DE102020206983A1 - Battery module with a plurality of battery cells and method for producing such - Google Patents

Battery module with a plurality of battery cells and method for producing such Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul mit einer Mehrzahl an Batteriezellen (2), welche insbesondere als Lithium-Ionen-Batteriezellen (20) ausgebildet sind, wobei die Batteriezellen (2) jeweils einen ersten Spannungsabgriff (31) und einen zweiten Spannungsabgriff (32) aufweisen, und die Mehrzahl an Batteriezellen (2) in einer ersten Anzahl (21) an Batteriezellen (2) und in einer zweiten Anzahl (22) an Batteriezellen (2) angeordnet ist, wobei das Batteriemodul (1) ein erstes Aufnahmeelement (61) aufweist, welches eine Mehrzahl an ersten Öffnungen (41) aufweist, in welchen jeweils eine Batteriezelle (2) der ersten Anzahl (21) an Batteriezellen (2) aufgenommen ist, und das Batteriemodul (1) ein zweites Aufnahmeelement (62) aufweist, welches eine Mehrzahl an zweiten Öffnungen (42) aufweist, in welchen jeweils eine Batteriezelle (2) der zweiten Anzahl (22) an Batteriezellen (2) aufgenommen ist, und das Batteriemodul (1) eine erste Parallelschicht (71) aufweist, wobei die ersten Spannungsabgriffe (31) der ersten Anzahl (21) an Batteriezellen (2) jeweils elektrisch leitend mit der ersten Parallelschicht (71) verbunden sind und die erste Parallelschicht (71) insbesondere stoffschlüssig mit dem ersten Aufnahmeelement (61) verbunden ist, und das Batteriemodul (1) eine zweite Parallelschicht (72) aufweist, wobei die zweiten Spannungsabgriffe (32) der zweiten Anzahl (21) an Batteriezellen (2) jeweils elektrisch leitend mit der zweiten Parallelschicht (72) verbunden sind und die zweite Parallelschicht (72) insbesondere stoffschlüssig mit dem zweiten Aufnahmeelement (62) verbunden ist, wobei die erste Parallelschicht (71) und die zweite Parallelschicht (72) elektrisch leitend miteinander verbunden sind.The invention relates to a battery module with a plurality of battery cells (2), which are designed in particular as lithium-ion battery cells (20), the battery cells (2) each having a first voltage tap (31) and a second voltage tap (32), and the plurality of battery cells (2) is arranged in a first number (21) of battery cells (2) and in a second number (22) of battery cells (2), the battery module (1) having a first receiving element (61), which has a plurality of first openings (41), in each of which a battery cell (2) of the first number (21) of battery cells (2) is received, and the battery module (1) has a second receiving element (62) which has a plurality at second openings (42), in each of which a battery cell (2) of the second number (22) of battery cells (2) is received, and the battery module (1) has a first parallel layer (71), the first voltage a handles (31) of the first number (21) of battery cells (2) are each electrically conductively connected to the first parallel layer (71) and the first parallel layer (71) is in particular materially connected to the first receiving element (61), and the battery module ( 1) has a second parallel layer (72), wherein the second voltage taps (32) of the second number (21) of battery cells (2) are each electrically conductively connected to the second parallel layer (72) and the second parallel layer (72) is in particular materially connected to it the second receiving element (62) is connected, the first parallel layer (71) and the second parallel layer (72) being connected to one another in an electrically conductive manner.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Batteriemodul mit einer Mehrzahl an Batteriezellen nach Gattung des unabhängigen Anspruchs. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen.The invention is based on a battery module with a plurality of battery cells according to the preamble of the independent claim. The present invention also relates to a process for producing such a product.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass Batteriemodule aus einer Mehrzahl an einzelnen Batteriezellen bestehen können, welche seriell und/oder parallel elektrisch leitend miteinander verschaltet sein können, so dass die einzelnen Batteriezellen zu dem Batteriemodul zusammengeschaltet sind.It is known from the prior art that battery modules can consist of a plurality of individual battery cells, which can be connected to one another in series and / or parallel in an electrically conductive manner, so that the individual battery cells are interconnected to form the battery module.

Weiterhin werden solche Batteriemodule zu Batterien bzw. Batteriesystemen zusammengeschaltet.Furthermore, such battery modules are interconnected to form batteries or battery systems.

Beispielsweise offenbart die Druckschrift EP 3 096 372 B1 ein Batteriesystem mit einer Mehrzahl an zylindrischen Batteriezellen, welche in zwei Batterie-Speichermodulen angeordnet sind. Über eine Parallelschicht und Kontaktfedern sind die Batteriezellen eines jeweiligen Batterie-Speichermoduls elektrisch parallel miteinander verschaltet und sind die zwei Batterie-Speichermodule elektrisch seriell miteinander verschaltet.For example, the document discloses EP 3 096 372 B1 a battery system with a plurality of cylindrical battery cells which are arranged in two battery storage modules. The battery cells of a respective battery storage module are electrically connected in parallel with one another via a parallel layer and contact springs, and the two battery storage modules are electrically interconnected in series with one another.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ein Batteriemodul mit einer Mehrzahl an Batteriezellen mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs bietet den Vorteil, dass auf einfache und zuverlässige Weise eine erste Anzahl an Batteriezellen und eine zweite Anzahl an Batteriezellen elektrisch seriell miteinander verschaltet werden können, wobei die einzelnen Batteriezellen der ersten Anzahl an Batteriezellen und die einzelnen Batteriezellen der zweiten Anzahl an Batteriezellen elektrisch jeweils parallel miteinander verschaltet sein können.A battery module with a plurality of battery cells with the features of the independent claim offers the advantage that a first number of battery cells and a second number of battery cells can be electrically connected in series with one another in a simple and reliable manner, the individual battery cells of the first number of battery cells and the individual battery cells of the second number of battery cells can each be electrically connected to one another in parallel.

Dazu wird ein Batteriemodul mit einer Mehrzahl an Batteriezellen zur Verfügung gestellt. Die Batteriezellen sind dabei insbesondere als Lithium-Ionen-Batteriezellen ausgebildet. Die Batteriezellen weisen jeweils einen ersten Spannungsabgriff und einen zweiten Spannungsabgriff auf. Insbesondere ist der erste Spannungsabgriff ein positiver Spannungsabgriff und ist der zweite Spannungsabgriff ein negativer Spannungsabgriff.For this purpose, a battery module with a plurality of battery cells is made available. The battery cells are designed in particular as lithium-ion battery cells. The battery cells each have a first voltage tap and a second voltage tap. In particular, the first voltage tap is a positive voltage tap and the second voltage tap is a negative voltage tap.

Weiterhin ist die Mehrzahl an Batteriezellen in einer ersten Anzahl an Batteriezellen und in einer zweiten Anzahl an Batteriezellen angeordnet.Furthermore, the plurality of battery cells is arranged in a first number of battery cells and in a second number of battery cells.

Das Batteriemodul weist ein erstes Aufnahmeelement auf, welches eine Mehrzahl an ersten Öffnungen aufweist. In den ersten Öffnungen ist jeweils eine Batteriezelle der ersten Anzahl an Batteriezellen aufgenommen.The battery module has a first receiving element which has a plurality of first openings. One battery cell of the first number of battery cells is received in each of the first openings.

Das Batteriemodul weist ein zweites Aufnahmeelement auf, welches eine Mehrzahl an zweiten Öffnungen aufweist. In den zweiten Öffnungen ist jeweils eine Batteriezelle der zweiten Anzahl an Batteriezellen aufgenommen.The battery module has a second receiving element which has a plurality of second openings. One battery cell of the second number of battery cells is received in each of the second openings.

Zudem weist das Batteriemodul eine erste Parallelschicht auf. Die erste Parallelschicht ist aus einem elektrisch leitenden Werkstoff ausgebildet, wie beispielsweise einem metallischen Werkstoff. Insbesondere umfasst die erste Parallelschicht einen Werkstoff ausgewählt Nickel, Kupfer und/oder Aluminium. Dabei sind die ersten Spannungsabgriffe der ersten Anzahl an Batteriezellen jeweils elektrisch leitend mit der ersten Parallelschicht verbunden. Weiterhin ist die erste Parallelschicht insbesondere stoffschlüssig mit dem ersten Aufnahmeelement verbunden.In addition, the battery module has a first parallel layer. The first parallel layer is made of an electrically conductive material, such as a metallic material. In particular, the first parallel layer comprises a material selected from nickel, copper and / or aluminum. The first voltage taps of the first number of battery cells are each electrically connected to the first parallel layer. Furthermore, the first parallel layer is in particular materially connected to the first receiving element.

Zudem weist das Batteriemodul eine zweite Parallelschicht auf. Die zweite Parallelschicht ist aus einem elektrisch leitenden Werkstoff ausgebildet, wie beispielsweise einem metallischen Werkstoff. Insbesondere umfasst die zweite Parallelschicht einen Werkstoff ausgewählt Nickel, Kupfer und/oder Aluminium. Dabei sind die zweiten Spannungsabgriffe der zweiten Anzahl an Batteriezellen jeweils elektrisch leitend mit der zweiten Parallelschicht verbunden. Weiterhin ist die zweite Parallelschicht insbesondere stoffschlüssig mit dem zweiten Aufnahmeelement verbunden.In addition, the battery module has a second parallel layer. The second parallel layer is made of an electrically conductive material, such as a metallic material. In particular, the second parallel layer comprises a material selected from nickel, copper and / or aluminum. The second voltage taps of the second number of battery cells are each electrically connected to the second parallel layer. Furthermore, the second parallel layer is in particular materially connected to the second receiving element.

Ferner sind die erste Parallelschicht und die zweite Parallelschicht elektrisch leitend miteinander verbunden. Insbesondere ist diese Verbindung stoffschlüssig ausgebildet.Furthermore, the first parallel layer and the second parallel layer are connected to one another in an electrically conductive manner. In particular, this connection is formed integrally.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.The measures listed in the dependent claims make advantageous developments and improvements of the device specified in the independent claim possible.

An dieser Stelle sei zunächst bemerkt, dass eine Parallelschicht sowohl als mechanisch starr ausgebildete Parallelplatte. als auch als mechanisch flexibel ausgebildete Parallelfolie ausgebildet sein kann.At this point it should first be noted that a parallel layer is both a mechanically rigid parallel plate. and can also be designed as a mechanically flexible parallel film.

Es ist zweckmäßig, wenn die Batteriezellen jeweils als zylindrische Batteriezellen ausgebildet sind. Zylindrische Batteriezellen können auch als Rundzellen bezeichnet sein und weisen im Wesentlichen eine zylindrische Mantelfläche mit einer kreisrunden Querschnittsfläche auf, welche an ihren beiden gegenüberliegenden Seiten jeweils von einer kreisrunden Boden- bzw. Deckelfläche abgeschlossen sind. Besonders bevorzugt sind die zylindrischen Batteriezellen jeweils Rundzellen vom Typ 18650, welche einen Durchmesser von 18 mm und eine Höhe von 65 mm aufweisen. Besonders bevorzugt sind die zylindrischen Batteriezellen jeweils Rundzellen vom Typ 21700, welche einen Durchmesser von 21 mm und eine Höhe von 70 mm aufweisen. Insgesamt kann somit auf einfache Weise ein Batteriemodul mit einer seriellen und parallelen elektrischen Verschaltung einer Mehrzahl an solchen zylindrischen Batteriezellen zur Verfügung gestellt werden.It is useful if the battery cells are each designed as cylindrical battery cells. Cylindrical battery cells can also be referred to as round cells and essentially have a cylindrical jacket surface with a circular cross-sectional area, which on their both opposite sides are each closed by a circular base or cover surface. The cylindrical battery cells are particularly preferably each round cells of the 18650 type, which have a diameter of 18 mm and a height of 65 mm. The cylindrical battery cells are particularly preferably round cells of the 21700 type, which have a diameter of 21 mm and a height of 70 mm. Overall, a battery module with a serial and parallel electrical connection of a plurality of such cylindrical battery cells can thus be made available in a simple manner.

Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist jeweils ein Gehäuse einer Batteriezelle als erster Spannungsabgriff ausgebildet. An dieser Stelle sei angemerkt, dass das Gehäuse insbesondere als negativer Spannungsabgriff ausgebildet ist. Insbesondere sind dabei die Mantelfläche und die Bodenfläche einer zylindrischen Batteriezelle gemeinsam als erster Spannungsabgriff ausgebildet. Dies bietet insgesamt den Vorteil, dass eine elektrische Kontaktierung des ersten Spannungsabgriffs über das Gehäuse auf einfache Weise möglich ist. Beispielsweise kann durch eine Aufnahme einer Batteriezelle der ersten Anzahl an Batteriezellen in einer der ersten Öffnungen des ersten Aufnahmeelements eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Spannungsabgriff der Batteriezelle bzw. der Mantelfläche und dem ersten Aufnahmeelement ausgebildet werden. Durch eine elektrisch leitende Verbindung des ersten Aufnahmeelements mit der ersten Parallelschicht kann auch der erste Spannungsabgriff elektrisch leitend mit der ersten Parallelschicht verbunden sein. Weiterhin kann auch zuverlässig eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Bodenfläche und der ersten Parallelschicht ausgeführt werden. An dieser Stelle sei weiterhin angemerkt, dass beispielsweise der zweite Spannungsabgriff an einer Deckelfläche ausgebildet sein kann und gegen das übrige Gehäuse elektrisch isoliert ist.According to a preferred aspect of the invention, each housing of a battery cell is designed as a first voltage tap. At this point it should be noted that the housing is designed in particular as a negative voltage tap. In particular, the jacket surface and the bottom surface of a cylindrical battery cell are designed together as a first voltage tap. Overall, this offers the advantage that electrical contacting of the first voltage tap via the housing is possible in a simple manner. For example, by receiving a battery cell of the first number of battery cells in one of the first openings of the first receiving element, an electrically conductive connection can be formed between the first voltage tap of the battery cell or the jacket surface and the first receiving element. By an electrically conductive connection of the first receiving element to the first parallel layer, the first voltage tap can also be connected to the first parallel layer in an electrically conductive manner. Furthermore, an electrically conductive connection between the bottom surface and the first parallel layer can also be reliably implemented. At this point it should also be noted that, for example, the second voltage tap can be formed on a cover surface and is electrically isolated from the rest of the housing.

An dieser Stelle sei weiterhin angemerkt, dass es selbstverständlich möglich ist, den nicht innerhalb der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung angeordneten Bereich der Batteriezelle elektrisch zu isolieren, sodass eine Umströmung mit einem elektrisch leitenden Temperierfluid, wie beispielsweise Wasser, möglich wäre.At this point it should also be noted that it is of course possible to electrically isolate the area of the battery cell that is not arranged within the first opening and the second opening so that an electrically conductive temperature control fluid such as water could flow around it.

Vorteilhafterweiße sind die erste Anzahl an Batteriezellen und die zweite Anzahl an Batteriezellen gegenüberliegend angeordnet. Darunter soll verstanden sein, dass die einzelnen Batteriezellen jeweils eine Längsrichtung aufweisen und die Längsrichtungen derjenigen Batteriezelle der ersten Anzahl an Batteriezellen und derjenigen Batteriezelle der zweiten Anzahl an Batteriezellen, welche elektrisch leitend seriell miteinander verbunden sind, identisch sind. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass jeweils eine Batteriezelle der ersten Anzahl an Batteriezellen und eine Batteriezelle der zweiten Anzahl an Batteriezellen gegenüberliegend angeordnet sind.The first number of battery cells and the second number of battery cells are advantageously arranged opposite one another. This is to be understood as meaning that the individual battery cells each have a longitudinal direction and the longitudinal directions of that battery cell of the first number of battery cells and of that battery cell of the second number of battery cells which are electrically connected in series with one another are identical. In other words, this means that in each case a battery cell of the first number of battery cells and a battery cell of the second number of battery cells are arranged opposite one another.

Besonders bevorzugt sind die erste Parallelschicht und die zweite Parallelschicht stoffschlüssig miteinander verbunden. Dies bietet den Vorteil, dass auf zuverlässige Weise eine elektrisch leitende Verbindung ausgebildet werden kann. Beispielsweise ist es möglich, die elektrisch leitende Verbindung durch Löten oder Schweißen auszubilden. Der Lötprozess kann dabei in der Art ausgebildet sein, dass zwischen der ersten Parallelschicht und der zweiten Parallelschicht ein Lotmaterial angebracht wird und dieses Lotmaterial durch einen Stromfluss beispielsweise über das erste Aufnahmeelement, die erste Parallelschicht, dass Lotmaterial, die zweite Parallelschicht und das zweite Aufnahmeelement aufgeschmolzen wird.The first parallel layer and the second parallel layer are particularly preferably connected to one another in a materially bonded manner. This offers the advantage that an electrically conductive connection can be established in a reliable manner. For example, it is possible to form the electrically conductive connection by soldering or welding. The soldering process can be designed in such a way that a solder material is applied between the first parallel layer and the second parallel layer and this solder material is melted by a current flow, for example via the first receiving element, the first parallel layer, the solder material, the second parallel layer and the second receiving element will.

Zweckmäßigerweise ist der erste Spannungsabgriff der Batteriezelle der ersten Anzahl an Batteriezellen jeweils an einer Bodenfläche der Batteriezelle ausgebildet und ist der zweite Spannungsabgriff der Batteriezelle der zweiten Anzahl an Batteriezellen jeweils an einer Deckelfläche der Batteriezelle ausgebildet. Durch eine solche Ausbildung kann auf einfache Weise eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Spannungsabgriff der Batteriezelle der ersten Anzahl an Batteriezellen und der ersten Parallelschicht ausgebildet werden. Weiterhin kann durch eine solche Ausbildung auf einfache Weise eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem zweiten Spannungsabgriff der Batteriezelle der zweiten Anzahl an Batteriezellen und der zweiten Parallelschicht ausgebildet werden.The first voltage tap of the battery cell of the first number of battery cells is expediently formed in each case on a bottom surface of the battery cell and the second voltage tap of the battery cell of the second number of battery cells is in each case formed on a cover surface of the battery cell. Such a design allows an electrically conductive connection to be formed in a simple manner between the first voltage tap of the battery cell of the first number of battery cells and the first parallel layer. Furthermore, an electrically conductive connection between the second voltage tap of the battery cell of the second number of battery cells and the second parallel layer can be formed in a simple manner by such a design.

Besonders bevorzugt ist es, wenn zwischen der ersten Parallelschicht und der zweiten Parallelschicht eine Temperierfluidaufnahme ausgebildet ist. Durch eine solche Temperierfluidaufnahme kann bevorzugt ein Temperierfluid, wie beispielsweise eine Temperierflüssigkeit oder auch ein Temperiergas, strömen. Dadurch können die Batteriezellen der ersten Anzahl an Batteriezellen und die Batteriezellen der zweiten Anzahl an Batteriezellen zuverlässig auf einfache Weise gekühlt werden.It is particularly preferred if a temperature control fluid receptacle is formed between the first parallel layer and the second parallel layer. A temperature control fluid, such as, for example, a temperature control liquid or a temperature control gas, can preferably flow through such a temperature control fluid receptacle. As a result, the battery cells of the first number of battery cells and the battery cells of the second number of battery cells can be reliably cooled in a simple manner.

Beispielsweise kann dazu die erste Parallelschicht oder die zweite Parallelschicht Vorsprünge aufweisen, die sich aus der ersten Parallelschicht bzw. der zweiten Parallelschicht erstrecken. Die insbesondere stoffschlüssige Verbindung zwischen der ersten Parallelschicht und der zweiten Parallelschicht kann durch eine Verbindung der Vorsprünge der ersten Parallelschicht bzw. der zweiten Parallelschicht mit der zweiten Parallelschicht bzw. mit der ersten Parallelschicht erfolgen. Dadurch kann neben einer zuverlässigen elektrisch leitenden Verbindung gleichzeitig eine Temperierfluidaufnahme ausgebildet werden.For example, for this purpose the first parallel layer or the second parallel layer can have projections which extend from the first parallel layer or the second parallel layer. The particular material connection between the first parallel layer and the second parallel layer can be achieved by connecting the projections of the first parallel layer or the second parallel layer to the second parallel layer or to the first parallel layer. As a result, in addition to a reliable electrically conductive connection, a temperature control fluid receptacle can be formed at the same time.

Insbesondere bietet eine solche Ausbildung den Vorteil, dass mittels der Vorsprünge definierte elektrische Übergänge ausgebildet werden können.In particular, such a design offers the advantage that defined electrical transitions can be formed by means of the projections.

Insbesondere bietet eine solche Ausbildung zudem den Vorteil, dass das Temperierfluid nicht in unmittelbaren Kontakt mit den Batteriezellen gelangt. Dabei ist es auch möglich, eine elektrische Isolierung innerhalb der Temperierfluidaufnahme anzuordnen, sodass auch ein elektrisch leitendes Temperierfluid, wie beispielsweise Wasser, als Temperierfluid genutzt werden kann.In particular, such a design also offers the advantage that the temperature control fluid does not come into direct contact with the battery cells. It is also possible to arrange electrical insulation inside the temperature control fluid receptacle so that an electrically conductive temperature control fluid, such as water, can also be used as the temperature control fluid.

Des Weiteren ist es auch möglich, innerhalb der Temperierfluidaufnahme ein sogenanntes Phasenwechselmaterial (PCM) aufzunehmen.Furthermore, it is also possible to receive a so-called phase change material (PCM) within the temperature control fluid receptacle.

Es ist auch zweckmäßig, wenn die zweite Parallelschicht und/oder das zweite Aufnahmeelement weiterhin ein Entgasungselement aufweisen, welches ausgebildet ist, bei Überschreiten eines bestimmten Drucks zu öffnen. Dadurch ist es möglich, aus den Batteriezellen entweichendes Gas beispielsweise in die Temperierfluidaufnahme auszulassen oder in eine Umgebung auszulassen.It is also expedient if the second parallel layer and / or the second receiving element furthermore have a degassing element which is designed to open when a certain pressure is exceeded. This makes it possible to let gas escaping from the battery cells, for example, into the temperature control fluid receptacle or into an environment.

Bevorzugt ist es auch, wenn das Batteriemodul eine innerhalb der ersten Öffnungen oder innerhalb der zweiten Öffnungen angeordnete Isolation aufweist. Diese Isolation isoliert das Gehäuse der Batteriezelle innerhalb der ersten Öffnung bzw. innerhalb der zweiten Öffnung gegenüber der Parallelschicht elektrisch. Dadurch ist es möglich, dass eine zuverlässige elektrische Verschaltung auszubilden.It is also preferred if the battery module has insulation arranged within the first openings or within the second openings. This insulation electrically isolates the housing of the battery cell within the first opening or within the second opening from the parallel layer. This makes it possible to form a reliable electrical connection.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das Batteriemodul eine Mehrzahl an jeweils einander zugeordneten ersten Parallelschichten und zweiten Parallelschichten aufweist, welche elektrisch in Serie und/oder in Reihe miteinander geschaltet sind. Insbesondere weist ein solches Batteriemodul auch eine Mehrzahl an ersten Anzahlen an Batteriezellen und eine Mehrzahl an zweiten Anzahlen an Batteriezellen auf. An dieser Stelle sei angemerkt, dass es durchaus möglich ist, dass die erste Anzahl an Batteriezellen, welche einer ersten Parallelschicht zugeordnet sind, gleichzeitig die zweite Anzahl an Batteriezellen, welche einer zweiten Parallelschicht zugeordnet sind, ausbildet.It is particularly preferred if the battery module has a plurality of mutually associated first parallel layers and second parallel layers, which are electrically connected in series and / or in series with one another. In particular, such a battery module also has a plurality of first numbers of battery cells and a plurality of second numbers of battery cells. At this point it should be noted that it is entirely possible that the first number of battery cells which are assigned to a first parallel layer simultaneously forms the second number of battery cells which are assigned to a second parallel layer.

Dadurch ist es möglich, unterschiedliche Konfigurationen an Batteriemodulen zur Verfügung zu stellen.This makes it possible to provide different configurations of battery modules.

Ferner ist es auch zweckmäßig, wenn das Batteriemodul zumindest eine Endplatte aufweist, welche eine erste Anzahl an Batteriezellen oder eine zweite Anzahl an Batteriezellen, die insbesondere elektrisch endständig angeordnet ist, elektrisch parallel miteinander verschaltet.Furthermore, it is also expedient if the battery module has at least one end plate, which connects a first number of battery cells or a second number of battery cells, which are in particular arranged electrically at the end, electrically in parallel with one another.

Die Batteriezellen können bspw. mittels Reibschweißen oder Klebens in den jeweiligen Öffnungen aufgenommen werden.The battery cells can be accommodated in the respective openings by means of friction welding or gluing, for example.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Batteriemoduls, welches insbesondere eben beschrieben wurde.The present invention also relates to a method for producing a battery module, which in particular has just been described.

Dabei wird eine Mehrzahl an Batteriezellen, welche insbesondere als Lithium-Ionen-Batteriezellen ausgebildet sind, und welche jeweils einen positiven Spannungsabgriff und einen negativen Spannungsabgriff aufweisen, zur Verfügung gestellt.In this case, a plurality of battery cells, which are designed in particular as lithium-ion battery cells, and which each have a positive voltage tap and a negative voltage tap, are made available.

Dabei wird jeweils eine Batteriezelle einer ersten Anzahl an Batteriezellen in einer ersten Öffnung eines ersten Aufnahmeelements aufgenommen und wird jeweils eine Batteriezelle einer zweiten Anzahl an Batteriezellen in einer zweiten Öffnung eines zweiten Aufnahmeelements aufgenommen.One battery cell of a first number of battery cells is received in a first opening of a first receiving element and one battery cell of a second number of battery cells is received in a second opening of a second receiving element.

Dabei werden die ersten Spannungsabgriffe der ersten Anzahl an Batteriezellen jeweils elektrisch leitend mit einer ersten Parallelschicht verbunden und werden die zweiten Spannungsabgriffe der zweiten Anzahl an Batteriezellen jeweils elektrisch leitend mit einer zweiten Parallelschicht verbunden.The first voltage taps of the first number of battery cells are each electrically connected to a first parallel layer and the second voltage taps of the second number of battery cells are each electrically connected to a second parallel layer.

Dabei wird die erste Parallelschicht insbesondere stoffschlüssig mit dem ersten Aufnahmeelement verbunden und wird die zweite Parallelschicht insbesondere stoffschlüssig mit dem zweiten Aufnahmeelement verbunden.In this case, the first parallel layer is in particular materially connected to the first receiving element and the second parallel layer is in particular materially connected to the second receiving element.

Weiterhin werden die erste Parallelschicht und die zweite Parallelschicht elektrisch leitend miteinander verbunden werden.Furthermore, the first parallel layer and the second parallel layer are connected to one another in an electrically conductive manner.

Insbesondere ist es hierbei möglich, dass die erste Parallelschicht und die zweite Parallelschicht elektrisch leitend und stoffschlüssig miteinander verbunden werden, indem zwischen der ersten Parallelschicht und der zweiten Parallelschicht ein Lotmaterial angeordnet wird und dieses Lotmaterial durch Anlegen einer äu-ßeren Spannung aufgeschmolzen wird. Der Stromfluss erfolgt hierbei also durch das erste Aufnahmeelement, die erste Parallelschicht, das Lotmaterial, die zweite Parallelschicht und das zweite Aufnahmeelement. Bevorzugt sind dabei das erste Aufnahmeelement und das zweite Aufnahmeelement elektrisch leitend ausgebildet. An dieser Stelle sei angemerkt, dass auch eine unmittelbare Verbindung zwischen der ersten Parallelschicht und der zweiten Parallelschicht, also ohne die Anordnung eines Lotmaterial, ausgebildet werden kann.In particular, it is possible here for the first parallel layer and the second parallel layer to be electrically conductively and cohesively connected to one another by placing a solder material between the first parallel layer and the second parallel layer and melting this solder material by applying an external voltage. In this case, the current flows through the first receiving element, the first parallel layer, the solder material, the second parallel layer and the second receiving element. The first receiving element and the second receiving element are preferably designed to be electrically conductive. At this point it should be noted that there is also a direct connection between the first parallel layer and the second parallel layer, that is to say without the arrangement of a solder material, can be formed.

Insbesondere ist es hierbei möglich, dass die erste Parallelschicht und die zweite Parallelschicht elektrisch leitend und stoffschlüssig miteinander verbunden werden, indem eine stoffschlüssige Verbindung ausgebildet wird, bevor die Batteriezellen angeordnet werden. Eine solche Verbindung kann beispielsweise mittels Schweißen, insbesondere mittels Ultraschallschweißen, ausgebildet werden.In particular, it is possible here for the first parallel layer and the second parallel layer to be connected to one another in an electrically conductive and cohesive manner by forming a cohesive connection before the battery cells are arranged. Such a connection can be formed, for example, by means of welding, in particular by means of ultrasonic welding.

FigurenlisteFigure list

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are shown in the drawings and explained in more detail in the description below.

Es zeigt:

  • 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls schematisch in einer Schnittansicht von der Seite,
  • 2 eine erste Ausführungsform einer Temperierfluidaufnahme eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls,
  • 3 eine zweite Ausführungsform einer Temperierfluidaufnahme eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls,
  • 4 eine dritte Ausführungsform einer Temperierfluidaufnahme eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls,
  • 5 eine vierte Ausführungsform einer Temperierfluidaufnahme eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls und
  • 6 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls.
It shows:
  • 1 an embodiment of a battery module according to the invention schematically in a sectional view from the side,
  • 2 a first embodiment of a temperature control fluid receptacle of a battery module according to the invention,
  • 3 a second embodiment of a temperature control fluid intake of a battery module according to the invention,
  • 4th a third embodiment of a temperature control fluid intake of a battery module according to the invention,
  • 5 a fourth embodiment of a temperature control fluid receptacle of a battery module according to the invention and
  • 6th another embodiment of a battery module according to the invention.

Die 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls 1 schematisch in einer Schnittansicht von der Seite.the 1 shows an embodiment of a battery module according to the invention 1 schematically in a sectional view from the side.

Das Batteriemodul 1 weist eine Mehrzahl an Batteriezellen 2 auf, welche insbesondere als Lithium-Ionen-Batteriezellen 20 ausgebildet sind.The battery module 1 has a plurality of battery cells 2 on, which in particular as lithium-ion battery cells 20th are trained.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 sind die Batteriezellen 2 dabei bevorzugt als zylindrische Batteriezellen 200 ausgebildet.According to the embodiment of 1 are the battery cells 2 preferably as cylindrical battery cells 200 educated.

Die Batteriezellen 2 weisen jeweils einen ersten Spannungsabgriff 31 und einen zweiten Spannungsabgriff 32 auf. Der erste Spannungsabgriff 31 ist dabei insbesondere ein positiver Spannungsabgriff. Der zweite Spannungsabgriff 32 ist dabei insbesondere ein negativer Spannungsabgriff. Bei der Ausführungsform gemäß 1 ist dabei jeweils ein Gehäuse 5 der Batteriezelle 2 und insbesondere der zylindrischen Batteriezelle 200 als erster Spannungsabgriff 31 ausgebildet.The battery cells 2 each have a first voltage tap 31 and a second voltage tap 32 on. The first voltage tap 31 is in particular a positive voltage tap. The second voltage tap 32 is in particular a negative voltage tap. In the embodiment according to 1 is one housing each 5 the battery cell 2 and in particular the cylindrical battery cell 200 as the first voltage tap 31 educated.

Die Mehrzahl an Batteriezellen 2 ist dabei in einer ersten Anzahl 21 an Batteriezellen 2 und in einer zweiten Anzahl 22 an Batteriezellen 2 angeordnet. An dieser Stelle sei angemerkt, dass in der 1 jeweils zwei Batteriezellen 2 der ersten Anzahl 21 an Batteriezellen 2 und jeweils zwei Batteriezellen 2 der zweiten Anzahl 22 an Batteriezellen 2 gezeigt sind.The majority of battery cells 2 is in a first number 21 on battery cells 2 and in a second number 22nd on battery cells 2 arranged. At this point it should be noted that in the 1 two battery cells each 2 the first number 21 on battery cells 2 and two battery cells each 2 the second number 22nd on battery cells 2 are shown.

Der erste Spannungsabgriff 31 der Batteriezelle 2 einer ersten Anzahl 21 an Batteriezellen 2 ist dabei jeweils an einer Bodenfläche 51 der Batteriezelle 2 ausgebildet.The first voltage tap 31 the battery cell 2 a first number 21 on battery cells 2 is in each case on a floor area 51 the battery cell 2 educated.

Der zweite Spannungsabgriff 32 der Batteriezelle 2 einer zweiten Anzahl 22 an Batteriezellen 2 ist dabei jeweils an einer Deckelfläche 52 der Batteriezelle 2 ausgebildet.The second voltage tap 32 the battery cell 2 a second number 22nd on battery cells 2 is in each case on a cover surface 52 the battery cell 2 educated.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass der erste Spannungsabgriff 31 dabei von dem Gehäuse 5 ausgebildet ist. Insbesondere ist der erste Spannungsabgriff 31 dabei von einer Mantelfläche 53 und einer Bodenfläche 51 gemeinsam ausgebildet. Der zweite Spannungsabgriff 32 ist dabei gegenüber dem Gehäuse 5 elektrisch isoliert.It should be noted at this point that the first voltage tap 31 thereby from the housing 5 is trained. In particular, is the first voltage tap 31 thereby from a lateral surface 53 and a floor area 51 trained together. The second voltage tap 32 is opposite the housing 5 electrically isolated.

Weiterhin weist das Batteriemodul 1 ein erstes Aufnahmeelement 61 auf, welches eine Mehrzahl an ersten Öffnungen 41 aufweist. In einer ersten Öffnung 41 ist dabei jeweils eine Batteriezelle 2 der ersten Anzahl 21 an Batteriezellen 2 aufgenommen.Furthermore, the battery module 1 a first receiving element 61 on, which has a plurality of first openings 41 having. In a first opening 41 is one battery cell each 2 the first number 21 on battery cells 2 recorded.

Weiterhin weist das Batteriemodul 1 ein zweites Aufnahmeelement 62 auf, welches eine Mehrzahl an zweiten Öffnungen 42 aufweist. In einer zweiten Öffnung 42 ist dabei jeweils eine Batteriezelle 2 der zweiten Anzahl 22 an Batteriezellen 2 aufgenommen.Furthermore, the battery module 1 a second receiving element 62 on, which has a plurality of second openings 42 having. In a second opening 42 is one battery cell each 2 the second number 22nd on battery cells 2 recorded.

Ferner weist das Batteriemodul 1 eine erste Parallelschicht 71 auf. Dabei sind die ersten Spannungsabgriffe 31 jeweils elektrisch leitend mit der ersten Parallelschicht 71 verbunden. Weiterhin ist die erste Parallelschicht 71 mit dem ersten Aufnahmeelement 61 verbunden, insbesondere ist diese Verbindung stoffschlüssig ausgebildet.Furthermore, the battery module 1 a first parallel shift 71 on. There are the first voltage taps 31 each electrically conductive with the first parallel layer 71 connected. Furthermore, the first parallel shift is 71 with the first receiving element 61 connected, in particular this connection is formed integrally.

Ferner weist das Batteriemodul 1 eine zweite Parallelschicht 72 auf. Dabei sind die zweiten Spannungsabgriffe 32 jeweils elektrisch leitend mit der zweiten Parallelschicht 72 verbunden. Weiterhin ist die zweite Parallelschicht 72 mit dem zweiten Aufnahmeelement 62 verbunden, insbesondere ist diese Verbindung stoffschlüssig ausgebildet.Furthermore, the battery module 1 a second parallel shift 72 on. The second voltage taps are here 32 each electrically conductive with the second parallel layer 72 connected. Furthermore, there is the second parallel layer 72 with the second receiving element 62 connected, in particular this connection is formed integrally.

Die erste Parallelschicht 71 verbindet die ersten Spannungsabgriffe 31 der ersten Anzahl 21 an Batteriezellen 2 elektrisch parallel miteinander.The first parallel shift 71 connects the first voltage taps 31 the first number 21 on battery cells 2 electrically in parallel with each other.

Die zweite Parallelschicht 72 verbindet die zweiten Spannungsabgriffe 32 der zweiten Anzahl 22 an Batteriezellen 2 elektrisch parallel miteinander.The second parallel shift 72 connects the second voltage taps 32 the second number 22nd on battery cells 2 electrically in parallel with each other.

Weiterhin sind die erste Parallelschicht 71 und die zweite Parallelschicht 72 elektrisch leitend miteinander verbunden. Insbesondere ist diese Verbindung stoffschlüssig ausgebildet. Dadurch sind die erste Anzahl 21 an Batteriezellen 2 und die zweite Anzahl 22 an Batteriezellen 2 elektrisch seriell miteinander verschaltet.Furthermore are the first parallel shift 71 and the second parallel layer 72 electrically connected to one another. In particular, this connection is formed integrally. This is the first number 21 on battery cells 2 and the second number 22nd on battery cells 2 electrically connected in series with one another.

Insgesamt sind die ersten Spannungsabgriffe 31 elektrisch leitend mit der ersten Parallelschicht 71 verbunden und die zweiten Spannungsabgriff 32 elektrisch leitend mit der zweiten Parallelschicht 72 verbunden. Durch die elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Parallelschicht 71 und der zweiten Parallelschicht 72 sind die jeweiligen ersten Spannungsabgriffe 31 und die jeweiligen zweiten Spannungsabgriffe 32 elektrisch seriell miteinander verbunden, wobei die einzelnen ersten Spannungsabgriffe 31 untereinander parallel miteinander verbunden sind und die einzelnen zweiten Spannungsabgriffe 32 untereinander elektrisch parallel miteinander verbunden sind.All in all, these are the first voltage taps 31 electrically conductive with the first parallel layer 71 connected and the second voltage tap 32 electrically conductive with the second parallel layer 72 connected. Due to the electrically conductive connection between the first parallel layer 71 and the second parallel layer 72 are the respective first voltage taps 31 and the respective second voltage taps 32 electrically connected in series, the individual first voltage taps 31 are connected to one another in parallel and the individual second voltage taps 32 are electrically connected to one another in parallel.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass in der 1 jeweils zwei erste Öffnungen 41 und zwei zweite Öffnungen 42 gezeigt sind.At this point it should be noted that in the 1 two first openings each 41 and two second openings 42 are shown.

Zudem ist in 1 gezeigt, dass die ersten Öffnungen 41 und die zweiten Öffnungen 42 jeweils am Rand einen Grat 8 zu Erhöhung der Stabilität aufweisen können.In addition, in 1 shown that the first openings 41 and the second openings 42 a ridge on each edge 8th to increase the stability.

Das Batteriemodul 1 weist innerhalb der ersten Öffnungen 41 oder innerhalb der zweiten Öffnungen 42 eine Isolation 6 auf. Die Isolation 6 isoliert dabei das Gehäuse 5 der Batteriezelle 2 innerhalb der ersten Öffnung 41 bzw. innerhalb der zweiten Öffnung 42 gegenüber dem ersten Aufnahmeelement 61 bzw. dem zweiten Aufnahmeelement 62 elektrisch.The battery module 1 faces within the first openings 41 or within the second openings 42 an isolation 6th on. The isolation 6th insulates the housing 5 the battery cell 2 inside the first opening 41 or within the second opening 42 compared to the first receiving element 61 or the second receiving element 62 electric.

Aus der 1 ist auch zu erkennen, dass die erste Anzahl 21 an Batteriezellen 2 und die zweite Anzahl 22 an Batteriezellen 2 gegenüberliegend angeordnet sind.From the 1 can also be seen that the first number 21 on battery cells 2 and the second number 22nd on battery cells 2 are arranged opposite one another.

An dieser Stelle sei bereits angemerkt, dass zwischen der ersten Parallelschicht 71 und der zweiten Parallelschicht 72 eine Temperierfluidaufnahme 80 angeordnet sein kann.At this point it should be noted that between the first parallel shift 71 and the second parallel layer 72 a temperature control fluid intake 80 can be arranged.

Des Weiteren ist aus der 1 auch zu erkennen, dass das Batteriemodul 1 einen Entgasungselement 10 aufweist. Insbesondere kann dabei die zweite Parallelschicht 72 und/oder die erste Parallelschicht 71 und/oder das zweite Aufnahmeelement 62 und/oder das erste Aufnahmeelement 61 den Entgasungselement 10 zumindest teilweise umfassen.Furthermore, from the 1 also to recognize that the battery module 1 a degassing element 10 having. In particular, the second parallel layer can be used 72 and / or the first parallel layer 71 and / or the second receiving element 62 and / or the first receiving element 61 the degassing element 10 at least partially include.

Das Entgasungselement 10 ist dabei dazu ausgebildet, bei Überschreiten eines bestimmten Drucks zu öffnen. Insbesondere umfassen Batteriezellen 2 üblicherweise benachbart zu dem zweiten Spannungsabgriff 32 ein Entgasungsventil, welches in einem sicherheitskritischen Fall öffnet, um Gas aus der Batteriezelle 2 auszulassen. Mittels des Entgasungselement 10 kann dieses Gas an eine Umgebung abgeführt werden.The degassing element 10 is designed to open when a certain pressure is exceeded. In particular, include battery cells 2 usually adjacent to the second voltage tap 32 a degassing valve, which opens in a safety-critical case, to remove gas from the battery cell 2 to leave out. By means of the degassing element 10 this gas can be discharged to an environment.

Die 2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Temperierfluidaufnahme 8 eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls 1.the 2 shows a first embodiment of a temperature control fluid receptacle 8th a battery module according to the invention 1 .

Dabei sind zunächst die erste Parallelschicht 71 und die zweite Parallelschicht 72 zu erkennen, wobei zwischen der ersten Parallelschicht 71 und der zweiten Parallelschicht 72 die Temperierfluidaufnahme 8 ausgebildet ist.First there are the first parallel shift 71 and the second parallel layer 72 to see, being between the first parallel layer 71 and the second parallel layer 72 the temperature control fluid intake 8th is trained.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 verbinden Abstandselemente 9 die erste Parallelschicht 71 und die zweite Parallelschicht 72 unter Ausbildung der Temperierfluidaufnahme 8 miteinander. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass die erste Parallelschicht 71 und die zweite Parallelschicht 72 voneinander beabstandet sind und durch diese Beabstandung die Temperierfluidaufnahme 8 ausgebildet ist. Die Abstandselemente 9 können aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet sein, sodass mittels der Abstandselemente 9 auch die elektrisch leitende Verbindung ausgebildet werden kann. Weiterhin ist es möglich, dass die erste Parallelschicht 71 und die zweite Parallelschicht 72 an ausgewählten Stellen unmittelbar oder mittels eines weiteren Verbindungselements elektrisch leitend verbunden sind, was in der 2 jedoch nicht zu erkennend ist.In the embodiment according to 2 connect spacers 9 the first parallel shift 71 and the second parallel layer 72 with the formation of the temperature control fluid intake 8th together. In other words, this means that the first parallel shift 71 and the second parallel layer 72 are spaced from each other and by this spacing the temperature control fluid receptacle 8th is trained. The spacers 9 can be formed from an electrically conductive material, so that by means of the spacer elements 9 the electrically conductive connection can also be formed. It is also possible that the first parallel layer 71 and the second parallel layer 72 are connected in an electrically conductive manner at selected points directly or by means of a further connecting element, which is shown in the 2 but cannot be seen.

Insbesondere bietet die in der 2 gezeigte Ausführungsform den Vorteil, dass eine von Temperierfluid durchströmbare Temperierfluidaufnahme 8 ausgebildet werden kann.In particular, the 2 The embodiment shown has the advantage that a temperature control fluid receptacle through which temperature control fluid can flow 8th can be trained.

Die 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Temperierfluidaufnahme 8 eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls 1.the 3 shows a second embodiment of a temperature control fluid receptacle 8th a battery module according to the invention 1 .

Dabei sind zunächst die erste Parallelschicht 71 und die zweite Parallelschicht 72 zu erkennen, wobei zwischen der ersten Parallelschicht 71 und der zweiten Parallelschicht 72 die Temperierfluidaufnahme 8 ausgebildet ist.First there are the first parallel shift 71 and the second parallel layer 72 to see, being between the first parallel layer 71 and the second parallel layer 72 the temperature control fluid intake 8th is trained.

Die zweite Parallelschicht 72 weist dabei Vorsprünge 11 auf, welche dazu ausgebildet sind, mit der ersten Parallelschicht 71 stoffschlüssig verbunden zu werden. Dazu ist zwischen den Vorsprüngen 11 der zweiten Parallelschicht 72 und der ersten Parallelschicht 71 weiterhin ein Lotmaterial 12 angeordnet, welches beispielsweise durch Erwärmung mittels elektrischen Stromfluss aufgeschmolzen werden kann und dadurch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Vorsprüngen 11 der zweiten Parallelschicht 72 und der ersten Parallelschicht 71 und somit zwischen der ersten Parallelschicht 71 und der zweiten Parallelschicht 72 ausbildet. Die Vorsprünge 11 ragen in diesem Beispiel aus einer Grundebene der zweiten Parallelschicht 72 hervor und können dadurch die erste Parallelschicht 71 und die zweite Parallelschicht 72 bzw. deren Grundebene unter Ausbildung der Temperierfluidaufnahme 8 voneinander beabstanden. Die Vorsprünge 11 können beispielsweise durch Prägen oder Stanzen ausgebildet werden.The second parallel shift 72 has projections 11th which are designed for this purpose with the first parallel layer 71 cohesive to be connected. This is between the projections 11th the second parallel shift 72 and the first parallel shift 71 still a solder material 12th arranged, which can be melted for example by heating by means of an electrical current flow and thereby a material connection between the projections 11th the second parallel shift 72 and the first parallel shift 71 and thus between the first parallel layer 71 and the second parallel layer 72 trains. The protrusions 11th in this example protrude from a ground plane of the second parallel layer 72 and can thereby create the first parallel shift 71 and the second parallel layer 72 or their basic level with the formation of the temperature control fluid intake 8th spaced from each other. The protrusions 11th can be formed, for example, by embossing or stamping.

Insbesondere bietet die in der 3 gezeigte Ausführungsform den Vorteil, dass eine von Temperierfluid durchströmbare Temperierfluidaufnahme 8 ausgebildet werden kann.In particular, the 3 The embodiment shown has the advantage that a temperature control fluid receptacle through which temperature control fluid can flow 8th can be trained.

Die 4 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Temperierfluidaufnahme 8 eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls 1.the 4th shows a third embodiment of a temperature control fluid receptacle 8th a battery module according to the invention 1 .

Dabei sind zunächst die erste Parallelschicht 71 und die zweite Parallelschicht 72 angedeutet, wobei zwischen der ersten Parallelschicht 71 und der zweiten Parallelschicht 72 die Temperierfluidaufnahme 8 ausgebildet ist.First there are the first parallel shift 71 and the second parallel layer 72 indicated, with between the first parallel layer 71 and the second parallel layer 72 the temperature control fluid intake 8th is trained.

Die zweite Parallelschicht 72 weist hierbei Vorsprünge 13 auf, welche im Unterschied zu der in der 3 gezeigten Ausführungsform die erste Parallelschicht 71 nicht unmittelbar mechanisch berühren. Die Vorsprünge 13 dienen hier insbesondere einer Strömungsführung bzw. einer Erhöhung der Turbulenz der Strömung. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die erste Parallelschicht 71 und die zweite Parallelschicht 72 mittels weiterer elektrisch leitende Verbindungselemente elektrisch leitend miteinander verbunden sind, was in der 4 allerdings nicht zu erkennen ist.The second parallel shift 72 here has projections 13th which differs from that in the 3 embodiment shown the first parallel layer 71 do not touch directly mechanically. The protrusions 13th serve here in particular to guide the flow or to increase the turbulence of the flow. It should be noted at this point that the first parallel layer 71 and the second parallel layer 72 are electrically conductively connected to one another by means of further electrically conductive connecting elements, which is shown in the 4th however, it cannot be seen.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass die in den 2 bis 4 gezeigten Ausführungsformen insbesondere deren zweite Parallelschicht 72 das Entgasungselement 10 umfassen können, sodass eine Entgasung beispielsweise in die Temperierfluidaufnahme 8 hinein möglich ist.It should be noted at this point that the 2 until 4th Embodiments shown in particular their second parallel layer 72 the degassing element 10 can include, so that degassing, for example, in the temperature control fluid receptacle 8th into is possible.

Die erste Parallelschicht 71 und die zweite Parallelschicht 72 sind im Wesentlichen eben ausgebildet. Weiterhin sind die Parallelschicht 71 und die zweite Parallelschicht 72 aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, wie beispielsweise einem metallischen Werkstoff ausgebildet.The first parallel shift 71 and the second parallel layer 72 are essentially flat. Furthermore are the parallel shift 71 and the second parallel layer 72 formed from an electrically conductive material such as a metallic material.

Die 5 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Temperierfluidaufnahme 8 eines erfindungsgemäßen Batteriemoduls 1.the 5 shows a fourth embodiment of a temperature control fluid receptacle 8th a battery module according to the invention 1 .

Dabei ist zunächst nur die zweite Parallelschicht 72 zu erkennen, wobei auch hier zwischen der nicht zu erkennenden ersten Parallelschicht 71 und der zweiten Parallelschicht 72 die Temperierfluidaufnahme 8 ausgebildet ist.There is initially only the second parallel shift 72 to be recognized, whereby also here between the not to be recognized first parallel slice 71 and the second parallel layer 72 the temperature control fluid intake 8th is trained.

Im Unterschied zu den Ausführungsformen gemäß den 2 bis 4 kann innerhalb der Temperierfluidaufnahme 8 zusätzlich ein erstes Phasenwechselmaterial 121 angeordnet sein.In contrast to the embodiments according to FIGS 2 until 4th can within the temperature control fluid intake 8th additionally a first phase change material 121 be arranged.

Weiterhin kann im Unterschied zu den Ausführungsformen gemäß den 2 bis 4 auf einer der Temperierfluidaufnahme 8 abgewandten Seite der zweiten Parallelschicht 72 eine Hitzeschutzmaterial 14 angeordnet sein, welches dazu ausgebildet ist, die Temperierfluidaufnahme 8 gegenüber den Batteriezellen 2 wärmeleitend zumindest teilweise zu isolieren und beispielsweise als ein zweites Phasenwechselmaterial 122 ausgebildet sein kann.Furthermore, in contrast to the embodiments according to FIGS 2 until 4th on one of the temperature control fluid receptacles 8th facing away from the second parallel layer 72 a heat protection material 14th be arranged, which is designed to accommodate the temperature control fluid 8th compared to the battery cells 2 To insulate at least partially thermally conductive and, for example, as a second phase change material 122 can be formed.

Die 6 zeigt eine Ausführungsform eines weiteren Batteriemoduls 1.the 6th shows an embodiment of a further battery module 1 .

Das Batteriemodul 1 weist eine Mehrzahl an ersten Parallelschichten 71 und eine Mehrzahl an zweiten Parallelschicht 72 auf. Insbesondere weist das Batteriemodul 1 hierbei zwei Paare bestehend jeweils aus einer ersten Parallelschicht 71 und einer zweiten Parallelschicht 72 auf. Ein jedes Paar besteht somit auseinander zugeordneten ersten Parallelschichten 71 und zweiten Parallelschicht 72. Jedem Paar an Parallelschichten 71, 72 ist dabei eine erste Anzahl 21 an Batteriezellen 2 und eine zweite Anzahl 22 an Batteriezellen 2 zugeordnet. In dieser Beziehung entspricht die in der 3 gezeigte Ausführungsform des Batteriemoduls 1 der in der 1 gezeigten Ausführungsform des Batteriemoduls 1.The battery module 1 has a plurality of first parallel layers 71 and a plurality of second parallel layers 72 on. In particular, the battery module 1 here two pairs each consisting of a first parallel layer 71 and a second parallel layer 72 on. Each pair thus consists of first parallel layers assigned to one another 71 and second parallel layer 72 . Every pair of parallel shifts 71 , 72 is a first number 21 on battery cells 2 and a second number 22nd on battery cells 2 assigned. In this respect corresponds to that in 3 Shown embodiment of the battery module 1 the Indian 1 embodiment of the battery module shown 1 .

Aus der 6 ist zu erkennen, dass die mittleren Batteriezellen 2 die erste Anzahl 21 an Batteriezellen 2 des unteren Paares an Parallelschichten 71, 72 sind und dass die mittleren Batteriezellen 2 zugleich die zweite Anzahl 22 an Batteriezellen 2 der oberen Paares an Parallelschicht 71, 72 sind.From the 6th you can see that the middle battery cells 2 the first number 21 on battery cells 2 of the lower pair of parallel layers 71 , 72 and that the middle battery cells 2 at the same time the second number 22nd on battery cells 2 of the upper pair of parallel layers 71 , 72 are.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass von den ersten Anzahlen 21 an Batteriezellen 2 und von den zweiten Anzahlen 22 an Batteriezellen 2 jeweils nur eine der Batteriezellen 2 gezeigt ist.At this point it should be noted that from the first numbers 21 on battery cells 2 and from the second numbers 22nd on battery cells 2 only one of the battery cells at a time 2 is shown.

Zudem weist das Batteriemodul 1 zwei Endplatten 15 auf, welche eine elektrisch endständig angeordnet erste Anzahl 21 an Batteriezellen 2 bzw. zweite Anzahl 22 an Batteriezellen 2 elektrisch parallel miteinander verschaltet.In addition, the battery module 1 two end plates 15th on which an electrically terminally arranged first number 21 on battery cells 2 or second number 22nd on battery cells 2 electrically connected in parallel with each other.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 3096372 B1 [0004]EP 3096372 B1 [0004]

Claims (10)

Batteriemodul mit einer Mehrzahl an Batteriezellen (2), welche insbesondere als Lithium-Ionen-Batteriezellen (20) ausgebildet sind, wobei die Batteriezellen (2) jeweils einen ersten Spannungsabgriff (31) und einen zweiten Spannungsabgriff (32) aufweisen, und die Mehrzahl an Batteriezellen (2) in einer ersten Anzahl (21) an Batteriezellen (2) und in einer zweiten Anzahl (22) an Batteriezellen (2) angeordnet ist, wobei das Batteriemodul (1) ein erstes Aufnahmeelement (61) aufweist, welches eine Mehrzahl an ersten Öffnungen (41) aufweist, in welchen jeweils eine Batteriezelle (2) der ersten Anzahl (21) an Batteriezellen (2) aufgenommen ist, und das Batteriemodul (1) ein zweites Aufnahmeelement (62) aufweist, welches eine Mehrzahl an zweiten Öffnungen (42) aufweist, in welchen jeweils eine Batteriezelle (2) der zweiten Anzahl (22) an Batteriezellen (2) aufgenommen ist, und das Batteriemodul (1) eine erste Parallelschicht (71) aufweist, wobei die ersten Spannungsabgriffe (31) der ersten Anzahl (21) an Batteriezellen (2) jeweils elektrisch leitend mit der ersten Parallelschicht (71) verbunden sind und die erste Parallelschicht (71) insbesondere stoffschlüssig mit dem ersten Aufnahmeelement (61) verbunden ist, und das Batteriemodul (1) eine zweite Parallelschicht (72) aufweist, wobei die zweiten Spannungsabgriffe (32) der zweiten Anzahl (21) an Batteriezellen (2) jeweils elektrisch leitend mit der zweiten Parallelschicht (72) verbunden sind und die zweite Parallelschicht (72) insbesondere stoffschlüssig mit dem zweiten Aufnahmeelement (62) verbunden ist, wobei die erste Parallelschicht (71) und die zweite Parallelschicht (72) elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Battery module with a plurality of battery cells (2), which are designed in particular as lithium-ion battery cells (20), the battery cells (2) each having a first voltage tap (31) and a second voltage tap (32), and the plurality of battery cells (2) is arranged in a first number (21) of battery cells (2) and in a second number (22) of battery cells (2), wherein the battery module (1) has a first receiving element (61) which has a plurality of first openings (41) in each of which a battery cell (2) of the first number (21) of battery cells (2) is received, and the battery module (1) has a second receiving element (62) which has a plurality of second openings (42) in each of which a battery cell (2) of the second number (22) of battery cells (2) is received, and the battery module (1) has a first parallel layer (71), the first voltage taps (31) of the first number (21) of battery cells (2) each being electrically conductively connected to the first parallel layer (71) and the first parallel layer (71) is in particular materially connected to the first receiving element (61), and the battery module (1) has a second parallel layer (72), the second voltage taps (32) of the second number (21) of battery cells (2) each being electrically conductively connected to the second parallel layer (72) and the second parallel layer (72) is in particular materially connected to the second receiving element (62), the first parallel layer (71) and the second parallel layer (72) being connected to one another in an electrically conductive manner. Batteriemodul nach dem vorherigen Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (2) jeweils als zylindrische Batteriezellen (200) ausgebildet sind, wobei jeweils ein Gehäuse (5) einer Batteriezelle (2) als erster Spannungsabgriff (31) ausgebildet ist.Battery module after the previous one Claim 1 , characterized in that the battery cells (2) are each designed as cylindrical battery cells (200), a housing (5) of a battery cell (2) being designed as a first voltage tap (31). Batteriemodul nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anzahl (21) an Batteriezellen (2) und die zweite Anzahl (22) an Batteriezellen (2) gegenüberliegend angeordnet sind.Battery module after one of the previous ones Claims 1 until 2 , characterized in that the first number (21) of battery cells (2) and the second number (22) of battery cells (2) are arranged opposite one another. Batteriemodul nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Parallelschicht (71) und die zweite Parallelschicht (72) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.Battery module after one of the previous ones Claims 1 until 3 , characterized in that the first parallel layer (71) and the second parallel layer (72) are materially connected to one another. Batteriemodul nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spannungsabgriff (31) der Batteriezelle (2) der ersten Anzahl (21) an Batteriezellen (2) jeweils an einer Bodenfläche (51) der Batteriezelle (2) ausgebildet ist und der zweite Spannungsabgriff (32) der Batteriezelle (2) der zweiten Anzahl (22) an Batteriezellen (2) jeweils an einer Deckelfläche (52) der Batteriezelle (2) ausgebildet ist.Battery module after one of the previous ones Claims 1 until 4th , characterized in that the first voltage tap (31) of the battery cell (2) of the first number (21) of battery cells (2) is formed in each case on a bottom surface (51) of the battery cell (2) and the second voltage tap (32) of the battery cell (2) the second number (22) of battery cells (2) is formed in each case on a cover surface (52) of the battery cell (2). Batteriemodul nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Parallelschicht (71) und der zweiten Parallelschicht (72) eine Temperierfluidaufnahme (80) ausgebildet ist.Battery module after one of the previous ones Claims 1 until 5 , characterized in that a temperature control fluid receptacle (80) is formed between the first parallel layer (71) and the second parallel layer (72). Batteriemodul nach dem vorherigen Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Parallelschicht (72) und/oder das zweite Aufnahmeelement (62) weiterhin ein Entgasungselement (10) aufweisen, welches ausgebildet, bei Überschreiten eines bestimmten Drucks zu öffnen.Battery module after the previous one Claim 6 , characterized in that the second parallel layer (72) and / or the second receiving element (62) furthermore have a degassing element (10) which is designed to open when a certain pressure is exceeded. Batteriemodul nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemodul (1) eine Mehrzahl an jeweils einander zugeordneten ersten Parallelschichten (71) und zweiten Parallelschichten (72) aufweist, welche elektrisch in Serie und/oder in Reihe miteinander geschaltet sind.Battery module after one of the previous ones Claims 1 until 6th , characterized in that the battery module (1) has a plurality of mutually associated first parallel layers (71) and second parallel layers (72) which are electrically connected in series and / or in series with one another. Batteriemodul nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemodul (1) zumindest eine Endplatte (15) aufweist, welche eine, insbesondere elektrisch endständig angeordnete, erste Anzahl (21) an Batteriezellen (2) oder zweite Anzahl (22) an Batteriezellen (2) elektrisch parallel miteinander verschaltet.Battery module after one of the previous ones Claims 1 until 7th , characterized in that the battery module (1) has at least one end plate (15) which has a first number (21) of battery cells (2) or a second number (22) of battery cells (2) electrically parallel to one another, in particular electrically terminally arranged interconnected. Verfahren zu Herstellung eines Batteriemoduls (1), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Mehrzahl an Batteriezellen (2), welche insbesondere als Lithium-Ionen-Batteriezellen (20) ausgebildet sind, und welche jeweils einen ersten Spannungsabgriff (31) und einen zweiten Spannungsabgriff (32) aufweisen, zur Verfügung gestellt werden, wobei jeweils eine Batteriezelle (2) einer ersten Anzahl (21) an Batteriezellen (2) in einer ersten Öffnung (41) eines ersten Aufnahmeelements (61) aufgenommen wird und jeweils eine Batteriezelle (2) einer zweiten Anzahl (22) an Batteriezellen (2) in einer zweiten Öffnung (42) eines zweiten Aufnahmeelements (62) aufgenommen wird, wobei die ersten Spannungsabgriffe (31) der ersten Anzahl (21) an Batteriezellen (2) jeweils elektrisch leitend mit einer ersten Parallelschicht (71) verbunden werden und die zweiten Spannungsabgriffe (32) der zweiten Anzahl (22) an Batteriezellen (2) jeweils elektrisch leitend mit einer zweiten Parallelschicht (72) verbunden werden, wobei die erste Parallelschicht (71) insbesondere stoffschlüssig mit dem ersten Aufnahmeelement (61) verbunden wird und die zweite Parallelschicht (72) insbesondere stoffschlüssig mit dem zweiten Aufnahmeelement (62) verbunden wird, wobei die erste Parallelschicht (71) und die zweite Parallelschicht (72) elektrisch leitend miteinander verbunden werden.Method for producing a battery module (1), in particular according to one of the preceding Claims 1 until 9 , wherein a plurality of battery cells (2), which are designed in particular as lithium-ion battery cells (20), and which each have a first voltage tap (31) and a second voltage tap (32), are made available, one in each case Battery cell (2) of a first number (21) of battery cells (2) is received in a first opening (41) of a first receiving element (61) and in each case one battery cell (2) of a second number (22) of battery cells (2) in one second opening (42) of a second receiving element (62) is received, wherein the first voltage taps (31) of the first number (21) of battery cells (2) are each electrically connected to a first parallel layer (71) and the second voltage taps (32) of the second number (22) of battery cells (2) are each electrically connected be connected to a second parallel layer (72), wherein the first parallel layer (71) is in particular materially connected to the first receiving element (61) and the second parallel layer (72) is in particular materially connected to the second receiving element (62), the first Parallel layer (71) and the second parallel layer (72) are connected to one another in an electrically conductive manner.
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