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Die Erfindung betrifft eine temperierbare Batteriezellen-Anordnung, mit einer Mehrzahl an Batteriezellen, insbesondere Pouch-Zellen, gemäß Anspruch 1.
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Die Erfindung betrifft auch eine temperierte Batteriezellen-Anordnung gemäß Anspruch 14 sowie ein Verfahren zum Temperieren einer Batteriezellen-Anordnung gemäß Anspruch 15.
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Der grundlegende Aufbau einer Pouch-Zelle ist beispielsweise in einer Internet-Veröffentlichung des Zentrums für BrennstoffzellenTechnik ZBT vom 3. März 2016 mit dem Titel „Abschlussbericht Lithium-Ionen-Zellen für kleine Nutzfahrzeuge“ beschrieben (vgl. auch 1 weiter unten), der unter http://www.zbt-duisburg.de/fileadmin/user_upload/01-aktuell/05-publikationen/06-Projektberichte/Abschlussbericht-oeffentl-2016-646569-PRO-1024A_20160303.pdf abrufbar ist.
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Demnach handelt es sich, wie auch in der Online-Enzyklopädie Wikipedia (https://de.wikipedia.org/wiki/Pouch-Zelle) beschrieben ist, bei der Pouch-Zelle, auch Pouch-Bag-Zelle oder Coffee-Bag-Zelle genannt, um eine weit verbreitete Bauform speziell eines Lithium-Ionen-Akkumulators. Bei Pouch-Zellen sind die gestapelten oder gefalteten aktiven Schichten von einer flexiblen, meist auf Aluminiumbasis bestehenden Außenfolie eingeschlossen. Die offenen Seiten der Außenbeutel werden meist thermisch verschweißt. Im Inneren können mehrere elektrische Einzelzellen gestapelt werden, um in Reihenschaltung die elektrische Spannung und in Parallelschaltung die Kapazität und Strombelastbarkeit zu erhöhen. Die Folienaußenhülle wird am Ende der Fertigung vakuumiert, wodurch die Zellschichten verpresst und fixiert werden; dabei bleiben sie aber meist flexibel. Lediglich die äußeren Anschluss-Elektroden („Abieiter“) verlassen die beutelförmige Zellumhüllung, insbesondere auf aneinander gegenüberliegenden Stirnseiten. Am negativen Pol wird dabei meist Kupfer verwendet. Als Ableiter für die positive Elektrode, oft auf der Basis von Graphit, wird meist Aluminium eingesetzt. Regelmäßig werden mehrere Batteriezellen zusammengeschaltet, insbesondere in Reihe, wobei immer ein negativer Pol einer Batteriezelle mit dem positiven Pol einer anderen Batteriezelle verbunden ist, oder umgekehrt, je nach Anforderung und Verwendung.
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Im Betrieb von Akkumulatoren, insbesondere auch der genannten Pouch-Zellen, bevorzugt im Rahmen der Elektromobilität, fällt Abwärme an, die abgeführt werden muss, um die Funktionsfähigkeit des Akkumulators nicht zu beeinträchtigen. Regelmäßig wird hierzu ein dielektrisches Kühlfluid verwendet, das an den Pouch-Zellen vorbeigeleitet wird. Hierbei kommen oft zusätzliche Bauteile, wie komplex gestaltete Kanalplatten, zum Einsatz, um die Strömung des Kühlfluids (Temperierfluids) zu leiten. Dies erhöht den Fertigungsaufwand und steigert sowohl die Kosten und das Gewicht als auch den Bauraumbedarf, was gerade bei Anwendungen im Automobilbereich nachteilig ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen und eine temperierbare Batteriezellen-Anordnung, eine temperierte Batteriezellen-Anordnung und ein Verfahren zum Temperieren einer Batteriezellen-Anordnung anzugeben, mit deren Hilfe eine effiziente Temperierung von Batteriezellen, vorzugsweise Pouch-Zellen, erreichbar ist, ohne dass hierbei zusätzliche Bauteile, wie komplex gestaltete Kanalplatten, zum Einsatz kommen müssen, um die Strömung des Kühlfluids zu leiten. Dadurch sollen der Fertigungsaufwand sowie das Gewicht reduziert und sowohl die Kosten als auch der Bauraumbedarf gegenüber dem Stand der Technik gesenkt werden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine temperierbare Batteriezellen-Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine temperierte Batteriezellen-Anordnung Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und durch ein Verfahren zum Temperieren einer Batteriezellen-Anordnung Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 15.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen definiert.
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Eine erfindungsgemäße temperierbare Batteriezellen-Anordnung, weist auf: eine Mehrzahl an Batteriezellen, insbesondere Pouch-Zellen, mit jeweils einem ersten, elektrisch positiven Ableiter und jeweils einem zweiten, elektrisch negativen Ableiter, welche Ableiter als flache Ableitfahnen mit einer Breite ausgebildet sind; und ein fluiddichtes Gehäuse mit einer Zuleitung und einer Ausleitung für ein Temperierfluid, in dem die Batteriezellen nebeneinander anordnet sind, wobei die Ableiter sich im Wesentlichen in zueinander parallelen Ebenen erstrecken. Ein erster Ableiter einer gegebenen Batteriezelle ist über seine Breite mit dem zweiten Ableiter einer anderen, benachbarten Batteriezelle über dessen Breite verbunden; und zwischen den verbundenen Ableitern und den betreffenden Batteriezellen ist ein Strömungskanal mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende für ein Temperierfluid definiert. Des Weiteren ist die Zuleitung an dem ersten Ende und die Ausleitung an dem zweiten Ende des Strömungskanals angeordnet. Dadurch erstreckt sich der Strömungskanal entlang eines Strömungsweges für das Temperierfluid von der Zuleitung zu der Ausleitung und kann effektiv von dem Temperierfluid durch- und umströmt werden.
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Entscheidend ist jedoch, dass durch die erfindungsgemäße Ausbildung des (wenigstens einen) Strömungskanals mittels der verbundenen Ableiter auf zusätzliche Bauteile zur Strömungsführung zumindest weitestgehend verzichtet werden kann. Die ohnehin vorhandenen Ableiter bilden im Zuge einer vorteilhaften Funktionsintegration den Strömungskanal, was sich positiv in Sachen Gewicht, Bauraumbedarf und Herstellungskosten auswirkt.
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Eine erfindungsgemäße temperierte Batteriezellen-Anordnung umfasst eine erfindungsgemäße temperierbare Batteriezellen-Anordnung und ein Temperierfluid, insbesondere ein Dielektrikum, z.B. Luft oder eine geeignete Flüssigkeit, z.B. 3M™ Novec™ High-Tech Flüssigkeiten, bei der das Gehäuse und der Strömungskanal mit dem Temperierfluid gefüllt und von dem Temperierfluid durchströmt ist und bei der vorzugsweise die Zuleitung und die Ausleitung jeweils an einen externen Temperierkreislauf angeschlossen ist, welcher externe Temperierkreislauf entsprechende Bevorratungs- und Fördermittel für ein Temperierfluid aufweisen kann.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Temperieren einer Batteriezellen-Anordnung, beinhaltet die Schritte: Anordnen einer Mehrzahl an Batteriezellen, insbesondere Pouch-Zellen, mit jeweils einem ersten, elektrisch positiven Ableiter und jeweils einem zweiten, elektrisch negativen Ableiter, welche Ableiter als flache Ableitfahnen mit einer Breite ausgebildet sind, nebeneinander in einem fluiddichten Gehäuse, sodass die Ableiter sich im Wesentlichen in zueinander parallelen Ebenen erstrecken; Ausbilden eines Strömungskanals mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende für ein Temperierfluid zwischen den verbundenen Ableitern und den betreffenden Batteriezellen durch Verbinden eines ersten Ableiters einer gegebenen Batteriezelle über seine Breite mit dem zweiten Ableiter einer anderen Batteriezelle über dessen Breite, innerhalb oder außerhalb einer der Ebenen; Vorsehen, in dem Gehäuse, einer Zuleitung und einer Ausleitung für ein Temperierfluid, sodass die Zuleitung an dem ersten Ende und die Ausleitung an dem zweiten Ende des Strömungskanals angeordnet ist, wodurch sich insbesondere der Strömungskanal entlang eines Strömungsweges für das Temperierfluid von der Zuleitung zu der Ausleitung erstreckt; und Durchströmen des Gehäuses und des Strömungskanals mit einem Temperierfluid zwischen der Zuleitung und der Ausleitung, vorzugsweise durch Anschließen an einen externen Temperierkreislauf.
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Eine erste Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batteriezellen-Anordnung sieht vor, dass die Verbindung der Ableiter in oder außerhalb der genannten Ebenen angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine unterschiedliche Länge der verbundenen Ableiter zu berücksichtigen, wenn diese unmittelbar zur Schaffung des Strömungskanals miteinander verbunden werden. Dies kann sich günstig auf den Fertigungsaufwand auswirken.
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Eine zweite Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batteriezellen-Anordnung sieht vor, dass die Batteriezellen dichtend aneinander anliegen, vorzugsweise als Batteriezellen-Stapel, wobei sie höchst vorzugsweise auch umfänglich gegenüber dem Gehäuse abgedichtet sind. Hierbei können zusätzliche Abdichtelemente, z.B. aus Kunststoff zum Einsatz kommen. Auf diese Weise konzentriert sich bevorzugt eine Strömung des Temperierfluids auf Stirnseiten der Batteriezellen-Anordnung, wo sich regelmäßig die Ableiter und entsprechend auch der (wenigstens eine) Strömungskanal befinden.
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Eine dritte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batteriezellen-Anordnung sieht vor, dass der Strömungskanal einen gleichförmigen, vorzugsweise rechteckigen Querschnitt aufweist. Eine solche Ausgestaltung hat sich fertigungstechnisch als vorteilhaft erwiesen, die Erfindung ist aber keinesfalls auf eine derartige Formgebung beschränkt.
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Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batteriezellen-Anordnung sieht vor, dass Zuleitung und Ausleitung an vorzugsweise diagonal gegenüberliegenden Ecken an einer (Stirn-)Seite des Gehäuses angeordnet sind. Auf diese Weise ergibt sich aufgrund der genannten Erstreckung des wenigstens einen Strömungskanals eine besonders gute Durch- und Umströmung desselben mit einer effizienten Temperierwirkung.
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Eine wieder andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batteriezellen-Anordnung sieht vor, dass eine Vielzahl an Batteriezellen und einer Mehrzahl an Strömungskanälen vorhanden sind. Dadurch lässt sich die Temperierwirkung weiter verbessern. Insbesondere können n Batteriezellen auf einer Seite n/2 Strömungskanäle und auf der anderen Seite (n/2)-1 Strömungskanäle, insgesamt also n-1 Strömungskanäle, ausbilden.
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Noch eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batteriezellen-Anordnung sieht vor, dass die Strömungskanäle parallel zueinander angeordnet sind. Dadurch ergibt sich ein vorteilhaftes Strömungsmuster mit effizienter Temperierung auch einer Vielzahl von Batteriezellen in einem gemeinsamen Gehäuse.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batteriezellen-Anordnung sieht vor, dass die Strömungskanäle quer zu ihrer Längserstreckungsrichtung voneinander beabstandet sind. Dadurch ist auch bei einer Vielzahl von Batteriezellen neben der Durchströmung eine Umströmung der Strömungskanäle möglich, was sich günstig auf die Temperierwirkung auswirkt.
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Eine äußerst bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batteriezellen-Anordnung sieht vor, dass die Verbindung der Ableiter stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig ausgebildet ist. Auf diese Weise sind unterschiedliche Fertigungsvarianten realisierbar, um in jedem Fall eine sichere Verbindung der Ableiter zu gewährleisten. In der Praxis haben sich insbesondere Verbindungen mittels Ultraschall- oder Laserschweißen als günstig erwiesen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batteriezellen-Anordnung sieht vor, dass die Verbindung der Ableiter jeweils durch ein zusätzliches Verbindungselement bewirkt ist, vorzugsweise aus Blech, höchst vorzugsweise dünnem Blech, insbesondere tiefgezogen und anderweitig umgeformt. Auf diese Weise ergeben sich zusätzliche Freiheiten bei der Ausgestaltung der Verbindung zwischen den Ableitern und einer Formgebung der Strömungskanäle.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batteriezellen-Anordnung sieht vor, dass die Zuleitung und/oder die Ausleitung in einen Deckel zum Verschließen des Gehäuses integriert oder an dem Deckel befestigt ist. Dadurch ist eine weitere Funktionsintegration möglich, und der Fertigungsaufwand kann entsprechend reduziert werden.
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Eine noch andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batteriezellen-Anordnung sieht vor, dass in dem Gehäuse zusätzliche Strömungsleitelemente vorgesehen sind, um ein Temperierfluid zwischen Zuleitung und Ausleitung und durch den Strömungskanal zu leiten, insbesondere Sicken, vorzugsweise an dem vorstehend genannten Deckel. Durch solche integrierten Strömungsleitelemente lässt sich die Temperierwirkung günstig beeinflussen, indem die Durch- und Umströmung des Strömungskanals optimiert wird.
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Eine besondere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Batteriezellen-Anordnung sieht vor, dass an der Zuleitung und Ausleitung jeweils ein Anschlussteil zum Anschließen an einen externen Temperierkreislauf vorgesehen ist. Insbesondere kommen hier - ohne Beschränkung - VDA-Anschlussstutzen oder ein Schellensitz in Betracht, um so eine umfassende Anschlusssicherheit zu gewährleisten.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung exemplarischer Ausgestaltungen anhand der Zeichnung.
- 1a zeigt einen Schnitt durch eine herkömmliche Pouch-Zelle;
- 1b zeigt eine stirnseitige Ansicht einer Pouch-Zelle ähnlich derjenigen in 1a;
- 1c zeigt einen Schnitt durch eine Pouch-Zelle mit Ableitern, die auf unterschiedlichen Seiten aus der Zellumhüllung herausgeführt sind;
- 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße temperierbare Batteriezellen-Anordnung; und
- 3 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße temperierte Batteriezellen-Anordnung.
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1a zeigt im Schnitt den Aufbau einer herkömmlichen Pouch-Zelle, das heißt einer besonderen Art von Batteriezelle, mit deren wesentlichen Komponenten. Die Pouch-Zelle ist insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Sie weist innerhalb eines Beutels 1a, von dem im Wesentlichen nur eine umlaufende Siegelnaht 1b dargestellt ist, eine Anode 1c und eine Kathode 1d auf, welche Anode 1c und Kathode 1d mittels eines Separators 1e voneinander getrennt sind. Anode 1c (schwarz), Kathode 1d (weiß) und Separator 1e (schraffiert) sind als flächige Schichten ausgebildet, wie dargestellt.
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Herkömmlicherweise findet bei der negativen Elektrode (Kathode) 1d Graphit als sog. Aktivmaterial Verwendung. Bei dem Separator 1e handelt es sich meist um ein Sandwich aus verschiedenen porösen Kunststoffen, der die negative Elektrode (Kathode) 1d elektrisch von der positiven Elektrode (Anode) 1c trennt. Bei dem Aktivmaterial der positiven Elektrode (Anode) 1c kann es um ein Übergangsmetalloxid handeln. Bezugszeichen 1f bezeichnet den Ableiter oder die Ableiterfahne der negativen Elektrode (Kathode) 1d. Diese ist in der Regel aus Kupfer hergestellt. Als Material für den Ableiter 1g für die positive Elektrode (Anode) 1c wird meist Aluminium verwendet.
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Bei der Darstellung gemäß 1a weisen die Ableiter bzw. Ableiterfahnen 1f, 1g jeweils eine Breite b auf. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist jedoch bevorzugt, dass die Ableiter bzw. Ableiterfahnen 1f, 1g, wie in der stirnseitigen Ansicht gemäß 1b gezeigt, eine gleiche, größere Breite B aufweisen und sich jeweils über einen Großteil einer Stirnseite der Pouch-Zelle 1 erstrecken.
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Wie dem Fachmann geläufig ist, kann eine einzelne Pouch-Zelle 1 eine Mehrzahl von Einzelzellen aufweisen, die stapelweise übereinander angeordnet und jeweils so ausgebildet sind, wie in 1a-1c für die Anordnung aus Anode, Kathode, Separator und Ableiter 1c-1g dargestellt.
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Wie sich der 1b noch entnehmen lässt, erstrecken sich die Ableiter 1f, 1g der Pouch-Zelle 1 in zueinander parallelen Ebenen E1, E2.
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Gemäß 1c können die Ableiter 1f, 1g auch auf verschiedenen Seiten aus der Batteriezelle 1 herausgeführt sein. Es sind vorzugsweise, jedoch ohne Beschränkung, Pouch-Zellen 1 der in 1c gezeigten Art, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung Verwendung finden (vgl. 2 und 3).
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2 zeigt nun eine Batteriezellen-Anordnung mit einer Mehrzahl an Batteriezellen in Form von Pouch-Zellen 1, wobei gemäß der Ausgestaltung in 2 zumindest sechs derartige Pouch-Zellen 1 gemäß speziell 1c, also mit auf verschiedenen Seiten aus der Zelle 1 herausgeführten Ableitern 1f, 1g, nach Art eines Stapels dichtend übereinander angeordnet sind. Um die Pouch-Zellen 1 herum ist ein fluiddichtes Gehäuse 2 angeordnet, welches in 2 nur teilweise dargestellt ist. Bezugszeichen 3 bezeichnet ein (gestrichelt gezeichnetes) Deckelteil (Deckel) des Gehäuses 2, das in Richtung des Pfeils auf das Gehäuse 2 aufgesetzt werden kann, um das Gehäuse 2 fluiddicht zu verschließen. Wie sich der 2 weiter entnehmen lässt, sind die Batteriezellen (Pouch-Zellen) 1 derart nebeneinander angeordnet, dass die Ableiter der Zellen sich im Wesentlichen in zueinander parallelen Ebenen erstrecken, wie dies gemäß 1b, 1c auch bereits für die Ableiter der einzelnen Pouch-Zellen 1 der Fall war.
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Gemäß 2 ist nun ein erster Ableiter 1f einer gegebenen Batteriezelle 1 über seine gesamte Breite B mit dem zweiten Ableiter 1g einer anderen, benachbarten Batteriezelle 1 über dessen gesamte Breite verbunden. Die Batteriezellen 1 sind also hinsichtlich ihrer Ableiterpolung immer gegenüber den Nachbarzellen verdreht angeordnet. Zwischen den verbundenen Ableitern 1f, 1g und den betreffenden Batteriezellen 1 ist auf diese Weise ein Strömungskanal 4 ausgebildet, welcher Strömungskanal 4 ein erstes Ende 4a und ein zweites Ende 4b aufweist. Dieser Strömungskanal 4 ist als ein Strömungskanal für ein Temperierfluid (in 2 nicht dargestellt) konzipiert. Das Gleiche gilt für die (nicht erkennbare) Rückseite des Batteriezellenstapels.
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Während auf diese Weise immer zwischen zwei benachbarten Batteriezellen 1 ein Strömungskanal 4 der genannten Art ausgebildet ist, erfolgt die Kontaktierung des jeweils verbleibenden Ableiters der ersten bzw. letzten Batteriezelle im Stapel auf andere Weise, insbesondere auf der Stapel-Rückseite, was in 2 nicht dargestellt ist.
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Wie insbesondere der 3 zu entnehmen ist, verfügt das Gehäuse 2 bevorzugt noch über eine Zuleitung 2a und eine Ausleitung 2b für ein Temperierfluid, die an einer gemeinsamen Ecke des Gehäuses 2 benachbart angeordnet sein können, wobei in 3 ein Strömungsweg des Temperierfluids, bei dem es sich vorzugsweise um ein fließfähiges Dielektrikum handelt, zwischen Zuleitung 2a und Ausleitung 2b mittels Pfeilen gekennzeichnet ist. Gestrichelte Pfeile in 3 zeigen die Strömung des Temperierfluids im Inneren der Strömungskanäle 4. Wie der 3 weiter zu entnehmen ist, ist an der Zuleitung 2a und an der Ausleitung 2b jeweils ein nicht genauer dargestelltes Anschlussteil 2c zum Anschließen an einen externen Temperierkreislauf 5 vorgesehen, welcher Temperierkreislauf 5 über (nicht weiter dargestellte) Förder- und Vorratsmittel für das Temperierfluid verfügen kann. Vorzugsweise sind die Anschlussteile 2c als VDA-Stutzen oder dergleichen ausgebildet.
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Wie man der 3 noch entnimmt, ist mit der Zuleitung 2a ein Strömungsleitelement 2d fluidleitend verbunden, sodass effektiv Zuleitung 2a und Ausleitung 2b an diagonal gegenüberliegenden Ecken einer Seite des Gehäuses 2 angeordnet sind, wodurch sich das gezeigte Strömungsbild für das Temperierfluid ergibt.
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Wie man der 3 noch entnimmt, sind die Strömungskanäle 4 im Wesentlichen parallel zueinander orientiert bzw. angeordnet und quer zu ihrer Längserstreckungsrichtung voneinander beabstandet.
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Während die Strömungskanäle 4 unmittelbar durch Verbinden der Ableiter 1f, 1g (vgl. 2) gebildet werden können und dementsprechend aus dem Ableitermaterial bestehen, sieht eine besondere Ausgestaltung der Erfindung vor, zum Schaffen der Strömungskanäle 4 bzw. der Verbindung der Ableiter zusätzliche Verbindungselemente vorzusehen, die vorzugsweise aus einem dünnen, tiefgezogenen Blech bestehen können. Diese Verbindungselemente können gemäß der Darstellung in 2 ein etwa U-förmiges Profil aufweisen und mit ihren jeweiligen freien Schenkeln mit den betreffenden Ableitern 1f, 1g verbunden sein, vorzugsweise durch Laser- oder Ultraschallschweißen. Bei Verwendung solcher Verbindungselemente ist es insbesondere auch möglich, Batteriezellen der in 1a gezeigten Art (also mit schmaleren Ableitern, die wiederum auch auf verschiedenen Seiten aus der Zellumhüllung herausgeführt sein können, vgl. 1c) zu benutzen.
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Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn insbesondere das Strömungsleitelement 2c gemäß 3 und entsprechend auch ein kürzeres Strömungsleitelement 2e, welches mit der Ausleitung 2b fluidleitend verbunden ist, in den in 2 gezeigten Deckel 3 integriert sind. Auch die Anschlüsse 2a, 2b gemäß 3 können Teil dieses Deckels sein. Auf diese Weise ist es durch Aufsetzen des Deckels 3 auf das Gehäuse 2 in einem einzigen Arbeitsgang möglich, sowohl die Anschlüsse 2a, 2b vorzusehen als auch die notwendigen Strömungsleitelemente 2c, 2d zur Realisierung des Strömungsmusters gemäß 3 anzubringen. Selbstverständlich erfolgt zwischen Deckel 3 und Gehäuse 2 eine geeignete fluiddichte Anbindung. In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, die Strömungsleitelemente 2c, 2d in Form von Sicken an einer Innenseite des Deckels 3 auszubilden.
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Im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zunächst eine Mehrzahl an Batteriezellen, insbesondere Pouch-Zellen 1, dichtend nebeneinander in dem Gehäuse 2 angeordnet, sodass sich die Ableiter der Batteriezellen 1 im Wesentlichen in zueinander parallelen Ebenen erstrecken, wie dies insbesondere in 2 und 3 dargestellt ist. Dann werden verschiedene Ableiter 1f, 1g benachbarter Batteriezellen 1 über ihre volle Breite B direkt oder mittels der genannten Verbindungselemente miteinander verbunden, sodass im Zuge dieser Verbindung die bereits angesprochenen Strömungskanäle 4 gebildet sind. Darüber hinaus werden an dem Gehäuse eine Zuleitung 2a und eine Ausleitung 2b für ein Temperierfluid vorgesehen, sodass die Strömungskanäle 4 entlang eines Strömungswegs für das Temperierfluid von der Zuleitung 2a zu der Ausleitung 2b angeordnet sind. Anschließend wird das Gehäuse 2 verschlossen, insbesondere mit dem gezeigten Deckel 3, und insbesondere im Bereich der Strömungskanäle 4 mit einem Temperierfluid zwischen der Zuleitung 2a und der Ausleitung 2b durchströmt. Dies geschieht vorzugsweise durch Anschließen an einen externen Temperierkreislauf, in 3 bei Bezugszeichen 5 dargestellt.
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Auf diese Weise ergibt sich eine Einsparung von Gewicht, Bauraum und Herstellungskosten durch die Nutzung der ohnehin vorhandenen Batteriezellen-Ableiter zur Schaffung von Strömungskanälen für das Temperierfluid, um auf diese Weise die Batteriezellen-Anordnung (Anordnung aus mehreren Batteriezellen bzw. Pouch-Zellen 1) effizient zu temperieren.
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Der Deckel 3 gemäß 2 wird in Richtung des dort gezeigten Pfeils auf das Gehäuse 2 aufgesetzt.
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Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung von Pouch-Zellen beschränkt, sondern eignet sich zur Temperierung jedweder Form von Batteriezellen, die über geeignet ausgebildete Ableiter 1f, 1g verfügen.
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Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie bereits angemerkt, auch nicht erforderlich, die Ableiter 1f, 1g der einzelnen Batteriezellen 1 streng gemäß 1a-1c auszubilden. Beispielsweise kann auch bei einer Batteriezelle 1 gemäß 1a durch Ansetzen eines geeigneten Verbindungselements, vorzugsweise mit dem bereits angesprochenen U-förmigen Querschnitt zum Verbinden der Ableiter 1f, 1g, ein Strömungskanal 4 im Sinne der vorliegenden Erfindung geschaffen werden. Die Ableiter 1f, 1g sind dann über ihre jeweilige (geringere) Breite b mit dem genannten Verbindungselement und dementsprechend (indirekt) auch mit dem jeweils anderen Ableiter verbunden.
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Es können im Rahmen der Erfindung Batteriezellen verwendet werden, deren Ableiter auf einer gemeinsamen Seite angeordnet sind (vgl. 1a und 1b), oder Batteriezellen mit Ableitern auf verschiedenen Seiten (1c).
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Als Temperierfluid muss im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein dielektrisches Material verwendet werden, damit es nicht zu einem Kurzschluss der einzelnen Batteriezellen 1 kommt. Möglich ist in diesem Zusammenhang die Verwendung von Luft als Dielektrikum; allerdings hat sich die Verwendung spezieller Hightech-Flüssigkeiten, wie beispielsweise 3M™ Novec™, als besonders günstig erwiesen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung dieses speziellen Dielektrikums beschränkt.
