DE102021115897A1

DE102021115897A1 - Battery module and traction battery

Info

Publication number: DE102021115897A1
Application number: DE102021115897.4A
Authority: DE
Inventors: Jesko Thomaß; Hendrik Laurenz Laufen; Volker Boehringer
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2021-06-18
Filing date: 2021-06-18
Publication date: 2022-12-22
Also published as: WO2022263677A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriemodul (1) für eine Antriebsbatterie eines Kraftfahrzeuges, umfassend eine Mehrzahl von in einer Stapelrichtung (2) hintereinander angeordneten Batteriezellen (3), und zumindest eine sich in Stapelrichtung (2) seitlich der Mehrzahl von Batteriezellen erstreckende, eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (6) aufweisende Spannplatte (5) zum Verspannen der Mehrzahl von Batteriezellen (3) zueinander in Stapelrichtung (2), wobei die Spannplatte (5) mit ihrer den Batteriezellen (3) zugewandten Seite (13) mit den Batteriezellen (3) in Kontakt ist, wobei in zumindest einer der Durchgangsöffnungen (6), bevorzugt in einer Mehrzahl der Durchgangsöffnungen (6), besonders bevorzugt in allen Durchgangsöffnungen (6), ein Leitermedium (7) zum Bereitstellen einer direkten Wärmeübertragung von einer Batteriezelle (3) zu einer an der der den Batteriezellen (3) zugewandten Seite (13) gegenüberliegenden Außenseite (14) der Spannplatte (5) angeordneten Temperiereinheit (8) angeordnet ist, sowie eine ein derartiges Batteriemodul umfassende Antriebsbatterie zum Bereitstellen eines Antriebsstromes für einen Elektromotor eines Kraftfahrzeuges.The present invention relates to a battery module (1) for a drive battery of a motor vehicle, comprising a plurality of battery cells (3) arranged one behind the other in a stacking direction (2), and at least one battery cell extending to the side of the plurality of battery cells in the stacking direction (2), a plurality clamping plate (5) having passage openings (6) for clamping the plurality of battery cells (3) to one another in the stacking direction (2), the clamping plate (5) having its side (13) facing the battery cells (3) connected to the battery cells (3) is in contact, a conductor medium (7) for providing direct heat transfer from a battery cell (3) to at least one of the through-openings (6), preferably in a plurality of the through-openings (6), particularly preferably in all of the through-openings (6). a tempering system arranged on the side (13) opposite the side (13) facing the battery cells (14) of the clamping plate (5). Unit (8) is arranged, as well as a drive battery comprising such a battery module for providing a drive current for an electric motor of a motor vehicle.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriemodul für eine Antriebsbatterie und eine Antriebsbatterie zum Bereitstellen eines Antriebsstromes für einen Elektromotor eines Kraftfahrzeuges.The present invention relates to a battery module for a drive battery and a drive battery for providing a drive current for an electric motor of a motor vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Im Bereich von Batterieanordnungen, beispielsweise von Fahrzeugbatterien, ist es bekannt, diese aus mehreren Batteriemodulen zusammenzusetzen, wobei die einzelnen Batteriemodule ihrerseits eine Mehrzahl von Batteriezellen aufweisen können. Mithin bilden die mehrere Batteriezellen aufweisenden Batteriemodule jeweils Hochvolt-Einheiten aus.In the field of battery arrangements, for example vehicle batteries, it is known to put them together from a number of battery modules, it being possible for the individual battery modules in turn to have a number of battery cells. Consequently, the battery modules having a plurality of battery cells each form high-voltage units.

Bei der Verwendung von prismatischen Batteriezellen werden diese in der Regel in einer Stapelrichtung gestapelt, beispielsweise nebeneinander bzw. hintereinander, so dass die an der Oberseite angeordneten Kontakte der Zellen alle an der Oberseite durch eine gemeinsame Sammelschiene kontaktiert werden können.When using prismatic battery cells, they are usually stacked in a stacking direction, for example next to one another or one behind the other, so that the contacts of the cells arranged on the top can all be contacted on the top by a common busbar.

Prismatische Batteriezellen werden zur Ausbildung der Batteriemodule in Stapelrichtung gegeneinander vorgespannt, um zum einen eine mechanische Verbindung bereit zu stellen und andererseits eine Kraft gegen die Schwellkräfte der prismatischen Batteriezellen bei ihren Lade und Entladezyklen bereit zu stellen. Hierzu kommt eine Spannvorrichtung bzw. ein Zugankersystem zum Einsatz, welches eine Vorspannung auf die Batteriezellen in Stapelrichtung aufbringt. Dieses Zugankersystem umfasst Endplatten und Zuganker, wobei letztere beispielsweise durch eine Spannplatte zum Verspannen der Batteriezellen zueinander in Stapelrichtung ausgebildet sein können. Die Zuganker bzw. Spannplatten erfüllen im Batteriemodul ausschließlich die genannten mechanischen Aufgaben. Sie werden in der Regel an den Batteriezellen seitlich vorbeigeführt.To form the battery modules, prismatic battery cells are prestressed against one another in the stacking direction, on the one hand to provide a mechanical connection and on the other hand to provide a force against the swelling forces of the prismatic battery cells during their charging and discharging cycles. For this purpose, a clamping device or a tie rod system is used, which applies a preload to the battery cells in the stacking direction. This tie rod system includes end plates and tie rods, the latter being able to be formed, for example, by a clamping plate for bracing the battery cells to one another in the stacking direction. In the battery module, the tie rods or clamping plates only fulfill the specified mechanical tasks. They are usually guided past the side of the battery cells.

Die Batteriemodule müssen derart ausgebildet sein, dass die beim Betrieb sowie beim Aufladen der Batteriezellen unweigerlich entstehende Verlustwärme abgeführt werden kann. Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Temperaturverteilung innerhalb einer Batteriezellen sowie zwischen den Batteriezellen eines Batteriemoduls innerhalb gewisser Grenzen bzw. Toleranzen gehalten werden. Entsprechend ist es bekannt, die im Batteriemodul verbauten Batteriezellen an zumindest einer Seite zu kühlen. Am effektivsten wäre hierbei ein Kühlen der Batteriezellen an mehreren Seiten der Zellen. Dies ist jedoch durch die Spannvorrichtung bzw. die Spannplatten eingeschränkt, da diese im Regelfall mindestens zwei Seitenflächen des Moduls verdecken, sodass von dort keine oder nur eine eingeschränkte Kühlung erfolgen kann.The battery modules must be designed in such a way that the heat loss that inevitably occurs during operation and when charging the battery cells can be dissipated. In addition, it is advantageous if the temperature distribution within a battery cell and between the battery cells of a battery module is kept within certain limits or tolerances. Accordingly, it is known to cool the battery cells installed in the battery module on at least one side. The most effective way would be to cool the battery cells on several sides of the cells. However, this is limited by the clamping device or the clamping plates, since these usually cover at least two side surfaces of the module, so that no or only limited cooling can take place from there.

Aus der DE 10 2009 038 404 A1 ist ein Batteriemodul zu entnehmen, das eine Spannvorrichtung umfasst, welches zum Verspannen der Batteriezellen plattenförmige Halteelemente umfasst, welche Öffnungen aufweisen, um einen Wärmestau von Wärme der in die Spannvorrichtung eingebauten Batteriezellen zu verhindern. An der Innenseite der plattenförmigen Halteelemente sind Noppen zum Toleranzausgleich angeordnet, welche die Platten von den Batteriezellen beabstanden.From the DE 10 2009 038 404 A1 a battery module can be seen, which includes a clamping device, which includes plate-shaped holding elements for clamping the battery cells, which have openings in order to prevent a build-up of heat from the battery cells installed in the clamping device. On the inside of the plate-shaped holding elements, knobs are arranged for tolerance compensation, which space the plates from the battery cells.

Zum Kühlen der in einem Batteriemodul in Stapelrichtung geschichteten Batteriezellen lehrt die US 2014/0356690 A1 , zwischen den einzelnen Batteriezellen Abstandshalter vorzusehen, so dass zwischen den einzelnen Batteriezellen in Stapelrichtung Strömungskanäle für ein strömungsfähiges Fluid ausgebildet sind. Damit das Fluid zu den Strömungskanälen gelangen kann, weisen die seitlich der Batteriezellen angeordneten Spannplatten Öffnungen auf, durch welche das Kühlfluid von außen in die Kanäle strömen kann. Aus der JP 2008 277 085 A ist ein analog ausgebildetes Batteriemodul zu entnehmen. Durch das Vorsehen der Kühlkanäle kann zwischen den Batteriezellen die Kühlleistung erhöht werden. Andererseits weisen derartige Batteriemodule einen komplizierten Aufbau auf, sind schwer und haben bezogen auf die Anzahl an Batteriezellen in Stapelrichtung eine große Längserstreckung. Entsprechend kann die Energiedichte derartig aufgebauter Batteriemodule, mithin deren Kapazität bezogen auf ihr Volumen oder ihre Masse im Vergleich zu Batteriemodulen mit gleicher Anzahl an Batteriezellen ohne Kühlungskanäle vergleichsweise gering sein.For cooling the battery cells layered in the stacking direction in a battery module, US 2014/0356690 A1 to provide spacers between the individual battery cells, so that flow channels for a fluid capable of flowing are formed between the individual battery cells in the stacking direction. So that the fluid can reach the flow channels, the clamping plates arranged on the side of the battery cells have openings through which the cooling fluid can flow from the outside into the channels. From the JP 2008 277 085 A an analogous battery module can be seen. By providing the cooling channels, the cooling capacity can be increased between the battery cells. On the other hand, such battery modules have a complicated structure, are heavy and have a large longitudinal extent in relation to the number of battery cells in the stacking direction. Accordingly, the energy density of battery modules constructed in this way, and therefore their capacity in relation to their volume or their mass, can be comparatively low compared to battery modules with the same number of battery cells without cooling channels.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Batteriemodul für eine Antriebsbatterie eines Kraftfahrzeuges, sowie eine verbesserte Antriebsbatterie eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen.Proceeding from the known prior art, it is an object of the present invention to provide an improved battery module for a drive battery of a motor vehicle, and an improved drive battery of a motor vehicle.

Die Aufgabe wird durch ein Batteriemodul für eine Antriebsbatterie eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.The object is achieved by a battery module for a drive battery of a motor vehicle with the features of claim 1. Advantageous developments result from the dependent claims, the description and the figures.

Entsprechend wird ein Batteriemodul für eine Antriebsbatterie eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, umfassend eine Mehrzahl von in einer Stapelrichtung hintereinander angeordneten Batteriezellen, und zumindest eine sich in Stapelrichtung seitlich der Mehrzahl von Batteriezellen erstreckende, eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen aufweisende Spannplatte zum Verspannen der Mehrzahl von Batteriezellen zueinander in Stapelrichtung, wobei die Spannplatte mit ihrer den Batteriezellen zugewandten Seite mit den Batteriezellen in Kontakt ist. Bei dem Batteriemodul ist ferner in zumindest einer der Durchgangsöffnungen, bevorzugt in einer Mehrzahl der Durchgangsöffnungen, besonders bevorzugt in allen Durchgangsöffnungen, ein Leitermedium zum Bereitstellen einer direkten Wärmeübertragung von einer Batteriezelle zu einer an der den Batteriezellen zugewandten Seite gegenüberliegenden Außenseite der Spannplatte angeordneten Temperiereinheit angeordnet.Accordingly, a battery module for a drive battery of a motor vehicle is proposed, comprising a plurality of battery cells arranged one behind the other in a stacking direction, and at least one in the stacking direction to the side of the Tensioning plate extending over a plurality of battery cells and having a plurality of through-openings for bracing the plurality of battery cells to one another in the stacking direction, the clamping plate being in contact with the battery cells with its side facing the battery cells. In the battery module, in at least one of the through-openings, preferably in a plurality of through-openings, particularly preferably in all of the through-openings, a conductive medium is arranged to provide direct heat transfer from a battery cell to a temperature control unit arranged on the opposite side of the clamping plate on the side facing the battery cells.

Dadurch, dass in zumindest einer der Durchgangsöffnungen ein Leitermedium zum Bereitstellen einer direkten Wärmeübertragung von einer Batteriezelle zu einer an der den Batteriezellen zugewandten Seite gegenüberliegenden Außenseite der Spannplatte angeordneten Temperiereinheit angeordnet ist, kann ein thermischer Widerstand zwischen den jeweiligen Batteriezellen und der Temperiereinheit reduziert werden. Beispielsweise kann zwischen den Seitenflächen der jeweiligen Batteriezellen und der Temperiereinheit der thermische Widerstand reduziert werden.The fact that a conductive medium for providing direct heat transfer from a battery cell to a temperature control unit arranged on the side opposite the side facing the battery cells of the clamping plate is arranged in at least one of the through-openings, a thermal resistance between the respective battery cells and the temperature control unit can be reduced. For example, the thermal resistance can be reduced between the side surfaces of the respective battery cells and the temperature control unit.

Das Leitermedium ist zum einen mit zumindest einer Batteriezelle bzw. mit deren Seitenfläche in wärmeleitenden Kontakt, und ist mit der Temperiereinheit in wärmeleitenden Kontakt. Entsprechend kann eine Wärmeabfuhr von der zumindest einen Batteriezelle über das Leitermedium zur Temperiereinheit erfolgen. Als Grenzflächen liegen nur die Grenzfläche zwischen Batteriezelle und Leitermedium und die Grenzfläche zwischen Leitermedium und Temperiereinheit vor. Entsprechend wird eine direkte Wärmeübertragung von der Batteriezelle über das Leitermedium an die Temperiereinheit bereitgestellt.The conductor medium is in heat-conducting contact with at least one battery cell or with its side surface, and is in heat-conducting contact with the temperature control unit. Correspondingly, heat can be dissipated from the at least one battery cell via the conductive medium to the temperature control unit. The only boundary surfaces are the boundary surface between the battery cell and the conductive medium and the boundary surface between the conductive medium and the temperature control unit. Accordingly, a direct transfer of heat from the battery cell via the conductive medium to the temperature control unit is provided.

Der thermische Widerstand zwischen der Batteriezelle und der Temperiereinheit ist mithin gegenüber einer Ausbildung, bei welcher in der Durchgangsöffnung kein Leitermedium, sondern Luft vorgesehen ist, oder einer Ausführung ohne Durchgangsöffnung reduziert. Entsprechend können auch über die Seite, an welcher die Spannplatte angeordnet ist, die Batteriezellen mit einer entsprechenden Kühlleistung beaufschlagt werden, so dass ein besonders gleichmäßiges Temperieren der Batteriezellen erzielt werden kann.The thermal resistance between the battery cell and the temperature control unit is therefore reduced compared to an embodiment in which no conductive medium but air is provided in the through-opening, or an embodiment without a through-opening. Correspondingly, the side on which the clamping plate is arranged can also be used to apply a corresponding cooling capacity to the battery cells, so that a particularly uniform temperature control of the battery cells can be achieved.

Als „Leitermedium“ wird ein Medium verstanden, dass eine vergleichsweise hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, beispielsweise eine Wärmeleitfähigkeit bei 20° C von größer oder gleich 0,5 W/m²*K, bevorzugt größer oder gleich 1 W/m²*K, 5 W/m²*K, 10 W/m²*K, 15 W/m²*K, 20 W/m²*K, 25 W/m²*K, 30 W/m²*K, 35 W/m²*K, 40 W/m²*K, 45 W/m²*K, 50 W/m²*K, 55 W/m²*K, 60 W/m²*K, 65 W/m²*K, 70 W/m²*K, 75 W/m²*K, oder gar 80 W/m²*K. Vorzugsweise ist die Wärmeleitfähigkeit des Leitermediums größer als die Wärmeleitfähigkeit des Materials der Spannplatte."Conductor medium" means a medium that has a comparatively high thermal conductivity, for example a thermal conductivity at 20° C of greater than or equal to 0.5 W/m ² *K, preferably greater than or equal to 1 W/m ² *K, 5 W/ ^m2 *K, 10 W/ ^m2 *K, 15 W/ ^m2 *K, 20 W/ ^m2 *K, 25 W/ ^m2 *K, 30 W/ ^m2 *K, 35 W/ ^m2 *K, 40 W/ ^m2 *K, 45 W/ ^m2 *K, 50 W/ ^m2 *K, 55 W/ ^m2 *K, 60 W/ ^m2 *K, 65 W/ ^m2 *K, 70 W/m ² *K, 75 W/m ² *K, or even 80 W/m ² *K. The thermal conductivity of the conductive medium is preferably greater than the thermal conductivity of the material of the clamping plate.

Das Leitermedium hat bevorzugt einen hohen elektrischen Widerstand, um eine elektrische Isolierung bereit zu stellen.The conductive medium preferably has a high electrical resistance to provide electrical insulation.

Die vorstehenden Vorteile können noch verstärkt werden, wenn das Leitermedium in einer Mehrzahl der Durchgangsöffnungen, bevorzugt in allen Durchgangsöffnungen der Spannplatte angeordnet ist.The above advantages can be increased even more if the conductor medium is arranged in a plurality of the through-openings, preferably in all of the through-openings of the clamping plate.

Unter einem „Verspannen der Mehrzahl von Batteriezellen zueinander in Stapelrichtung“ wird vorliegend ein Aufbringen einer Druckspannung auf die Mehrzahl von Batteriezellen zueinander in Stapelrichtung verstanden, so dass die Mehrzahl von Batteriezellen zueinander in Stapelrichtung vorgespannt vorliegen.“Tightening the plurality of battery cells relative to one another in the stacking direction” is understood here as applying a compressive stress to the plurality of battery cells relative to one another in the stacking direction, so that the plurality of battery cells are prestressed relative to one another in the stacking direction.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn das Leitermedium ein bei Raumtemperatur im Wesentlichen nicht fließfähiges Leitermedium und/oder ein pastöses, gelartiges und/oder festkörperartiges und/oder vernetzendes Leitermedium, bevorzugt eine Leiterpaste, ein Leitergel und/oder ein Leiterfeststoff, ist. Ein solches Leitermedium wird auch als Gapfiller bezeichnet. Dadurch kann erzielt werden, dass das Leitermedium im zusammengebauten Zustand des Batteriemoduls nicht aus der Durchgangsöffnung bzw. den Durchgangsöffnungen fließt oder sich zumindest nur unwesentlich aus der Durchgangsöffnung heraus bewegt und somit nicht mehr für eine Wärmeübertragung zwischen Batteriezelle und Temperiereinheit zur Verfügung steht.It has proven to be particularly advantageous if the conductor medium is a conductor medium that is essentially non-flowable at room temperature and/or a pasty, gel-like and/or solid-like and/or crosslinking conductor medium, preferably a conductor paste, a conductor gel and/or a conductor solid. Such a conductor medium is also referred to as a gap filler. This can ensure that the conductor medium does not flow out of the through-opening or through-openings in the assembled state of the battery module, or at least only moves insignificantly out of the through-opening and is therefore no longer available for heat transfer between the battery cell and the temperature control unit.

Wenn die Temperiereinheit eine die Außenseite der Spannplatte kontaktierende Kühlplatte, besonders bevorzugt eine mit einem Kühlfluid zumindest teilweise durchströmte Kühlplatte, umfasst, kann zum einen ein besonders effizientes Kühlen der Batteriezellen an der entsprechenden Seite erzielt werden. Insbesondere kann auch eine mechanische Fixierung bzw. ein Formschluss hinsichtlich des in der Durchgangsöffnung vorliegenden Leitermediums erzielt werden. Die Kühlplatten verschließt die Durchgangsöffnung an der Außenseite, so dass das Leitermedium nicht schwerkraftbedingt aus der Durchgangsöffnung fließen bzw. fallen kann. Diese Ausbildung eignet sich insbesondere auch für Ausführungsformen, bei welchen ein nicht vernetzendes Leitermedium vorgesehen ist.If the temperature control unit comprises a cooling plate contacting the outside of the clamping plate, particularly preferably a cooling plate through which a cooling fluid flows at least partially, particularly efficient cooling of the battery cells on the corresponding side can be achieved on the one hand. In particular, a mechanical fixation or a form fit with regard to the conductor medium present in the through-opening can also be achieved. The cooling plates close the through-opening on the outside, so that the conductive medium cannot flow or fall out of the through-opening due to the force of gravity. This design is also particularly suitable for embodiments in which a non-crosslinking conductor medium is provided.

Vorzugsweise ist die Durchgangsöffnung an der Innenseite, mithin der den Batteriezellen zugewandten Seite der Spannplatte im Wesentlichen durch die vorzugsweise direkt aneinander gestapelten Batteriezellen verdeckt. So kann verhindert werden, dass Leitermedium aus der Durchgangsöffnung in Richtung der Batteriezellen herausfließt bzw. herausfällt.Preferably, the through-opening on the inside, ie the side of the clamping plate facing the battery cells, is essentially covered by the battery cells, which are preferably stacked directly next to one another. It is thus possible to prevent the conductor medium from flowing or falling out of the through-opening in the direction of the battery cells.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Durchgangsöffnungen derart auf der Spannplatte verteilt, dass eine ungleichmäßige Kühlleistung in Richtung der Batteriezellen, welche durch die an der Außenseite der Spannplatte angeordnete Temperiereinheit bereitgestellt ist, durch die Anordnung der Durchgangsöffnungen in der Spannplatte an der den Batteriezellen zugewandten Seite zumindest teilweise angeglichen ist. Entsprechend kann der thermische Widerstand zwischen Temperiereinheit und Batteriezellen an Stellen bzw. Bereichen mit durch die Temperiereinheit bereitgestellter hoher Kühlleistung pro Flächeneinheit höher ausgebildet sein als an Stellen bzw. Bereichen, an welchen die Temperiereinheit eine verringerte Kühlleistung pro Flächeneinheit bereitstellt. Die an den Batteriezellen ankommende Kühlleistung kann somit gleichmäßiger sein. Entsprechend kann in den einzelnen Batteriezellen sowie zwischen den Batteriezellen eine gleichmäßigere Temperaturverteilung erzielt werden als bei einer Ausbildung ohne der ausgleichenden Anordnung der Durchgangsöffnungen. Entsprechend kann die Lebensdauer der Batteriezellen und somit des Batteriemoduls erhöht werden.According to a further preferred embodiment, the through-openings are distributed on the clamping plate in such a way that an uneven cooling capacity in the direction of the battery cells, which is provided by the temperature control unit arranged on the outside of the clamping plate, is caused by the arrangement of the through-openings in the clamping plate on the side facing the battery cells is at least partially aligned. Accordingly, the thermal resistance between the temperature control unit and battery cells can be higher at points or areas with a high cooling capacity per unit area provided by the temperature control unit than at points or areas where the temperature control unit provides a reduced cooling capacity per unit area. The cooling power arriving at the battery cells can thus be more even. Accordingly, a more uniform temperature distribution can be achieved in the individual battery cells and between the battery cells than in an embodiment without the compensating arrangement of the passage openings. Accordingly, the service life of the battery cells and thus of the battery module can be increased.

Die ausgleichende Wirkung durch die zuvor beschriebene entsprechende Anordnung der Durchgangsöffnungen kann in einigen Ausführungsformen optional verstärkt werden, indem das Leitermedium in nur einigen der Durchgangsöffnungen angeordnet ist.In some embodiments, the balancing effect due to the above-described corresponding arrangement of the through-openings can optionally be reinforced by the conductor medium being arranged in only some of the through-openings.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Durchgangsöffnungen in Stapelrichtung betrachtet über die Spannplatte unregelmäßig bzw. ungleichmäßig verteilt.According to a further preferred embodiment, the through-openings are distributed irregularly or non-uniformly over the clamping plate, viewed in the stacking direction.

Alternativ oder zusätzlich weisen die einzelnen Durchgangsöffnungen unterschiedliche Durchgangsquerschnittsflächen auf.Alternatively or additionally, the individual passage openings have different passage cross-sectional areas.

Alternativ oder zusätzlich ist eine unterschiedliche Anzahl von Durchgangsöffnungen pro Längenabschnitt der Spannplatte in Stapelrichtung und/oder in Richtung eines Gradienten der durch die Temperiereinheit bereitgestellten Kühlleistung angeordnet.Alternatively or additionally, a different number of passage openings per length section of the clamping plate is arranged in the stacking direction and/or in the direction of a gradient of the cooling capacity provided by the temperature control unit.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform variieren der Abstand benachbarter Durchgangsöffnungen und/oder die Anzahl von Durchgangsöffnungen pro Längenabschnitt der Spannplatte und/oder die Durchgangsquerschnittsflächen der Durchgangsöffnungen in Richtung eines Gradienten der durch die Temperiereinheit bereitgestellten Kühlleistung. Der Gradient ist bevorzugt derart ausgerichtet, dass er von hoher Kühlleistung in Richtung niedrigerer Kühlleistung weist. Bevorzugt nimmt mit abnehmender durch die Temperiereinheit bereitgestellter Kühlleistung an der Außenseite der Spannplatte, mithin in Richtung des Gradienten, der Abstand benachbarter Durchgangsöffnungen ab. Alternativ oder zusätzlich kann mit abnehmender durch die Temperiereinheit bereitgestellter Kühlleistung an der Außenseite der Spannplatte die Anzahl von Durchgangsöffnungen pro Längenabschnitt der Spannplatte und/oder die Durchgangsquerschnittsflächen der Durchgangsöffnungen zunehmen.According to a further preferred embodiment, the distance between adjacent through-openings and/or the number of through-openings per length section of the clamping plate and/or the through-cross-sectional areas of the through-openings vary in the direction of a gradient of the cooling capacity provided by the temperature control unit. The gradient is preferably aligned in such a way that it points from a high cooling capacity in the direction of a lower cooling capacity. The distance between adjacent passage openings preferably decreases with decreasing cooling capacity provided by the temperature control unit on the outside of the clamping plate, consequently in the direction of the gradient. Alternatively or additionally, the number of through-openings per longitudinal section of the clamping plate and/or the cross-sectional areas of the through-openings can increase with decreasing cooling capacity provided by the temperature control unit on the outside of the clamping plate.

Um beispielsweise besonders effektiv einem Heraustreten von Leitermedium an der den Batteriezellen zugewandten Seite der Spannplatte aus einer Durchgangsöffnung entgegenzuwirken, kann zumindest eine der Durchgangsöffnungen, bevorzugt eine Mehrzahl der Durchgangsöffnungen, besonders bevorzugt alle Durchgangsöffnungen in Stapelrichtung betrachtet jeweils auf Höhe einer der Mehrzahl von Batteriezellen angeordnet sein.For example, in order to particularly effectively counteract the emergence of conductive medium from a through-opening on the side of the clamping plate facing the battery cells, at least one of the through-openings, preferably a plurality of through-openings, particularly preferably all through-openings, viewed in the stacking direction, can each be arranged at the level of one of the plurality of battery cells .

Vorzugsweise handelt es sich bei den Batteriezellen des Batteriemoduls um prismatische BatteriezellenThe battery cells of the battery module are preferably prismatic battery cells

Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin durch eine Antriebsbatterie zum Bereitstellen eines Antriebstromes für einen Elektromotor eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der vorliegenden Beschreibung und den Figuren.The object set above is also achieved by a drive battery for providing a drive current for an electric motor of a motor vehicle with the features of claim 9. Advantageous developments result from the dependent claims and the present description and the figures.

Entsprechend wird eine Antriebsbatterie zum Bereitstellen eines Antriebsstromes für einen Elektromotor eines Kraftfahrzeuges, vorgeschlagen, welche eine Mehrzahl von Batteriemodulen gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen umfasst.Accordingly, a drive battery for providing a drive current for an electric motor of a motor vehicle is proposed, which comprises a plurality of battery modules according to one of the above embodiments.

Dadurch, dass die Antriebsbatterie zumindest ein Batteriemodul gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen umfasst, können die hinsichtlich des Batteriemoduls beschriebenen Vorteile und Wirkungen in analoger Weise auch durch die Antriebsbatterie erzielt werden.Because the drive battery includes at least one battery module according to one of the above embodiments, the advantages and effects described with regard to the battery module can also be achieved in an analogous manner by the drive battery.

Figurenlistecharacter list

Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1 schematisch eine perspektivische Seitenansicht eines Batteriemoduls für eine Antriebsbatterie;
2 schematisch eine Schnittansicht durch das Batteriemodul aus 1;
3 schematisch eine Schnittansicht durch ein Batteriemodul gemäß einer weiteren Ausführungsform;
4 schematisch eine perspektivische Seitenansicht eines Batteriemoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform;
5 schematisch eine Seitenansicht eines Batteriemoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform;
6 schematisch einen Verlauf einer durch eine Temperiereinheit des Batteriemoduls aus 5 entlang einer Stapelrichtung bereitgestellten Kühlleistung;
7 schematisch eine Seitenansicht eines Batteriemoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform;
8 schematisch einen Verlauf einer durch eine Temperiereinheit des Batteriemoduls aus 7 entlang einer Stapelrichtung bereitgestellten Kühlleistung;
9 schematisch eine Seitenansicht eines Batteriemoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform;
10 schematisch einen Verlauf einer durch eine Temperiereinheit des Batteriemoduls aus 9 entlang einer Stapelrichtung bereitgestellten Kühlleistung;
11 schematisch eine Seitenansicht eines Batteriemoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform;
12 schematisch einen Verlauf einer durch eine Temperiereinheit des Batteriemoduls aus 11 entlang einer Stapelrichtung bereitgestellten Kühlleistung; und
13 schematisch eine weitere Seitenansicht des Batteriemoduls aus 11.

Preferred further embodiments of the invention are explained in more detail by the following description of the figures. show:

1 schematically a perspective side view of a battery module for a drive battery;
2 schematically shows a sectional view through the battery module 1 ;
3 schematically a sectional view through a battery module according to a further embodiment;
4 schematically a perspective side view of a battery module according to a further embodiment;
5 schematically a side view of a battery module according to a further embodiment;
6 schematically shows a course of a temperature control unit of the battery module 5 cooling capacity provided along a stacking direction;
7 schematically a side view of a battery module according to a further embodiment;
8th schematically shows a course of a temperature control unit of the battery module 7 cooling capacity provided along a stacking direction;
9 schematically a side view of a battery module according to a further embodiment;
10 schematically shows a course of a temperature control unit of the battery module 9 cooling capacity provided along a stacking direction;
11 schematically a side view of a battery module according to a further embodiment;
12 schematically shows a course of a temperature control unit of the battery module 11 cooling capacity provided along a stacking direction; and
13 schematically shows another side view of the battery module 11 .

Detaillierte Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDetailed description of preferred embodiments

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.Preferred exemplary embodiments are described below with reference to the figures. Elements that are the same, similar or have the same effect are provided with identical reference symbols in the different figures, and a repeated description of these elements is sometimes dispensed with in order to avoid redundancies.

1 zeigt schematisch eine perspektivische Seitenansicht eines Batteriemoduls 1 für eine Antriebsbatterie. Das Batteriemodul 1 umfasst eine Mehrzahl von in einer Stapelrichtung 2 direkt hintereinander angeordneten prismatischen Batteriezellen 3. Die Batteriezellen 3 sind gegeneinander vorgespannt, indem in Stapelrichtung 2 von außen eine Druckkraft auf diese bereitgestellt ist. Die Druckkraft ist vorliegend dadurch bereitgestellt, dass in Stapelrichtung 2 betrachtet beidseitig seitlich der Batteriezellen 3 jeweils eine Spannplatte 5 angeordnet ist, welche die Mehrzahl von Batteriezellen 3 zueinander in Stapelrichtung 2 verspannt. Aus perspektivischen Gründen ist in 1 lediglich eine der beiden Spannplatten 5 zu sehen. Bezogen auf die Stapelrichtung 2 ist stirnseitig am Anfang und am Ende des Stapels der Batteriezellen 3 jeweils eine Endplatte 4 angeordnet, mittels welchen die Spannplatten 5 zum Aufbringen der Vorspannung wechselwirken. Die Spannplatten 5 umfassen eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 6. 1 schematically shows a perspective side view of a battery module 1 for a drive battery. The battery module 1 comprises a plurality of prismatic battery cells 3 arranged directly one behind the other in a stacking direction 2. The battery cells 3 are prestressed against one another by a compressive force being applied to them from the outside in the stacking direction 2. The compressive force is provided in the present case in that a clamping plate 5 is arranged on both sides of the battery cells 3 , viewed in the stacking direction 2 , and clamps the plurality of battery cells 3 to one another in the stacking direction 2 . For reasons of perspective, in 1 only one of the two clamping plates 5 can be seen. In relation to the stacking direction 2, an end plate 4 is arranged at the front at the beginning and at the end of the stack of battery cells 3, by means of which the clamping plates 5 interact to apply the prestress. The clamping plates 5 include a plurality of through-openings 6.

Nicht zu sehen in dieser Abbildung sind ein in den Durchgangsöffnungen 6 angeordnetes Leitermedium sowie eine außen an den Spannplatten 5 angeordnete Temperiereinheit. Auf diese wird in Hinblick auf die folgenden Figuren eingegangen.A conductor medium arranged in the passage openings 6 and a temperature control unit arranged on the outside of the clamping plates 5 are not visible in this figure. These are discussed with regard to the following figures.

Aus 2 ist sehr schematisch eine Schnittansicht durch das Batteriemodul 1 aus 1 zu entnehmen. Zu erkennen ist hier, dass die Spannplatten 5 mit ihrer den Batteriezellen zugewandten Seite 13, welche einer Innenseite der Spannplatten 5 entspricht, in Kontakt mit den Batteriezellen 3 sind. Vorliegend ist der Kontakt ein im Wesentlichen vollflächiger Kontakt. Alternativ kann der Kontakt aber auch lediglich ein teilflächiger Kontakt mit einer Mehrzahl von kontaktieren Teilflächen, ein Linienkontakt mit einer Mehrzahl von kontaktieren Linien und/oder ein Punktkontakt mit einer Mehrzahl von kontaktierenden Punkten bzw. Bereichen sein.Out of 2 1 is a very schematic sectional view through the battery module 1. FIG 1 refer to. It can be seen here that the clamping plates 5 are in contact with the battery cells 3 with their side 13 facing the battery cells, which corresponds to an inside of the clamping plates 5 . In the present case, the contact is essentially a full-surface contact. Alternatively, the contact can also only be a partial surface contact with a plurality of contact partial surfaces, a linear contact with a plurality of contacting lines and/or a point contact with a plurality of contacting points or areas.

Die Durchgangsöffnungen 6 sind an der (Innen-) Seite 13 im Wesentlichen durch die Seiten der Batteriezellen 3 verschlossen. Gegenüber der den Batteriezellen 3 zugewandten Seite 13 kontaktiert jeweils eine in Form einer Kühlplatte 9 bereitgestellte Temperiereinheit 8 die Außenseite 14 der Spannplatten 5. Die Kühlplatten 9 umfassen jeweils einen Kühlmedienkanal 10, durch welchen Kühlfluid, vorliegend optional in Form von Kühlwasser, alternativ nicht abschließend auch ein anderes fließfähiges bzw. strömungsfähiges Fluid, beispielsweise Luft oder ein Kühlöl, in einer Strömungsrichtung 11 strömt. Die Durchgangsöffnungen 6 sind an der Außenseite 14 durch die Kühlplatten 9 im Wesentlichen verdeckt.The through openings 6 are essentially closed on the (inner) side 13 by the sides of the battery cells 3 . Opposite the side 13 facing the battery cells 3, a temperature control unit 8 provided in the form of a cooling plate 9 contacts the outside 14 of the clamping plates 5. The cooling plates 9 each include a cooling media channel 10 through which cooling fluid, presently optionally in the form of cooling water, alternatively but not exclusively another free-flowing fluid, for example air or a cooling oil, flows in a flow direction 11 . The through-openings 6 are essentially covered on the outside 14 by the cooling plates 9 .

In den Durchgangsöffnungen in 6 ist ein Leitermedium 7 in Form einer streichfesten Leiterpaste angeordnet, welches in Stapelrichtung 2 betrachtet radial innen mit der Seite der zu kühlenden Batteriezellen 3 in wärmeleitenden Kontakt steht und radial außen mit der Kühlreinheit 8 in wärmeleitenden Kontakt steht. Dadurch ist eine direkte Wärmeübertragung von den Batteriezellen 3 zu der Temperiereinheit 8 über das Leitermedium 7 bereitgestellt. Entsprechend ist der thermische Widerstand zwischen den Batteriezellen 3 und der Temperiereinheit 8 durch das Leitermedium 7 gegenüber mit luftgefüllten Durchgangsöffnungen 6 reduziert.A conductor medium 7 in the form of a spreadable conductor paste is arranged in the through-openings in FIG beat. This provides direct heat transfer from the battery cells 3 to the temperature control unit 8 via the conductive medium 7 . Correspondingly, the thermal resistance between the battery cells 3 and the temperature control unit 8 is reduced by the conductive medium 7 compared with air-filled passage openings 6 .

3 zeigt schematisch eine Schnittansicht durch ein Batteriemodul 1 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. Das Batteriemodul 1 entspricht im Wesentlichen jenem aus den 1 und 2. Im Gegensatz zu dem Batteriemodul 1 aus 1 und 2 sind die Durchgangsöffnungen 6 in Stapelrichtung 2 gesehen nicht mit einem gleichmäßigen Abstand voneinander angeordnet, sondern sind in Stapelrichtung 2 gesehen derart angeordnet, dass eine in Strömungsrichtung 11, welche hier optional in Richtung der Stapelrichtung 2 orientiert ist, abnehmende Kühlleistung pro Flächeneinheit in Richtung der Batteriezellen 3, welche beidseitig durch die an der Außenseite 14 der Spannplatten 5 angeordneten Temperiereinheiten 8 bereitgestellt ist, an der zu den Batteriezellen 3 weisenden Seite 13 zumindest teilweise angeglichen ist. 3 shows a schematic sectional view through a battery module 1 according to a further preferred embodiment. The battery module 1 essentially corresponds to that from the 1 and 2 . In contrast to the battery module 1 from 1 and 2 the through openings 6 are not arranged at a uniform distance from one another, viewed in the stacking direction 2, but are arranged in such a way, viewed in the stacking direction 2, that a cooling capacity per unit area in the direction of the battery cells decreases in the direction of flow 11, which is optionally oriented here in the direction of the stacking direction 2 3, which is provided on both sides by the temperature control units 8 arranged on the outside 14 of the clamping plates 5, is at least partially matched to the side 13 pointing towards the battery cells 3.

Vorliegend verringert sich der Abstand 12 zwischen benachbarten Durchgangsöffnungen 6 in Stapelrichtung 2 sukzessive. Entsprechend ist ein Abstand 12, welcher zwischen den in Stapelrichtung 2 gesehen ersten beiden Durchgangsöffnungen 6 vorliegt, größer als ein folgender Abstand 12', dieser wiederum größer als ein wiederum folgender Abstand 12", und dieser wiederum größer als ein wiederum folgender Abstand 12"'.In the present case, the distance 12 between adjacent through-openings 6 decreases successively in the stacking direction 2 . Correspondingly, a distance 12, which is present between the first two through openings 6 viewed in the stacking direction 2, is greater than a following distance 12', which in turn is greater than a following distance 12", and this in turn is greater than a following distance 12"'. .

4 zeigt schematisch eine perspektivische Seitenansicht eines Batteriemoduls 1 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. Das Batteriemodul 1 entspricht im Wesentlichen jenem aus den 1 und 2. Im Gegensatz zu dem Batteriemodul 1 aus 1 und 2 sind die Durchgangsöffnungen 6 in Stapelrichtung 2 gesehen nicht mit einem gleichmäßigen Abstand voneinander angeordnet, sondern in Stapelrichtung 2, welche wiederum der Richtung Strömungsrichtung des Kühlfluids entspricht, betrachtet über die Spannplatte 5 unregelmäßig verteilt, vorliegend indem eine unterschiedliche Anzahl von Durchgangsöffnungen 5 pro Längenabschnitt der Spannplatte 5 in Stapelrichtung 2 vorgesehen ist. In Stapelrichtung 2 betrachtet erhöht sich die Anzahl der Durchgangsöffnungen 6 mit zunehmendem Abstand von der in 4 nicht verdeckten Endplatte 4, welche als Anfang des Batteriemoduls 1 in Stapelrichtung 2 gesehen betrachtet werden kann. Zudem weisen die Durchgangsöffnungen 5 unterschiedliche Durchgangsquerschnittsflächen aufweisen, wobei die Größe der Durchgangsöffnungen 6 bzw. die Größe von deren Durchgangsquerschnittsflächen in Stapelrichtung 2 betrachtet bei den letzten beiden Reihen der Durchgangsöffnungen 6 vergrößert ist. In allen Durchgangsöffnungen 6 ist das Leitermedium 7 angeordnet. 4 shows schematically a perspective side view of a battery module 1 according to a further preferred embodiment. The battery module 1 essentially corresponds to that from the 1 and 2 . In contrast to the battery module 1 from 1 and 2 the through-openings 6 are not arranged at a uniform distance from one another, seen in the stacking direction 2, but are irregularly distributed over the clamping plate 5 in the stacking direction 2, which in turn corresponds to the direction of flow of the cooling fluid, in the present case by a different number of through-openings 5 per length section of the clamping plate 5 is provided in stacking direction 2. Viewed in the stacking direction 2, the number of through-openings 6 increases with increasing distance from the in 4 uncovered end plate 4, which can be seen as the beginning of the battery module 1 in the stacking direction 2 can be considered. In addition, the through-openings 5 have different through-cross-sectional areas, the size of the through-openings 6 or the size of their through-cross-sectional areas, viewed in the stacking direction 2, being larger in the last two rows of through-openings 6. The conductor medium 7 is arranged in all through-openings 6 .

Aus 5 ist schematisch eine Seitenansicht eines Batteriemoduls 1 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zu entnehmen. Das Batteriemodul 1 entspricht im Wesentlichen jenem aus den 1 und 2. die Durchgangsöffnungen 6 sind mit einem konstanten Abstand 12 zueinander in Stapelrichtung 2 betrachtet angeordnet. Die beiden rechten Reihen der Durchgangsöffnungen 6' quer zur Stapelrichtung 2 weisen eine größere Durchgangsquerschnittsfläche auf als die beiden linken Reihen der Durchgangsöffnungen 6. Dadurch kann eine ungleichmäßige Kühlleistung der hier nicht gezeigten Temperiereinheit 8 angeglichen werden. Die Kühlleistung der Temperiereinheit 8 (hier in 5 nicht dargestellt) an den Batteriezellen 3 nimmt entlang eines mittels des Bezugszeichens 15 angedeuteten Gradienten ab. Der Gradient 15 erstreckt sich hier optional in Stapelrichtung 2. In allen Durchgangsöffnungen 6 ist das Leitermedium 7 angeordnet.Out of 5 1 is a schematic side view of a battery module 1 according to a further preferred embodiment. The battery module 1 essentially corresponds to that from the 1 and 2 . the through-openings 6 are arranged at a constant distance 12 from one another, viewed in the stacking direction 2 . The two right-hand rows of through-openings 6′ transversely to the stacking direction 2 have a larger through-cross-sectional area than the two left-hand rows of through-openings 6. An uneven cooling capacity of the temperature control unit 8 (not shown here) can thereby be adjusted. The cooling capacity of the temperature control unit 8 (here in 5 not shown) on the battery cells 3 decreases along a gradient indicated by reference number 15 . The gradient 15 optionally extends in the stacking direction 2 here. The conductor medium 7 is arranged in all of the passage openings 6 .

6 zeigt schematisch einen Verlauf 18 der durch eine Temperiereinheit 8 des Batteriemoduls 1 aus 5 entlang der Stapelrichtung 2 bereitgestellten Kühlleistung. Mit den Bezugszeichen 16 und 17 sind in Stapelrichtung 2 gesehen der Anfang und das Ende der gestapelten Batteriezellen 3 angedeutet. Der Anfang 16 und das Ende 17 entsprechen dabei hinsichtlich ihres Ortes den Endplatten 4. In allen Durchgangsöffnungen 6 ist das Leitermedium 7 angeordnet. 6 12 schematically shows a course 18 through a temperature control unit 8 of the battery module 1 5 cooling capacity provided along the stacking direction 2 . The beginning and the end of the stacked battery cells 3 are indicated with the reference symbols 16 and 17 seen in the stacking direction 2 . The beginning 16 and the end 17 correspond to the end plates 4 with regard to their location. The conductor medium 7 is arranged in all through-openings 6 .

7 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Batteriemoduls 1 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, und 8 schematisch einen Verlauf 18 einer durch eine Temperiereinheit des Batteriemoduls 1 aus 7 entlang der Stapelrichtung 2 bereitgestellten Kühlleistung. Das Batteriemodul 1 entspricht im Wesentlichen jenem aus den 5 und 6. Die Durchgangsöffnungen 6 sind mit einem konstanten Abstand zueinander in Stapelrichtung 2 betrachtet angeordnet und weisen einen konstanten Durchgangsquerschnitt auf. Die Anzahl der Durchgangsöffnungen 6 pro Längeneinheit der Spannplatte 5 variiert in Richtung des Gradienten 15. Mit abnehmender Kühlleistung erhöht sich die Anzahl der Durchgangsöffnungen 6 pro Längeneinheit in Richtung des Gradienten 15. In allen Durchgangsöffnungen 6 ist das Leitermedium 7 angeordnet. 7 schematically shows a side view of a battery module 1 according to a further preferred embodiment, and 8th schematically shows a course 18 through a temperature control unit of the battery module 1 7 cooling capacity provided along the stacking direction 2 . The battery module 1 essentially corresponds to that from the 5 and 6 . The passage openings 6 are arranged at a constant distance from one another viewed in the stacking direction 2 and have a constant passage cross section. The number of through-openings 6 per unit length of the clamping plate 5 varies in the direction of the gradient 15. With decreasing cooling capacity, the number of through-openings 6 per unit length increases in the direction of the gradient 15. The conductor medium 7 is arranged in all through-openings 6.

9 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Batteriemoduls 1 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, und 10 zeigt schematisch den Verlauf 18 der durch eine Temperiereinheit 8 des Batteriemoduls 1 aus 9 entlang der Stapelrichtung 2 bereitgestellten Kühlleistung. Das Batteriemodul 1 entspricht im Wesentlichen jenem aus den 5 und 6. Die Durchgangsöffnungen 6 sind mit variierenden Abständen 12-12"" zueinander in Richtung des Gradienten 2 betrachtet angeordnet, wobei der Abstand 12-12"" benachbarter Durchgangsöffnungen 6 in Richtung des Gradienten 15, mithin mit abnehmender Kühlleistung, abnimmt. Die Durchgangsöffnungen 6 weisen einen konstanten Durchgangsquerschnitt auf. Die Anzahl der Durchgangsöffnungen 6 in Richtung des Gradienten 15 ist gleich. In allen Durchgangsöffnungen 6 ist das Leitermedium 7 angeordnet. 9 schematically shows a side view of a battery module 1 according to a further preferred embodiment, and 10 shows schematically the course 18 through a temperature control unit 8 of the battery module 1 off 9 cooling capacity provided along the stacking direction 2 . The battery module 1 essentially corresponds to that from the 5 and 6 . The through-openings 6 are arranged at varying distances 12-12"" from one another viewed in the direction of the gradient 2, with the spacing 12-12"" of adjacent through-openings 6 decreasing in the direction of the gradient 15, consequently with decreasing cooling capacity. The passage openings 6 have a constant passage cross section. The number of through openings 6 in the direction of the gradient 15 is the same. The conductor medium 7 is arranged in all through-openings 6 .

11 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Batteriemoduls 1 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. Das Batteriemodul 1 entspricht im Wesentlichen jenem aus den 5 und 6. In dieser Ausführungsform ist die Temperiereinheit 8 derart ausgebildet, dass sie ausgehend von einem Zentrum 19 einen radialen Gradienten 15 umfasst. Entsprechend reduziert sich die Kühlleistung der Temperiereinheit 8 mit zunehmendem Abstand zum Zentrum 19. 11 schematically shows a side view of a battery module 1 according to a further preferred embodiment. The battery module 1 essentially corresponds to that from the 5 and 6 . In this embodiment, the temperature control unit 8 is designed in such a way that it includes a radial gradient 15 starting from a center 19 . Accordingly, the cooling capacity of the temperature control unit 8 is reduced as the distance from the center 19 increases.

12 zeigt schematisch den Verlauf der durch die Temperiereinheit 8 des Batteriemoduls 1 aus 11 entlang der Stapelrichtung 2 bereitgestellten Kühlleistung. 12 shows schematically the course of the temperature control unit 8 of the battery module 1 from 11 cooling capacity provided along the stacking direction 2 .

Aus 13 ist schematisch eine weitere Seitenansicht des Batteriemoduls 1 aus 11 gezeigt, bei welcher die Temperiereinheit 8 nicht zu sehen bzw. „abgenommen“ ist. Wie aus 13 ersichtlich, sind die Durchgangsöffnungen 6 nicht gleichmäßig auf der Spannplatte 5 verteilt, sondern variieren in Anzahl und Größe. So ist mit zunehmendem Abstand vom Zentrum 19 in Richtung des Gradienten 15 mit abnehmender Kühlleistung die Durchgangsquerschnittsfläche der Durchgangsöffnungen 6 erhöht. So kann durch Vorsehen einer größeren Wirkfläche bzw. Kontaktfläche des in den Durchgangsöffnungen 6 vorgesehenen Leitermediums 7 mit zunehmendem Abstand zum Zentrum 19 zunehmend der thermische Widerstand zwischen Batteriezellen 3 und Temperiereinheit 8 verringert werden, um so der in Richtung des Gradienten 15 abnehmenden Kühlleistung entgegenzuwirken. In allen Durchgangsöffnungen 6 ist das Leitermedium 7 angeordnet.Out of 13 1 is a further schematic side view of the battery module 1 11 shown, in which the temperature control unit 8 cannot be seen or is “removed”. How out 13 As can be seen, the through-openings 6 are not evenly distributed on the clamping plate 5, but vary in number and size. The passage cross-sectional area of the passage openings 6 increases with increasing distance from the center 19 in the direction of the gradient 15 with decreasing cooling capacity. By providing a larger effective surface or contact surface of the conductor medium 7 provided in the through-openings 6, the thermal resistance between the battery cells 3 and the temperature control unit 8 can be increasingly reduced with an increasing distance from the center 19, in order to counteract the decreasing cooling capacity in the direction of the gradient 15. The conductor medium 7 is arranged in all through-openings 6 .

Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.As far as applicable, all individual features that are presented in the exemplary embodiments can be combined with one another and/or exchanged without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteReference List

11: Batteriemodulbattery module
22: Stapelrichtungstacking direction
33: Batteriezellebattery cell
44: Endplatteendplate
55: Spannplattechipboard
66: Durchgangsöffnungpassage opening
77: Leitermediumconductor medium
88th: Temperiereinheittempering unit
99: Kühlplattecooling plate
1010: Kühlmedienkanalcooling media channel
1111: Strömungsrichtungflow direction
1212: AbstandDistance
1313: Den Batteriezellen zugewandte SeiteSide facing the battery cells
1414: Außenseiteoutside
1515: Gradientgradient
1616: Anfangbeginning
1717: EndeEnd
1818: VerlaufCourse
1919: Zentrumcenter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102009038404 A1 [0006]
US20140356690A1 [0007]
JP2008277085A [0007]

Claims

Battery module (1) for a drive battery of a motor vehicle, comprising a plurality of battery cells (3) arranged one behind the other in a stacking direction (2), and at least one plurality of through openings (6) extending laterally of the plurality of battery cells in the stacking direction (2) having a clamping plate (5) for clamping the plurality of battery cells (3) to one another in the stacking direction (2), the clamping plate (5) being in contact with the battery cells (3) with its side (13) facing the battery cells (3), characterized characterized in that in at least one of the passage openings (6) a conductive medium (7) for providing a heat transfer from a battery cell (3) to an opposite side (13) facing the battery cells (3) outside (14) of the clamping plate (5) arranged temperature control unit (8) is arranged.

Battery module (1) according to claim 1 , characterized in that the conductor medium (7) is a conductor medium (7) that is essentially non-flowable at room temperature and/or a pasty, gel-like and/or solid-like and/or crosslinking conductor medium (7), preferably a conductor paste, a conductor gel and/or a conductor solid.

Battery module (1) according to claim 1 or 2 , characterized in that the temperature control unit (8) comprises a cooling plate (9) contacting the outside (14) of the clamping plate (5), particularly preferably a cooling plate (9) through which a cooling fluid flows at least partially.

Battery module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the through openings (6) are distributed on the clamping plate (5) in such a way that an uneven cooling capacity in the direction of the battery cells (3) which is caused by the on the outside (14) the clamping plate (5) arranged temperature control unit (8) is provided, is at least partially adjusted by the arrangement of the through-openings (6) in the clamping plate (5) on the side (13) facing the battery cells.

Battery module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the through-openings (6), viewed in the stacking direction (2), are distributed irregularly and/or unevenly over the clamping plate (5) and/or the through-openings (6) have different through-cross-sectional areas and /or a different number of through openings (6) per length section of the clamping plate (5) is arranged in the stacking direction (2) and/or in the direction of a gradient (15) of the cooling capacity provided by the temperature control unit (8).

Battery module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the distance (12) between adjacent through-openings (6) and/or the number of through-openings (6) per length section of the clamping plate (5) and/or the through-cross-sectional areas of the through-openings (6 ) vary in the direction of a gradient (15) of the cooling capacity provided by the temperature control unit (8), the distance (12) between adjacent passage openings ( 6) decreases and/or the number of through openings (6) per length section of the clamping plate (5) increases and/or the through cross-sectional areas of the through openings (6) increase.

Battery module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the through-openings (6), preferably a plurality of through-openings (6), particularly preferably all through-openings in (6), stacking direction (2) viewed in each case at the level of one of the A plurality of battery cells (3) are arranged.

Battery module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery cells (3) are prismatic battery cells (3).

Drive battery for providing a drive current for an electric motor of a motor vehicle, characterized by a plurality of battery modules (1) according to one of the preceding claims.