wärmeübergangskoeffizienten, der Kontaktfläche zwischen Kühlfinne und Grundkörper begrenzt. Ferner ermöglichen die Kühlfinnen lediglich eine passive Kühlung der Speicherzellen, woraus nachteilhaft ein Zeitverzug bei einer Wärmeeinleitung und Wärmeausleitung, eine inhomogene Temperaturverteilung und eine geringe Kühlleistung resultiert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Technik zur Temperierung, insbesondere zur Kühlung, von derartigen Energiespeichervorrichtungen bereitzustellen, mit der Nachteile bekannter Ansätze zur Temperierung, insbesondere zur Kühlung, vermieden werden können. Die Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, bekannte Energiespeichervorrichtungen hinsichtlich der Leistungsfähigkeit der Kühlung der Speicherzellen zu verbessern.
Diese Aufgaben werden durch Vorrichtungen und Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, zusätzliche Kühlkörper im Zwischenraum zwischen den nebeneinander angerordneten Batteriezellen vorzusehen, die aktiv gekühlt werden und hierzu mit der Kühlplatte, die seitlich, z. B. bodenseitig, in Bezug auf die Batteriezellen angeordnet ist, fluidisch verbunden sind. Dies bietet den Vorzug einer besonders effektiven Kühlung, die eine möglichst homogene Temperaturverteilung innerhalb der Batteriezelle bewirkt. Ferner sind diese Kühlkörper mit einer elastischen Hülle ausgebildet, d.h. die Kühlkörper können als sog. Folienkühlkörper oder Pouch-Kühlkörper ausgebildet sein. Dies bietet den zusätzlichen Vorzug, dass sich die Kühlkörper besonders gut an sich verändernde Oberflächenformen der Batterie-Zellen, z. B. bedingt durch sog. Swelling-Effekte, anpassen können. Zudem können die elastischen Kühlkörper u.a. Montage- und Bauteiltoleranzen kompensieren.
Entsprechend wird gemäß einem ersten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung eine Energiespeichervorrichtung zur Speicherung elektrischer Energie bereitgestellt. Vorzugsweise handelt es sich um eine Energiespeichervorrichtung für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug. In anderen Worten kann die Energiespeichervorrichtung in an sich bekannter Weise dazu ausgebildet sein, elektrische Energie zu speichern, die in entsprechenden Antriebskomponenten des Fahrzeugs, z. B. in einer E-Maschine, in Antriebsenergie gewandelt werden kann. Anders ausgedrückt kann die Energiespeichervorrichtung zur temporären Aufnahme von Traktionsenergie ausgebildet sein.
Die Energiespeichervorrichtung weist eine Mehrzahl von stapelartig nebeneinander angeordneten Speicherzellen auf. Die Speicherzellen können ferner zu einem Modul (Batterie-Zellenmodul) zusammengefasst und vorzugsweise vorgruppiert sein. Das Batterie-Zellenmodul kann neben dem Speicherzellen-Verbund an sich optional zusätzlich auch weitere zur Speicherung elektrischer Energie notwendige und an sich bekannte Komponenten umfassen, wie beispielsweise Platinen, Schaltungen, Relais, Leitungen, Grund- oder Endplattenplatten, Busbars, Terminals, Deck- oder Seitenabdeckungen, Kunststoffplatten und/oder Leiterplatten etc.
Alternativ können die Speicherzellen auch im Rahmen einer sog. cell-to-pack, Technologie direkt in ein Batteriepack verbaut sein. Es wird hierbei auf die Vorgruppierung der Zellen über ein Batteriemodul verzichtet und die Montage der Speicherzellen erfolgt direkt im Batteriepack. Cell-to-Pack-Technologien kommen in jüngerer Zeit vermehrt zum Einsatz, um die Massenenergiedichte zu erhöhen, um die Effizienz der Volumenausnutzung zu verbessern und um die Anzahl der Teile für Batteriepacks zu reduzieren - im Vergleich zu herkömmlichen, aus vorgruppierten Batterie-Zellenmodulen zusammengesetzten Batteriepacks.
Die Speicherzellen können parallel und/oder seriell miteinander verschaltet sein und zu einem Zellenverbund zusammengefasste Einzel-Speicherzellen aufweisen. Die Speicherzellen können z. B. als Lithium-Ionen-Akkumulator ausgebildet sein. Die Zellen können vorzugsweise mit einem Spalt von 0,5 bis 1,5 mm zueinander beabstandet sein.
Ferner weist die Energiespeichervorrichtung eine Kühlvorrichtung zur Kühlung der Speicherzellen auf. Unter dem Begriff der Kühlung ist vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, die Abfuhr von Wärme der Speicherzellen zu verstehen. Es ist nämlich auch denkbar, dass die Erfindung - insbesondere bei niedrigen Temperaturen oder beim Kaltstart des Fahrzeugs - zur Erwärmung oder Vorwärmung der Speicherzellen dient, bspw. um die Speicherzellen auf Betriebstemperatur zu bringen oder zu halten. Die Kühlvorrichtung kann somit allgemein als Temperiervorrichtung der Speicherzellen dienen.
Die Kühlvorrichtung weist ferner eine Kühlplatte auf, die mit einem Kühlmittel durchströmbar ist. Die Kühlplatte kann dazu z. B. in ihrem Innenvolumen entsprechende Fluidführungskanäle aufweisen. Die Kühlplatte ist seitlich, vorzugsweise bodenseitig, in Bezug auf die Speicherzellen angeordnet. Sind Speicherzellen zu einem Batterie-Zellenmodul angeordnet, kann die Kühlplatte an einer Seitenfläche des Batterie-Zellenmoduls angeordnet sein. Bei der Seitenfläche kann es sich um die Bodenfläche (untere Seitenfläche) des Batterie-Zellenmoduls handeln. In anderen Worten ist die Kühlplatte dazu ausgebildet, z. B. die durch die Speicherzellen abgestrahlte Wärme aufzunehmen und die Wärme über das durch die Kühlplatte strömende Kühlmittel abzuleiten oder Wärme an die Speicherzelle abgeben.
Erfindungsgemäß weist die Kühlvorrichtung ferner zumindest einen Kühlkörper auf, der zwischen zwei benachbarten Speicherzellen zur Seitenflächenkühlung der Speicherzellen angeordnet ist, mit der Kühlplatte fluidisch in Verbindung steht und als Kühlkörper mit einer elastischen Hülle ausgebildet ist. Jeder der mindestens einen Kühlkörper ist somit ebenfalls mit dem Kühlmittel durchströmbar und kann dazu z. B. ebenfalls in seinem Innenvolumen entsprechende Fluidführungskanäle aufweisen. Der Kühlkörper ist zwischen zwei benachbarten Speicherzellen zur Seitenflächenkühlung der Speicherzellen angeordnet. Bevorzugt liegen die Kühlkörper jeweils an den sich zugewandten Seitenflächen von benachbarten Speicherzellen flächig an, sodass ein Wärmeaustausch zwischen Speicherzellen und Kühlkörper stattfinden kann. Dazu kann der Kühlkörper beispielsweise dazu ausgebildet sein, die durch die Speicherzellen abgegebene Wärme aufzunehmen und über das durch die Kühlplatte strömende Kühlmittel abzuleiten. Kühlmittel kann von der Kühlplatte in den Kühlkörper und von diesem zurück in die Kühlplatte treten. Dazu kann der Kühlkörper beispielsweise einen oder mehrere Kühlmitteleingänge und einen oder mehrere Kühlmittelausgänge aufweisen, über welche Kühlmittel von der Kühlplatte in den Kühlkörper und von diesem zurück in die Kühlplatte fließen kann.
Vorstehend wurde festgestellt, dass der Kühlkörper als Kühlkörper mit einer elastischen Hülle ausgebildet ist. Der Begriff „elastisch“, wie er im Sinn der vorliegenden Erfindung verstanden wird, weist darauf hin, dass das Material der Hülle verformbar (biegsam) und/oder flexibel ist. Die Hülle kann entsprechend aus elastischem Material ausgeführt sein, um sich bestmöglich an das temperaturbedingt veränderbare Volumen und Geometrie der Speicherzelle anpassen zu können.
Die vorgeschlagene Energiespeichervorrichtung birgt gegenüber den bekannten Lösungen mehrere Vorteile. Durch die vorgeschlagene fluidische Verbindung zwischen dem zumindest einen Kühlkörper und der Kühlplatte ist eine besonders hohe Kühlleistung im Zwischenraum zwischen Speicherzellen erreichbar. Ferner ermöglichen die Kühlkörper mit elastischer Hülle eine adaptive flächige, formkorrespondierende Anlage der Kühlkörper an den Seitenflächen der Speicherzellen, wodurch ein besonders guter Wärmeübergang zwischen den Speicherzellen und den Kühlkörpern ermöglicht wird, der durch die elastische Hülle auch bei einer Ausdehnung oder Zusammenziehen der Speicherzellen aufrechterhalten werden kann. Ferner können die Kühlkörper durch ihre elastische Hülle optional die Funktion von in der Praxis zwischen den Speicherzellen angeordneten Kompressionsschichten (sog. „compression-“ oder „swelling“-pads) übernehmen, die in der Praxis zwischen den Speicherzellen angeordnet werden, um ein thermisches Ausdehnen und Zusammenziehen der Speicherzellen ausgleichen und eine konstante Flächenpressung zwischen den Speicherzellen zu garantieren. Zusätzliche können die Kühlkörper die Funktion thermischer Isolationskissen (sog. „thermal insulation pads) übernehmen und diese zumindest teilweise ersetzen. In vorteilhafter Weise können diese dadurch entfallen. Dies birgt Kosten-, Gewicht- und Packaging-Vorteile. Ferner ergibt sich vorteilhaft, dass eine Ausdehnung der Speicherzellen nicht zu einem progressiven Ansteigen der Flächenpressung führt oder dies zumindest reduziert wird. Innerhalb der Energiespeichervorrichtung wirkt insofern eine möglichst konstante Pressung durch den Kühlmitteldruck. Ferner resultiert aus der Kühlung der Speicherzellen-Zwischenräume eine hohe Wärmekapazität und eine Verzugszeit für thermische Alterungs- und Schädigungseffekte.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die elastische Hülle des Kühlkörpers eine Aluminium-Folie mit oder ohne Kunststoffbeschichtung oder Kunststofffolie umfassen. Es ist denkbar, dass es sich z. B. um eine handelsübliche Aluminium-Folie mit Kunststoffbeschichtung handelt, wie sie beispielsweise in der Verpackungsindustrie geläufig ist. Vorteilhaft ergibt sich ein besonders guter Wärmeübergang zwischen Kühlkörper und Speicherzelle und gleichzeitig eine besonders strapazier- und widerstandsfähige Hülle für den Kühlkörper.
Alternativ oder ergänzend kann der Kühlkörper der Energiespeichervorrichtung ein Folien-Kühlkörper und/oder Pouch-Kühlkörper sein. Der Begriff des Pouch-Kühlkörpers wird dabei in Analogie zur in der Batterietechnik weit verbreiteten Pouch-Batteriezelle, auch Pouch-Bag-Zelle oder Coffee-Bag-Zelle, verwendet und soll jegliche Art der flexiblen Außenumhüllung des Kühlkörpers umfassen. Die Wandstärke der Hülle kann dabei lediglich beispielhaft in einem Bereich zwischen 0,05 mm bis 0,2 mm, besonders bevorzugt bei ca. 0,1mm liegen. Vorteilhaft ergibt sich, dass der Kühlkörper thermisch bedingte Expansions- oder Kompressionsbewegungen der Speicherzelle besonders gut kompensieren kann, sodass immer ein besonders guter Wärmeübergang bzw. Wärmeabfuhrbedingungen zwischen Speicherzelle und Kühlkörper gewährleistet ist. Der Spalt zwischen zwei Speicherzellen kann lediglich beispielhaft im Bereich von ca. 1 mm liegen.
Vorstehend wurde bereits ausgeführt, dass die Energiespeichervorrichtung zumindest einen, also einen oder mehrere, Kühlkörper umfasst. Nachfolgend wird eine besonders bevorzugte Ausführungsform beschrieben, gemäß welcher die Energiespeichervorrichtung mehrere Kühlkörper umfasst. Gemäß dieser besonders bevorzugten Ausführungsform kann der zumindest eine Kühlkörper insofern mehrere Kühlkörper umfassen, wobei zwischen allen Speicherzellen jeweils ein Kühlkörper zur Seitenflächenkühlung der Speicherzellen angeordnet ist. In anderen Worten können innerhalb der Energiespeichervorrichtung Kühlkörper und Speicherzellen in alternierender Abfolge aufeinander folgen. Es ist denkbar, dass es sich dabei um eine regelmäßig alternierende Abfolge von Kühlkörpern und Speicherzellen handelt. Dies garantiert eine homogene Wärmeabfuhr bzw. Temperaturverteilung innerhalb der Energiespeichervorrichtung und erhöht die Leistungsfähigkeit der Kühlung der Energiespeichervorrichtung weiter. In einer alternativen Variante ist es ferner möglich, dass eine sich um unregelmäßige Abfolge von Kühlkörpern und Speicherzellen handelt. In anderen Worten ist es beispielsweise alternativ denkbar, dass nur in jedem zweiten, dritten, oder vierten, etc. Zwischenraum zwischen benachbarten Speicherzellen jeweils ein Kühlkörper vorgesehen ist.
Ferner kann jeweils ein Kühlkörper mit einer elastischen Hülle an den äußeren Speicherzellen außenseitig zur Seitenflächenkühlung angeordnet sein. D.h. optional kann auch an den Abschluss-Seiten des Batterie-Zellenmoduls ein derartiger Kühlkörper angeordnet sein, und so das erste und das letzte Element der alternierenden Abfolge aus Kühlkörpern und Speicherzellen in der Energiespeichervorrichtung bilden. Dies verringert die Wärmeabstrahlung der Energiespeichervorrichtung gegenüber benachbarten Komponenten in vorteilhafter Weise.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Kühlkörper mindestens einen Falz oder Prägung aufweisen, die ausgebildet ist, einen Innenraum des Kühlkörpers in fluidisch miteinander verbundene Teilräume zu unterteilen. Im ersten Teilraum befindet sich eine Kühlmitteleingang für Kühlmittel von der Kühlplatte und im letzten Teilraum der Kühlmittelausgang des Kühlkörpers, aus dem Kühlmittel zurück zur Kühlplatte geleitet wird.
Es ist denkbar, dass der Kühlkörper einen Falz oder Prägung oder mehrere Falzen oder Prägungen aufweist. Der Falz oder die Prägung kann beispielsweise durch Umformung, Knickung, Faltung und/oder Erhitzung aufgebracht werden. Die Prägung weist vorzugsweise eine Dicke von ca. 0,1 bis 0,2 mm auf. Der mindestens eine Falz oder die Prägung kann ausgebildet sein, um Kühlmittel bogenförmig, U-förmig oder mäanderförmig von einem Kühlmitteleingang des Kühlkörpers zu einem Kühlmittellausgang des Kühlkörpers zu leiten. Vorteilhaft ergibt sich eine gerichtete Strömung im Kühlkörper, was die Kühlwirkung insgesamt weiter erhöht.
Gemäß einer weiteren Variante dieser Ausführungsform kann der Kühlkörper genau eine, beispielsweise in einem mittleren Bereich angeordnete, Falz oder Prägung aufweisen, die ausgebildet ist, einen Innenraum des Kühlkörpers in zwei fluidisch miteinander verbundene Teilräume zu unterteilen, um Kühlmittel bogenförmig und/oder U-förmig von dem Kühlmitteleingang des Kühlkörpers zu dem Kühlmittellausgang des Kühlkörpers zu leiten.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Kühlpatte eine den Speicherzellen zugewandte erste Wandung aufweisen, die eine Schlitzstruktur zur Halterung des mindestens einen Kühlkörpers aufweist. Diese erste Wandung kann als separates Bauteil in Form einer Platte mit Schlitzstruktur ausgeführt sein. Die Schlitze der Schlitzstruktur können jeweils eine zur Kühlkörperbreite korrespondierende Breite aufweisen. Ein einen Kühlmitteleingang und Kühlmittelausgang aufweisender Endbereich des Kühlkörpers kann ferner in einem der Schlitze gehaltert sein. In anderen Worten können die Kühlkörper senkrecht auf der Kühlplatte z. B. segelartig hintereinander auf die Schlitze der Kühlplatte aufgesetzt sein. Die Schlitze können so in vorteilhafter Weise einerseits der Halterung der Kühlkörper und andererseits der fluidischen Verbindung zwischen Kühlkörper und Kühlplatte dienen.
Gemäß einer Weiterbildung des letztgenannten Aspekts kann der Endbereich des Kühlkörpers eine Dichtlippe zur fluidischen Abdichtung des Schlitzes und damit der fluidischen Verbindungsstelle zwischen Kühlplatte und Kühlkörper(n) aufweisen. Vorzugsweise kann die Dichtlippe als Elastomer-Dichtlippe, z. B. als Elastomer-Anspritzung ausgeführt sein. Es ist denkbar, dass die Dichtlippe bereits im Anlieferungszustand des Kühlkörpers auf den Kühlkörper aufgebracht ist. Alternativ ist denkbar, dass die Dichtlippe erst durch Umspritzung der Kühlkörper bei der Montage aufgebracht wird. Die Dichtlippe kann zur fluidischen Abdichtung des Schlitzes beispielsweise einen in etwa Doppel-T-förmigen Querschnitt aufweisen, der in den Schlitz gepresst wird und den Schlitz in allen Raumrichtungen überlappt. Vorteilhaft ergibt sich eine einfache und effektive fluidische Abdichtung der Schlitze bzw. der fluidischen Verbindung zwischen Kühlkörper und Kühlplatte.
Gemäß einer Weiterbildung des Aspekts der Dichtlippe kann diese Dichtlippe eine Nase aufweisen, die in eine formkorrespondierende Kerbung oder Hinterschneidung der ersten Wandung zur Herstellung eines Formschlusses zwischen Dichtlippe und Kühlplatte eingreift. Dies erhöht vorteilhaft die Stabilität der Anbindung zwischen Kühlkörper und Kühlplatte, was die Gefahr verringert, dass eine Halterung des Kühlkörpers unter einem in der Kühlplatte anstehenden Fluiddruck des Kühlmittels aus dem jeweiligen Schlitz gedrückt wird und undicht wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Kühlpatte eine den Speicherzellen abgewandte zweite, z. B. halbschalenförmige, Wandung umfassen. Diese zweite Wandung kann Prägungen aufweisen, die ausgebildet sind, Kühlmittel innerhalb der Kühlplatte in einen Kühlmittelvorlauf und einen Kühlmittelrücklauf zu leiten. In anderen Worten können durch die Prägungen z. B. Kanäle oder Bahnen für das Kühlmittel zur Leitung des Kühlmittels abgegrenzt werden. Vorzugsweise können die Prägungen ferner Mulden zur Halterung des mindestens einen Kühlkörpers aufweisen. Die Mulden können beispielsweise korrespondierend zur Position und Abmessungen der Falz der Kühlkörper ausgebildet sein. Die Prägungen können somit eine Doppelfunktion ausbilden: Fluidführung und Halterung der Kühlkörper. Vorteilhaft ergibt sich eine besonders einfache und kostensparende Möglichkeit der Fluidführung innerhalb der Kühlplatte und der Halterung der Kühlkörper auf der Kühlplatte. Die Kühlplatte kann somit aus einer ersten Platte mit Schlitzstruktur (erste Wandung) und einer zweiten Platte mit Prägestruktur (zweite Wandung) zusammengesetzt sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Kühlplatte so ausgeführt sein, dass der Kühlmittelvorlauf innerhalb der Kühlplatte einen an einem Randbereich der Kühlpatte angeordneten Kühlmittelkanal mit einer Mehrzahl dazu orthogonal angeordneter Seitenäste aufweist und der Kühlmittelrücklauf einen an einem zum Kühlmittelvorlauf gegenüberliegenden Randbereich angeordneten Kühlmittelkanal mit einer Mehrzahl dazu orthogonal angeordneter Seitenäste aufweist. Zudem können die Seitenäste des Kühlmittelvorlaufs und die Seitenäste des Kühlmittelrücklaufs derart ineinander verschränkt sein, dass ein Seitenast des Kühlmittelvorlaufs immer unmittelbar benachbart zu einem Seitenast des Kühlmittelrücklaufs angeordnet ist. In anderen Worten kann sich innerhalb der Kühlplatte eine alternierende Abfolge aus Seitenästen des Kühlmittelvorlaufs und Kühlmittelrücklaufs ergeben. Z. B. können Kühlmittelvorlauf und Kühlmittelrücklauf in Form zweier ineinander geschobener Buchstaben „n“, weiter vorzugsweise zweier ineinander geschobener Buchstaben „E“ ausgebildet sein. Dies erhöht die Leistungsfähigkeit der Kühlvorrichtung über eine verbesserte Wärmeübertragung weiter.
Gemäß einer Weiterbildung des letztgenannten Aspekts können die Seitenäste des Kühlmittelvorlaufs und die Seitenäste des Kühlmittelrücklaufs der Kühlplatte über die Kühlkörper fluidisch miteinander in Verbindung stehen. Auf diese Weise wird eine besonders lange Kühlstrecke innerhalb des Batterie-Zellenmoduls realisiert.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Kühlkörper zumindest teilweise von einem zwischen benachbarten Speicherzellen angeordneten Rahmen umgeben sein, der zur Aufnahme von Kräften zwischen benachbarten Speicherzellen ausgebildet ist, vorzugsweise zur Aufnahme von Verpresskräften zwischen benachbarten Speicherzellen. Ein derartiger Druckrahmen wird daher nachfolgend als Druckrahmen bezeichnet. Vorzugsweise ist der Druckrahmen ein Kunststoff-Druckrahmen. Es ist möglich, dass der Druckrahmen z. B. in seiner Struktur und Form an die Ausführung des Speicherzellen-Moduls und dessen Anbindung im Batteriepack angepasst ist. Es ergibt sich vorteilhaft, dass die Kräfte einer Verpressung der Batterie-Zellenmodule über die Druckrahmen und nicht die Kühlkörper abgeleitet werden, was die Lebensdauer der Energiespeichereinrichtung erhöht. Durch die Druckfestigkeit des Druckrahmens ist ferner, insbesondere im Falle prismatischer Speicherzellen, eine Verspannung der Speicherzellen möglich.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann der Druckrahmen an einem Rand des Kühlkörpers befestigt sein. Vorzugsweise kann der Druckrahmen an einer äußeren Randprägung oder Randfalz des Kühlkörpers durch eine Umspritzung befestigt sein. Dieser Fall der Anspritzung von Kühlkörper zu Druckrahmen findet vorzugsweise nur dann Anwendung, wenn der Druckrahmen zusammen mit den Kühlkörpern montiert wird, und nicht bei der Verpressung des Batteriezellen in der Modulherstellung. Hierbei kann ein separates Bauteil als Druckrahmen durch die Umspritzung am Kühlkörper befestigt werden oder die Umspritzung selbst kann den Druckrahmen ausbilden.
Alternativ zur Befestigung des Druckrahmens am Rand des Kühlkörpers kann der Druckrahmen lose an dem Kühlkörper anliegen und durch Verpressung der benachbarten Speicherzellen in Position gehalten sein. In anderen Worten kann der Druckrahmen bspw. keine mechanische Verbindung zum Kühlkörper aufweisen und nach unten, d.h. in Richtung zur Kühlplatte, frei stehen. Es ist denkbar, dass der Druckrahmen während der Montage der Batterie-Zellen eingelegt wird oder bereits im Anlieferungszustand Teil des Gruppierung der Speicherzellen, z. B. Teil des Batterie-Zellenmoduls, ist. Dies stellt eine besonders einfache und kostengünstige Anordnung des Druckrahmens dar. Ferner kann der bisher geläufige Montageprozess bekannter Batterie-Zellenmodule oder bekannter Cell-to-Pack-Batteriepacks aufgrund des Druckrahmens auch für das hier vorgeschlagene Batterie-Zellenmodul oder Cell-to-Pack-Batteriepacks übernommen werden.
Der Druckrahmen ist bevorzugt an die Außenkontur des Kühlkörpers angepasst. Gemäß einem weiteren Aspekt kann der Druckrahmen in Form der Buchstaben „M“, also M-förmig, oder „n“ ausgebildet sein. Diese Formgebungen sind lediglich beispielhaft zu verstehen. Der Druckrahmen kann auch andere Formen aufweisen und in seiner Formgebung von der Form der Batterie abhängig sein oder an diese angepasst sein.
Bei den Speicherzellen kann es sich um sog. Pouch-Speicherzellen oder prismatische Speicherzellen handeln. Sind die Speicherzellen beispielsweise zu einem Batterie-Zellenmodul zusammengefasst, kann das Batterie-Zellenmodul prismatische Speicherzellen oder Pouch-Speicherzellen aufweisen. Sind die Speicherzellen alternativ im Rahmen einer sog. cell-to-pack, Technologie direkt in ein Batteriepack verbaut, können die Speicherzellen auch hier als prismatische Speicherzellen oder als Pouch-Speicherzellen ausgeführt sein.
Unter den Begriff der prismatischen Speicherzellen, wie er im Sinne dieses Dokuments verwendet wird, sollen insbesondere solche Speicherzellen fallen, die ein festes prismenförmiges oder quaderförmiges Gehäuse, z. B. aus einem formstabilen Kunststoff, aufweisen. Demgegenüber sollen unter den Begriff der Pouch-Speicherzellen, wie er im Sinne dieses Dokuments verwendet wird, insbesondere solche Speicherzellen fallen, die von einer flexiblen Außenfolie umschlossen sind. Daneben wird auf die - in der Batterietechnik hinlänglich bekannten - Unterschiede im inneren Aufbau der prismatischen und Pouch-Speicherzellen verwiesen. In Bezug auf prismatische Speicherzellen und Pouch-Speicherzellen ergeben sich durch die zusätzliche erfindungsgemäße aktive Seitenkühlung eine verbesserte Wärmeabfuhr und insbesondere die Vorteile einer homogeneren Speicherzellen-Temperaturverteilung, einem konstanteren Speicherzellen-Temperaturniveau, einer längeren Speicherzellen-Lebensdauer und einer gezielteren Temperatur-Konditionierung der Speicherzelle (u. a. auch beim Ladevorgang).
Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, aufweisend eine Energiespeichervorrichtung wie in diesem Dokument beschrieben. Das Fahrzeug ist vorzugsweise zumindest teilweise elektrisch angetrieben. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Kraftfahrzeug, beispielsweise um einen Personenkraftwagen (PKW) oder um ein Nutzfahrzeug. In letztgenanntem Fall kann es sich bei dem Fahrzeug mit anderen Worten um ein Kraftfahrzeug handeln, das durch seine Bauart und Einrichtung zur Beförderung von Personen, zum Transport von Gütern oder zum Ziehen von Anhängerfahrzeugen ausgelegt ist. Beispielsweise kann es sich bei dem Fahrzeug um einen Lastkraftwagen, einen Omnibus und oder einen Sattelzug handeln, der zumindest teilweise elektrisch angetrieben ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Fahrzeug ein Schienenfahrzeug oder Flugzeug ist.
Ferner ist es ebenso denkbar, dass die Erfindung als stationäre Energiespeichervorrichtung oder Batteriespeicher ausgebildet ist oder dass die Energiespeichervorrichtung Teil einer stationären, also nicht-mobilen, Vorrichtung ist. Ein Beispiel hierfür wäre eine fest installierte Energiespeichervorrichtung, beispielsweise im Kombination mit einer Solar- oder Windraftanlage.
Gemäß einem zweiten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung wird ferner ein Verfahren zur Herstellung der Energiespeichervorrichtung bereitgestellt. Zur Herstellung einer Energiespeichervorrichtung gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, bei der die Kühlplatte eine dem Batterie-Zellenmodul zugewandte erste Wandung mit Schlitzstruktur zur Halterung der Kühlkörper aufweist, zeichnet sich das Verfahren durch folgenden Schritt zur Anordnung der Kühlkörper auf der Kühlplatte aus:

Der mindestens eine Kühlkörper wird an der Kühlplatte befestigt durch Hindurchstecken des Kühlkörpers durch einen Schlitz der Schlitzstruktur bis der den Kühlmitteleingang und Kühlmittelausgang aufweisende Endbereich des Kühlkörpers am Schlitz positioniert ist und/oder anliegt.

Hierbei kann das Hindurchstecken jeweils eines Kühlkörpers durch einen Schlitz mittels eines Montageschwertes erfolgen, auf welches der Kühlkörper vor dem Hindurchstecken aufgestülpt wird und welches nach dem Hindurchstecken und Befestigung des Kühlkörpers an der Kühlplatte wieder herausgezogen wird. Dies birgt den Vorteil, dass ein zusammenfallen des Kühlkörpers mit elastischer Hülle bei der Herstellung der Energiespeichervorrichtung verhindert wird und eine einfache Montage ermöglicht wird.
Bei einer Gruppierung der Speicherzellen als Batterie-Zellenmodul mit prismatischen Speicherzellen erfolgt anschließend das Aufsetzen des Batterie-Zellenmoduls auf den mindestens einen hindurchgesteckten Kühlkörper . Es ist auch denkbar, zuerst das Batterie-Zellenmodul aufzusetzen und anschließend von unten die Kühlkörper durch Hindurchstecken durch die Schlitzstruktur in den Zwischenräumen zwischen den Speicherzellen zu positionieren.
Kommen Pouch-Zellen zum Einsatz, werden diese separat auf die Kühlplatte aufgesetzt und anschließend zu einem Zellenmodul zusammengefasst.
Bei der Ausführungsvariante als Cell-to-Pack-Batteriemodul werden die Speicherzellen separate im Rahmen des cell-to-pack, CTP,-Verfahrens auf die Kühlplatte aufgesetzt, beispielsweise einzeln aufgesetzt.
Das vorgeschlagene Verfahren kann ferner optional das Auftragen einer Wärmeleitpaste (sog. „Gapfilier“) auf die Kühlplatte umfassen.
Das vorgeschlagene Verfahren und seine Weiterbildungen sind sowohl auf prismatische Speicherzellen als auch auf Pouch-Speicherzellen anwendbar.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen rein vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale auch als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Die vorgenannten Aspekte und erfindungsgemäßen Merkmale, insbesondere im Hinblick auf die Ausbildung der Kühlkörper und Kühlplatte und deren Anordnung zueinander gelten somit auch für das Verfahren.
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

1 eine Kühlvorrichtung der Energiespeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Energiespeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform in der Explosionsdarstellung;
3 eine untere Wandung der Kühlplatte der Kühlvorrichtung zur Illustration der Kühlmittelführung innerhalb der Kühlvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4 einen Kühlkörper der Kühlvorrichtung in einer Seitenansicht gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
5 den Kühlkörper aus 4 in einer perspektivischen Ansicht;
6 einen Kühlkörper der Kühlvorrichtung mit Druckrahmen gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
7 eine Detailansicht der 6 zur Illustration der Halterung bzw. fluidischen Verbindung eines Kühlkörpers an bzw. mit der Kühlplatte;
8 einen Kühlkörper der Kühlvorrichtung mit Druckrahmen gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
9 eine Detailansicht der 8 zur Illustration der Halterung bzw. fluidischen Verbindung eines Kühlkörpers an bzw. mit der Kühlplatte;
10 eine Energiespeichervorrichtung mit einer Detailvergrößerung zur Illustration der Halterung und fluidischen Verbindung eines Kühlkörpers zur Kühlplatte gemäß einer weiteren Ausführungsform;
11 ergänzende Ansicht der Positionierung einer Pouch-Speicherzelle zwischen zwei auf einer Kühlplatte angeordneten Kühlkörpern gemäß einer weiteren Ausführungsform;
12 ein schematisches Ablaufdiagramm des Verfahrens zur Herstellung der Energiespeichervorrichtung; und
13 ergänzende schematische Darstellungen der Verfahrensschritte aus 12.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und sind zum Teil nicht gesondert beschrieben.
Die 1, 2, 3, 4 und 5 zeigen eine erste, die 6 und 7 eine zweite, die 8 und 9 eine dritte, die 10 eine vierte und die 11 eine fünfte Ausführungsform der vorgeschlagenen Energiespeichervorrichtung 1, wobei die Figuren zum Teil lediglich der besseren Veranschaulichung des jeweils charakteristischen Teilaspekts der jeweiligen Ausführungsform dienen. Auf die Darstellung von für diese charakteristischen Teilaspekte nicht wesentlicher Komponenten wurde insofern zur besseren Sichtbarkeit dieses charakteristischen Aspekts verzichtet.
Nachfolgend wird zunächst auf die 1, 2, 3, 4 und 5 Bezug genommen. 2 zeigt eine Energiespeichervorrichtung 1 zur Speicherung elektrischer Energie für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug (nicht dargestellt). Die Energiespeicherung 1 kann insofern ausgebildet sein, elektrische Energie, vorzugsweise Traktionsenergie, temporär aufzunehmen. Die Energiespeichervorrichtung 1 verfügt in an sich bekannter Weise über eine Mehrzahl von stapelartig nebeneinander angeordnete Speicherzellen 3. Die Speicherzellen können z. B. als Lithium-Ionen-Akkumulator ausgebildet sein. Die Speicherzellen 3 sind zu einem Batterie-Zellenmodul 2 zusammengefasst und parallel und/oder seriell miteinander verschaltetet. In 1 sind die Speicherzellen 3 als prismatische Zellen 5 dargestellt. Alternativ können die Speicherzellen 3 auch als Pouch-Speicherzellen 4 (vgl. 11) ausgeführt sein. Vorstehend wurde bereits festgestellt, dass alternativ zur Verwendung von Batterie-Zellenmodule auch sog. cell-to-pack-Verfahren zu Anwendung kommen können, bei der die Speicherzellen direkt in ein Batteriepack eingebaut und somit die Kosten für die Modul-Komponenten als Zwischenschritt übersprungen werden können.
Das Batterie-Zellenmodul 2 umfasst neben dem Speicherzellen-Verbund an sich auch zusätzlich weitere an sich bekannte und zur Speicherung elektrischer Energie notwendige Komponenten, wie beispielsweise Grund- oder Endplattenplatten 33, Platinen bzw. Busbars 35 und Leiterplatten 36, Deck- oder Seitenabdeckungen 31, 32, Schutzplatten 34 etc. fallen, die teilweise exemplarisch in 2 dargestellt sind.
In den Speicherzellen 3 entsteht im Betrieb Verlustwärme. Bei niedriger Umgebungstemperatur kann auch eine Wärmeaufnahme erfolgen, die Energiespeichervorrichtung also geheizt werden. Um einen ordnungsgemäßen Betrieb sicherzustellen und eine Beschädigung der Speicherzellen 3 zu vermeiden sowie um eine möglichst lange Lebensdauer zu erreichen, müssen dieselben in einem definierten Temperaturbereich betrieben werden.
Die Energiespeichervorrichtung 1 weist hierzu eine Kühlvorrichtung 6 zur Temperierung, insbesondere zur Kühlung, der Speicherzellen 3 auf, die in 1 dargestellt ist. Die Kühlvorrichtung 6 weist eine mit einem Kühlmittel durchströmbare, an einer Seitenfläche, hier an einer Bodenfläche, des Batterie-Zellenmoduls 2 angeordnete, zur Bodenkühlung des Batterie-Zellenmoduls 2 ausgebildete Kühlplatte 7 auf. Dazu kann die Kühlplatte 7 z. B. einen Kühlmittelanschluss 37 aufweisen, über den Kühlmittel in die Kühlplatte 7 fließen kann und einen Kühlmittelabfluss 38 aufweisen über den Kühlmittel aus der Kühlplatte 7 herausfließen kann. Die Kühlplatte 7 kann fluidisch an einen Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs angeschlossen sein, dessen weitere Komponenten hier nicht dargestellt sind.
Ferner weist die Kühlvorrichtung im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Kühlkörper 8 auf (hier lediglich beispielhaft 42 Stück). Die Kühlkörper 8 haben eine elastische äußere Hülle. Derartige Kühlkörper 8 können daher auch als Folien-Kühlkörper oder Pouch-Kühlkörper bezeichnet werden. Nachfolgend wird daher auch der Begriff Pouch-Kühlkörper verwendet. Die elastische Hülle kann z. B. eine Aluminium-Folie und eine Kunststoffbeschichtung aufweisen.
Die Pouch-Kühlkörper 8 sind korrespondierend zur der Anordnung der Speicherzellen in Reihen neben- und hintereinander auf der Kühlplatte angeordnet, so dass im Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Speicherzellen jeweils ein Pouch-Kühlkörper 8 angeordnet ist. Zur besseren Übersichtlichkeit sind in den 1, 2, 10 und 11 nicht ausnahmslos alle Kühlkörper 8 mit Bezugszeichen versehen.
In 2 wird die Positionierung der Kühlkörper 8 zwischen den Speicherzellen 3, 5 der Energiespeichervorrichtung 1 dieser ersten Ausführungsform deutlich. Gezeigt ist ein Teil der Energiespeichervorrichtung 1 in der (teilweisen) Explosionsdarstellung.
In dieser Ausführungsform ist jeweils ein Kühlkörper 8 zwischen allen benachbarten Speicherzellen 3 zur Seitenflächenkühlung der Speicherzellen 3 angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel folgen in der Energiespeichervorrichtung 1 also Speicherzellen 3 und Kühlkörper 8 in alternierender Abfolge hintereinander. Alternativ oder ergänzend ist denkbar, dass jeweils ein Pouch-Kühlkörper 8 an den Außenflächen der äußeren Speicherzellen 10 zur Seitenflächenkühlung angeordnet ist (hier nicht dargestellt).
Die Kühlkörper 8 liegen an den Seitenflächen der Speicherzellen 3, 5 an. Durch die, insbesondere im Vergleich zur ausschließlichen Bodenkühlung, relativ große Anlagefläche geht eine vergleichsweise große Wärmemenge der Speicherzellen 3, 5 an die Kühlkörper 8 über. Den Speicherzellen 3, 5 wird insofern eine relativ große Wärmemenge entzogen.
Die Kühlkörper 8 stehen mit der Kühlplatte 7 fluidisch in Verbindung und sind mit dem Kühlmittel durchströmbar. Die durch die Kühlkörper 8 aufgenommene Wärme geht auf das Kühlmittel über und wird abtransportiert.
Dazu umfasst die Kühlplatte 7 eine dem Batterie-Zellenmodul 2 zugewandte erste Wandung 17 (siehe z. B. 7) und eine dem Batterie-Zellenmodul 2 abgewandte halbschalenförmige zweite Wandung 18 (siehe z. B. 3).
In 3 ist ersichtlich, dass die zweite Wandung 18 Prägungen 23 aufweist, die ausgebildet sind, Kühlmittel innerhalb der Kühlplatte 7 in einen Kühlmittelvorlauf und einen Kühlmittelrücklauf zu leiten. Die Prägungen 23 der zweiten Wandung 18 weisen ihrerseits vorzugsweise Mulden 24 zur Halterung der Kühlkörper 8 auf.
3 illustriert die Kühlmittelführung innerhalb der Kühlvorrichtung 6. Der Kühlmittelvorlauf weist einen an einem Randbereich der Kühlplatte 7 angeordneten Kühlmittelkanal 25 mit einer Mehrzahl dazu orthogonal angeordneter Seitenäste 26 auf. Der Kühlmittelrücklauf weist einen an einem zum Kühlmittelvorlauf gegenüberliegenden Randbereich angeordneten Kühlmittelkanal 27 mit einer Mehrzahl dazu orthogonal angeordneter Seitenäste 28 auf. Die Seitenäste 26 des Kühlmittelvorlaufs und die Seitenäste 28 des Kühlmittelrücklaufs sind derart ineinander verschränkt, dass ein Seitenast 26 des Kühlmittelvorlaufs immer unmittelbar benachbart zu einem Seitenast 28 des Kühlmittelrücklaufs angeordnet ist. In anderen Worten ergibt sich in dieser Ausführungsform eine alternierende Abfolge aus Seitenästen 26 des Kühlmittelvorlaufs und Seitenästen 28 des Kühlmittelrücklaufs. In anderen Worten weist der Kühlmittelvorlauf und der Kühlmittelrücklauf in der Draufsicht die Form zweier ineinander geschobener Buchstaben „E“ auf, wobei diese Kühlmittelführung lediglich beispielhaft ist.
Die Seitenäste 26 des Kühlmittelvorlaufs und die Seitenäste 28 des Kühlmittelrücklaufs der Kühlplatte 7 stehen über die Kühlkörper 8 fluidisch miteinander in Verbindung. Dazu ist ein Kühlmitteleingang 15 des Kühlkörpers 8 fluidisch mit einem Seitenast 26 des Kühlmittelvorlaufs verbunden, während ein Kühlmittellausgang 16 des Kühlkörpers 8 fluidisch mit einem Seitenast 28 des Kühlmittelrücklaufs der Kühlplatte 7 in Verbindung steht.
In anderen Worten tritt Kühlmittel über den Kühlmittelanschluss 37 in die Kühlplatte 7 ein und fließt in den Kühlmittelvorlauf und die orthogonal angeordneten Seitenäste 26. Das Kühlmittel tritt anschließend über den Kühlmitteleingang des Kühlkörpers 15 in den Kühlkörper 8 ein, nimmt die Wärme der Speicherzellen 8 auf und fließt erwärmt über den Kühlmittelausgang 16 des Kühlkörpers 8 in den Kühlmittelrücklauf der Kühlplatte 7. Der Kühlmittelrücklauf führt das erwärmte Kühlmittel über den Kühlmittelabfluss 38 einem Kühlkreislauf (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugs zu. Die Speicherzellen 3 werden insofern aktiv temperiert, bzw. im Kühlmodus gekühlt.
4 zeigt einen einzelnen Kühlkörper 8 der Energiespeichervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform aus 1 in einer Seitenansicht. 5 dient der ergänzenden Ansicht in perspektivischer Darstellung des Kühlkörpers 8.
Der Pouch-Kühlkörper 8 ist, wie vorstehend erwähnt, mit einer elastischen Hülle 9 ausgebildet. Die Wandstärke der elastischen Hülle liegt im gezeigten Ausführungsbeispiel bei ca. 0,1 mm. Der Pouch-Kühlkörper kann sich aus diesem Grund der Seitenwand einer (in 4 nicht dargestellten) Speicherzelle 3, 4 ,5 besonders gut anlegen - auch für den Fall, dass die Speicherzelle 3, 4 5 sich thermisch bedingt ausdehnt oder zusammenzieht.
Der Kühlkörper 8 weist in der gezeigten Ausführungsform in dem mittleren Bereich seiner Seitenfläche eine Falz 11 auf. In weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsformen kann der Kühlkörper 8 auch mehrere Falzen 11 aufweisen.
Die Falz 11 unterteilt den Innenraum des Kühlkörpers 8 in fluidisch miteinander verbundene Teilräume 13, 14. In anderen Worten erstreckt sich die Falz 11 nicht über die gesamte Höhe des Kühlkörpers 8, sodass Kühlmittel oberhalb der Falz 11 vom ersten Teilraum 13 in den zweiten Teilraum 14 treten kann.
Die Falz 11 ist ausgebildet, Kühlmittel U-förmig vom Kühlmitteleingang 15 des Kühlkörpers 8 zum Kühlmittellausgang 16 des Kühlkörpers 8 zu leiten (siehe auch 3). In anderen, hier nicht dargestellten Ausführungsformen können mehrere Falze vorgesehen sein, um Kühlmittel mäanderförmig vom Kühlmitteleingang 15 des Kühlkörpers 8 zum Kühlmittellausgang 16 des Kühlkörpers 8 zu leiten.
Der Pouch-Kühlkörper 8 weist ferner einen Randfalz 12 auf, der das Innenvolumen des Kühlkörpers 8 abdichtet. Falz 11 und Randfalz 12 sind vorliegend durch Faltung unter Erhitzung aufgebracht worden. In weiteren Ausführungsformen können der Falz 11 und der Randfalz 12 aber auch bspw. durch Umformung, Knickung, Faltung und/oder Erhitzung aufgebracht werden.
6 zeigt einen Kühlkörper 8 der Energiespeichervorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
In dieser Ausführungsform ist der Kühlkörper 8 teilweise von einem zwischen benachbarten Speicherzellen 3, 4, 5 angeordneten Druckrahmen 29 umgeben. Der Druckrahmen 29 ist vorliegend als Kunststoff-Druckrahmen 29 ausgeführt.
Wird das Batterie-Zellenmodul 2 in dieser Ausführungsform zur Erhöhung der Steifigkeit in der Herstellung verpresst, werden die Verpresskräfte nicht durch die zwischen den Speicherzellen 3, 4, 5 angeordneten Kühlkörper 8, sondern durch den Kunststoff-Druckrahmen 29 aufgenommen. Die Kühlkörper 8 werden insofern vor Beschädigung geschützt und deren Durchflussquerschnitt offen gehalten.
7 zeigt eine Detailansicht der 6, insbesondere des linken unteren mit einem gestrichelten Kreis gekennzeichneten Bereichs der 6, zur Illustration der Halterung des Pouch-Kühlkörpers 8 an der Kühlplatte und der fluidischen Verbindung.
Der Kunststoff-Druckrahmen 29 ist vorliegend an der Randfalz 12 des Kühlkörpers 8 durch eine Umspritzung befestigt. Der Druckrahmen 29 sitzt dazu in der gezeigten Ausführungsform auf einer, später noch detailliert beschriebenen Dichtlippe 20 auf, die ihrerseits formschlüssig mit der ersten Wandung 17 der Kühlplatte 7 verbunden ist.
8 zeigt einen Kühlkörper 8 der Energiespeichervorrichtung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform.
Der Unterschied zur zweiten Ausführungsform ist im Wesentlichen darin zu sehen, dass der Druckrahmen 29 lose an bzw. auf dem Kühlkörper 8 anliegt und durch Verpressung der benachbarten Speicherzellen 3 in Position gehalten ist.
Ferner weist der Druckrahmen 29 vorliegend die Form des Buchstabens „M“ auf. Diese Form ist lediglich beispielhaft. Die Aufnahme des Druckes durch Druckrahmen kann u.a. abhängig vom internen Aufbau der Speicherzellen sein. Lediglich beispielhaft kann die Ausgestaltung des Druckrahmens, insbesondere dessen Formgebung, davon abhängen, wo die Stellen der Druckübergabe nach außen angeordnet sind. Ferner kann die Ausgestaltung des Druckrahmen von der Steifigkeit des Kunststoffgehäuses der prismatischen Batteriezelle abhängen.
9 dient der ergänzenden Verdeutlich der Ausführungsform. Der Druckrahmen 29 weist keine mechanische Verbindung zum Randfalz 12 des Kühlkörpers 8 auf und wird lediglich durch die Verpressung der Speicherzellen (nicht dargestellt) in Position gehalten.
10 zeigt eine Kühlvorrichtung und Speicherzellen 3 der Energiespeichervorrichtung 1 gemäß einer vierten Ausführungsform mit einer in der unteren Darstellung der 10 gezeigten Detailvergrößerung der Kühlplatte 7, der Dichtlippe 20 und eines Kühlkörpers 8.
Die Kühlplatte 7 umfasst in Übereinstimmung mit einer bereits beschriebenen Ausführungsform eine erste Wandung 17 und eine zweite Wandung 18. Die erste Wandung 17 ist dem Batterie-Zellenmodul 2 zugewandt, während die zweite Wandung 18 dem Batterie-Zellenmodul 2 abgewandt ist. Die erste Wandung 17 weist die in 13 oben dargestellte Schlitzstruktur 19 auf.
Die Schlitze der Schlitzstruktur 19 weisen jeweils eine zur Kühlkörperbreite korrespondierende Breite auf (in Tiefenrichtung der Zeichenebene). Der den Kühlmitteleingang 15 und Kühlmittelausgang 16 aufweisende Endbereich des Kühlkörpers 8 wird in den Schlitzen der Schlitzstruktur 19 gehaltert. Zur fluidischen Abdichtung des Schlitzes weist der Endbereich des Kühlkörpers die in 10 dargestellte Dichtlippe 20 auf. Die Dichtlippe 20 ist vorliegend eine Elastomer-Dichtlippe 20. Die Dichtlippe 20 überlappt die Schlitze der ersten Wandung 17 sowohl zur dem Batterie-Zellenmodul zugewandten als auch abgewandten Seite, sodass die Dichtlippe und damit der Kühlkörper auf der ersten Wandung 17 der Kühlplatte gehalten wird.
Zwischen ersten Wandung 17 und zweiten Wandung 18 strömt Kühlmittel über die Kühlmittelebene 7a und tritt über den Kühlmitteleingang 15 (vgl. 3) am Endbereichs des Pouch-Kühlkörpers 8 in den nach unten offene Kühlmittelkanal 8a des Pouch-Kühlkörpers 8 ein.
Durch anstehenden Fluiddruck ist der mit der elastischer Hülle 9 ausgeführte Kühlkörper 8 Belastungen ausgesetzt. Um ein Einfallen des Kühlkörpers 8 im unteren Bereich unter dem Fluiddruck zu verhindern, weist die Dichtlippe 20 optional eine Nase 21 auf. Die Nase 21 greift in eine formkorrespondierende Hinterschneidung 22 (durch gestrichelte Linien gekennzeichnet) der ersten Wandung 17 ein. Dieser Formschluss zwischen Dichtlippe 20 und Kühlplatte 7 wirkt dem horizontal anstehenden Fluiddruck entgegen. Ein Einfallen der Kühlkörper 8 wird verhindert.
Die beschriebenen Ausführungsformen sind sowohl für Pouch-Speicherzellen 4 oder als prismatische Speicherzellen 5 anwendbar.
11 zeigt eine ergänzende Ansicht der Positionierung einer Pouch-Speicherzelle zwischen zwei auf einer Kühlplatte angeordneten Kühlkörpern gemäß einer fünften Ausführungsform. Anstatt einer Pouch-Speicherzelle kann diese Positionierung auch analog mit einer anderen Speicherzelle, insbesondere einer prismatischen Speicherzelle erfolgen, die im Rahmen eines Cell-to-Pack, CTP, - Batteriedesigns verbaut wird.
In dieser Ausführungsform übernehmen die Kühlkörper 8 eine Doppelfunktion.
Erstens stellen sie die bereits beschriebene besonders vorteilhafte Kühlung der Speicherzellen bereit. Zweitens übernehmen sie in dieser Ausführungsform die Funktion von Kompressionsschichten (sog. „compression/swelling-pads“). Die Kühlkörper 8 können aufgrund ihrer elastischen Hülle 9 thermisch bedingte Expansions- und Kompressionsbewegungen der Pouch-Speicherzelle 3,4 besonders effektiv ausgleichen und die Kompressionsschichten insofern ersetzen. Diese Ausführungsform ist ebenso auf Energiespeichervorrichtungen mit prismatischen Zellen anwendbar, die ebenfalls ein Schwell-Verhalten aufweisen, das im Zwischenraum kompensiert werden muss, auch wenn das Schwellverhalten Bedingt durch Steifigkeit des Gehäuses prismatischer Speicherzellen das Schwellverhalten typischerweise geringer ausfallen kann als bei Pouch-Speicherzellen.
12 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm des Verfahrens zur Herstellung einer Energiespeichervorrichtung 1 gemäß der vierten bereits beschriebenen Ausführungsform.
Zur ergänzenden Verdeutlichung sind die Schritte teilweise in 13 dargestellt.
Dem vorgeschlagenen Verfahren liegt u. a. der Gedanke zugrunde, ein Zusammenfallen der Kühlkörper 8 mit elastischer Hülle 9 bei der Herstellung der Energiespeichervorrichtung 1 durch den Einsatz eines Montageschwerts 30 zu verhindern.
Der erste Schritt S1 des Verfahrens umfasst zunächst das optionale Auftragen eine Wärmeleitpaste (sog. „Gapfilier“) auf die die erste Wandung 17 der Kühlplatte 7 (nicht dargestellt). Die Wärmeleitpaste kann z. B. dazu dienen, luftgefüllte Spalte, die typischerweise eine schlechte Wärmeleitfähigkeit bzw. eine isolatorische Wirkung aufweisen, zwischen Kühlplatte 7 und Speicherzellen 3, 4, 5 zu schließen. Die Wärmeleitpaste kann mit einer entsprechend hohen Wärmeleitfähigkeit aufweisen, sodass die Wärme der Speicherzellen 3, 4, 5 in die Kühlplatte 7 geleitet werden kann.
Bei Schritt S2 werden die Kühlkörper 8 auf ein Montageschwert 30 aufgestülpt. Das in 13 dargestellte Montageschwert 30 kann dazu z. B. zwei Finnen aufweisen, die von unten über den Kühlmitteingang 15 und den Kühlmitteausgang 16 in die Teilräume 13, 14 des Kühlkörpers 8 eingeschoben werden. Das Innenvolumen des Kühlkörpers 8 kann durch das Montageschwert 30 zumindest annähernd vollständig ausgefüllt bzw. aufgespannt werden. Ein Zusammenfallen der flexiblen Hülle 9 der Kühlkörper 8 wird insofern verhindert.
Der dritte Schritt S3 umfasst das Einführen des auf das Montageschwert 30 aufgestülpten Kühlkörpers 8 von unten in die Schlitze der Schlitzstruktur 19 der oberen Wandung 17 der Kühlplatte 7. In 13 ist zur besseren Sichtbarkeit ein Einführen von oben in die Schlitzstruktur dargestellt. Die Kühlkörper 8 können z. B. bereits im Anlieferungszustand eine an einem Endbereich der Kühlkörper 8 angeordnete Dichtlippe 20 aufweisen, die beim Einführen der Kühlkörper 8 mit der Schlitzstruktur formschlüssig verkeilt, sodass die Kühlkörper 8 auf der oberen Wandung 17 der Kühlplatte 7 gehalten werden.
Der zweite und dritte Schritt S3 können vorzugsweise so lange wiederholt werden, bis jeder Schlitz der Schlitzstruktur 19 mit einem auf ein Montageschwert 30 aufgestülpten Kühlkörper 8 besetzt ist. Die Wiederholung der Schritte S2 und S3 kann ersetzt werden durch die Verwendung eines Montagwerkzeugs, welches mehrere Montageschwerter besitzt, so dass anstatt von Wiederholungen der Schritte S2 und S3 alle Kühlkörper in nur einem Arbeitsschritt in die Schlitzstruktur eingebracht werden können.
Im vierten Schritt S4 werden entweder Speicherzellen 3, 4, 5 oder ein Batterie-Zellenmodul 2 von oben auf die obere Wandung 17 aufgesetzt.
Innerhalb dieses Schritts werden insofern die auf der oberen Wandung 17 sitzenden Kühlkörper 8 zwischen den, optional als Batterie-Zellenmodul 2 angeordneten, Speicherzellen 3, 4 ,5 positioniert.
Dieses Aufsetzen der Speicherzellen auf die Kühlplatte erfolgt bei einer Ausführungsvariante der Energiespeichervorrichtung, bei der die Speicherzellen in Form von vorgefertigte Batterie-Zellenmodulen 2 aus prismatischen Speicherzellen bereitgestellt werden, derart, dass das ganze Batterie-Zellenmodul 2 auf die Kühlplatte aufgesetzt wird. Dies in 13 durch die linke Variante des Schritts S4 illustriert.
Bei einem Batterie-Zellenmodul, das aus Pouch-Zellen gebildet ist, erfolgt dagegen vorzugsweise ein Aufsetzen von separate Pouch-Zellen auf die Kühlplatte, so dass die Pouch-Zellen erst anschließend zu einem Zellenmodul zusammengefasst werden. Dies in 13 durch die rechte Variante des Schritts S4 illustriert.
Wird die Energiespeichervorrichtung dagegen durch ein sog. cell-to-pack-Verfahren hergestellt, wobei die Speicherzellen direkt in ein Batteriepack eingebaut werden und somit die Kosten für die Modul-Komponenten als Zwischenschritt übersprungen werden, dann erfolgt das Aufsetzen der Speicherzellen auf die Kühlplatte auch durch Aufsetzen separater Speicherzellen, unabhängig davon, ob diese als prismatische Speicherzellen oder Pouch-Speicherzellen ausgebildet sind. Dies ist ebenfalls in 13 durch die rechte Variante des Schritts S4 illustriert.
In Schritt S5 wird das Montageschwert 30 nach unten herausgezogen.
Anschließend wird in Schritt S6 die zweite Wandung 18 der Kühlplatte 7 von unten auf die erste Wandung 17 aufgesetzt. In an sich bekannter Weise werden die erste und zweite Wandung 17, 18 anschließend zur Herstellung der Strömungsleitebene aneinander gefügt.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.
Bezugszeichenliste

1: Energiespeichervorrichtung
2: Batterie-Zellenmodul
3: Speicherzelle
4: Pouch-Speicherzelle
5: prismatische Speicherzelle
6: Kühlvorrichtung
7: Kühlplatte
7a: Kühlmittelebene
8: Kühlkörper
8a: Kühlmittelkanal
9: Elastische Hülle
10: Äußere Speicherzelle
11: Falz
12: Randfalz
13: Erster Teilraum
14: Zweiter Teilraum
15: Kühlmitteleingang
16: Kühlmittelausgang
17: Erste Wandung
18: Zweite Wandung
19: Schlitzstruktur
20: Dichtlippe
21: Nase
22: Hinterschneidung
23: Prägung
24: Mulde
25: Kühlmittelkanal des Kühlmittelvorlaufs
26: Seitenast des Kühlmittelvorlaufs
27: Kühlmittelkanal des Kühlmittelrücklaufs
28: Seitenast des Kühlmittelrücklaufs
29: Druckrahmen
30: Montageschwert
31: Deckabdeckung
32: Seitenabdeckung
33: Endplatte
34: Schutzplatte
35: Busbar
36: Leiterplatte
37: Kühlmittelanschluss
38: Kühlmittelabfluss

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102012218764 A1 [0003]

Claims

Energiespeichervorrichtung (1) zur Speicherung elektrischer Energie, vorzugsweise für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug, aufweisend eine Mehrzahl von stapelartig nebeneinander angeordnete Speicherzellen (3, 4, 5) und eine Kühlvorrichtung (6) zur Kühlung der Speicherzellen (3, 4, 5), wobei die Kühlvorrichtung (6) aufweist: - eine mit einem Kühlmittel durchströmbare Kühlplatte (7), die seitlich, vorzugsweise bodenseitig, in Bezug auf die Speicherzellen (3, 4, 5) angeordnet ist, und - zumindest einen mit dem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkörper (8), der zwischen zwei benachbarten Speicherzellen (3, 4, 5) zur Seitenflächenkühlung der Speicherzellen (3, 4, 5) angeordnet ist, mit der Kühlplatte (7) fluidisch in Verbindung steht und als Kühlkörper (8) mit einer elastischen Hülle (9) ausgebildet ist.
Energiespeichervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, a) dass die elastische Hülle (9) des Kühlkörpers (8) eine Aluminium-Folie und/oder eine Kunststoffbeschichtung umfasst; und/oder b) dass der Kühlkörper (8) ein Folien-Kühlkörper und/oder Pouch-Kühlkörper ist.
Energiespeichervorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass der zumindest eine Kühlkörper (8) mehrere Kühlkörper (8) umfasst, wobei zwischen allen Speicherzellen (3, 4, 5) jeweils ein Kühlkörper (8) zur Seitenflächenkühlung der Speicherzellen (3, 4, 5) angeordnet ist; und/oder b) dass jeweils ein Kühlkörper (8) mit einer elastischen Hülle (9) an den äußeren Speicherzellen (10) außenseitig zur Seitenflächenkühlung angeordnet ist.
Energiespeichervorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (8) mindestens einen Falz (11) oder Prägung aufweist, der oder die ausgebildet ist, einen Innenraum des Kühlkörpers (8) in fluidisch miteinander verbundene Teilräume (13, 14) zu unterteilen, um Kühlmittel bogenförmig, U-förmig oder mäanderförmig von einem Kühlmitteleingang (15) des Kühlkörpers (8) zu einem Kühlmittellausgang (16) des Kühlkörpers (8) zu leiten.
Energiespeichervorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (8) genau einen oder eine in einem mittleren Bereich angeordnete Falz (11) oder Prägung aufweist, die ausgebildet ist, einen Innenraum des Kühlkörpers (8) in zwei fluidisch miteinander verbundene Teilräume (13, 14) zu unterteilen, um Kühlmittel bogenförmig und/oder U-förmig von dem Kühlmitteleingang (15) des Kühlkörpers (8) zu dem Kühlmittellausgang (16) des Kühlkörpers (8) zu leiten.
Energiespeichervorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlplatte (7) eine den Speicherzellen (3, 4, 5) zugewandte erste Wandung (17) aufweist, die eine Schlitzstruktur (19) zur Halterung des zumindest einen Kühlkörpers (8) aufweist, wobei Schlitze der Schlitzstruktur (19) jeweils eine zur Kühlkörperbreite korrespondierende Breite aufweisen und ein einen Kühlmitteleingang (15) und Kühlmittelausgang (16) aufweisender Endbereich des Kühlkörpers (8) in einem der Schlitze gehaltert ist.
Energiespeichervorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich des Kühlkörpers (8) eine Dichtlippe (20) zur fluidischen Abdichtung des Schlitzes aufweist, wobei vorzugsweise die Dichtlippe (20) als Elastomer-Anspritzung ausgeführt ist.
Energiespeichervorrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei die Dichtlippe (20) eine Nase (21) aufweist, die in eine formkorrespondierende Kerbung oder Hinterschneidung (22) der ersten Wandung (17) zur Herstellung eines Formschlusses zwischen Dichtlippe (20) und Kühlplatte (7) eingreift.
Energiespeichervorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlplatte (7) eine den Speicherzellen (3, 4, 5) abgewandte zweite halbschalenförmige Wandung (18) umfasst, die Prägungen (23) aufweist, die ausgebildet sind, Kühlmittel innerhalb der Kühlplatte (7) in einen Kühlmittelvorlauf und einen Kühlmittelrücklauf zu leiten und die ihrerseits vorzugsweise Mulden (24) zur Halterung des mindestens einen Kühlkörpers (8) aufweisen.
Energiespeichervorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Kühlmittelvorlauf einen an einem Randbereich der Kühlplatte (7) angeordneten Kühlmittelkanal (25) mit einer Mehrzahl dazu orthogonal angeordneter Seitenäste (26) aufweist, und b) dass der Kühlmittelrücklauf einen an einem zum Kühlmittelvorlauf gegenüberliegenden Randbereich angeordneten Kühlmittelkanal (27) mit einer Mehrzahl dazu orthogonal angeordneter Seitenäste (28) aufweist, und c) dass die Seitenäste (26) des Kühlmittelvorlaufs und die Seitenäste (28) des Kühlmittelrücklaufs derart ineinander verschränkt sind, dass ein Seitenast (26) des Kühlmittelvorlaufs immer unmittelbar benachbart zu einem Seitenast (28) des Kühlmittelrücklaufs angeordnet ist.
Energiespeichervorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenäste (26) des Kühlmittelvorlaufs und die Seitenäste (28) des Kühlmittelrücklaufs der Kühlplatte (7) über die Kühlkörper (8) fluidisch miteinander in Verbindung stehen.
Energiespeichervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (8) zumindest teilweise von einem zwischen benachbarten Speicherzellen (3, 4, 5) angeordneten Druckrahmen (29), vorzugsweise einen Kunststoff-Druckrahmen (29), umgeben ist, der zur Aufnahme von Kräften, vorzugsweise zur Aufnahme von Verpresskräften, zwischen benachbarten Speicherzellen (3, 4, 5), ausgebildet ist.
Energiespeichervorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckrahmen (29) a) an einem Rand des Kühlkörpers (8) befestigt ist, vorzugsweise an einer äußeren Randprägung oder Randfalz (12) des Kühlkörpers (8) durch eine Umspritzung befestigt ist; oder b) lose an dem Kühkörper (8) anliegt und durch Verpressung der benachbarten Speicherzellen (3, 4, 5) in Position gehalten ist.
Energiespeichervorrichtung (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckrahmen (29) in Form der Buchstaben „M“ oder „n“ ausgebildet ist.
Energiespeichervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von stapelartig nebeneinander angeordneten Speicherzellen (3, 4, 5) a) zu einem Batterie-Zellenmodul (2) zusammengefasst sind und die Kühlplatte an einer Seitenfläche, vorzugsweise an einer Bodenfläche, des Batterie-Zellenmoduls (2) angeordnet ist; oder b) Speicherzellen eines Cell-to-Pack, CTL,-Energiespeichers sind.
Energiespeichervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherzellen (3, 4, 5) als Pouch-Speicherzellen (4) oder als prismatische Speicherzellen (5) ausgebildet sind.
Fahrzeug, vorzugsweise Nutzfahrzeug, aufweisend die Energiespeichervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Energiespeichervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, die als stationäre Energiespeichervorrichtung ausgebildet ist oder die Teil einer stationären Vorrichtung ist.
Verfahren zur Herstellung der Energiespeichervorrichtung (1) nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch den Schritt: Befestigen des mindestens einen Kühlkörpers (8) an der Kühlplatte (7) durch Hindurchstecken des Kühlkörpers (8) durch einen Schlitz der Schlitzstruktur (19) bis der den Kühlmitteleingang (15) und Kühlmittelausgang (16) aufweisende Endbereich des Kühlkörpers (8) am Schlitz positioniert ist und/oder anliegt.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Hindurchstecken mittels eines Montageschwertes (30) erfolgt, auf welches der Kühlkörper (8) vor dem Hindurchstecken aufgestülpt wird und welches nach dem Hindurchstecken und Befestigung des Kühlkörpers (8) an der Kühlplatte (7) wieder herausgezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, ferner umfassend den Schritt: Aufsetzen der Speicherzellen (3, 4, 5) auf die Kühlplatte, so dass zwischen zwei benachbarten Batterie-Zellen jeweils einer der hindurchgesteckten Kühlkörper (8) positioniert ist, a) wobei die Speicherzellen als vorgefertigtes Batterie-Zellenmodul bereitgestellt werden, das auf die Kühlplatte aufgesetzt wird, oder b) wobei die Speicherzellen als lose Pouch-Zellen auf die Kühlplatte aufgesetzt und zu einem Zellenmodul zusammengefasst werden; oder c) wobei die Speicherzellen im Rahmen eines cell-to-pack, CTP,-Verfahrens auf die Kühlplatte aufgesetzt werden.