DE102021118643A1

DE102021118643A1 - Method for introducing a heat-conducting compound between a battery module and a housing base, battery and motor vehicle

Info

Publication number: DE102021118643A1
Application number: DE102021118643.9A
Authority: DE
Inventors: Michael FRAUENHOFER; Marc Gormanns
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2021-07-20
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2023-01-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen einer Wärmeleitmasse (14) zwischen ein Batteriemodul (12) und einen Gehäuseboden (18) eines Batteriegehäuses (16), wobei das Batteriegehäuse (16) einen Aufnahmebereich (22) zur Aufnahme des Batteriemoduls (12) aufweist, wobei die Wärmeleitmasse (14) auf den Gehäuseboden (18) im Aufnahmebereich aufgebracht wird und das Batteriemodul (12) im Aufnahmebereich (22) angeordnet wird, so dass eine erste Unterseite (28) des Batteriemoduls (12) dem Gehäuseboden (18) zugewandt ist. Dabei wird das Batteriemodul (12) mit einem Modulgehäuse (26) und mindestens einer darin aufgenommenen Batteriezelle (24) bereitgestellt, wobei das Modulgehäuse (26) einen ersten Modulboden (28) aufweist, der die Unterseite (28) des Batteriemoduls (12) bereitstellt, wobei im Modulboden (28) mindestens ein Loch (32) angeordnet ist, durch welches beim Anordnen des Batteriemoduls (12) im Aufnahmebereich zumindest ein Teil der Wärmeleitmasse (14) in ein Inneres (36) des Modulgehäuses (26) gedrückt wird.

The invention relates to a method for introducing a heat-conducting compound (14) between a battery module (12) and a housing base (18) of a battery housing (16), the battery housing (16) having a receiving area (22) for receiving the battery module (12), wherein the heat-conducting compound (14) is applied to the housing base (18) in the receiving area and the battery module (12) is arranged in the receiving area (22), so that a first underside (28) of the battery module (12) faces the housing base (18). . The battery module (12) is provided with a module housing (26) and at least one battery cell (24) accommodated therein, the module housing (26) having a first module base (28) which provides the underside (28) of the battery module (12). At least one hole (32) is arranged in the module base (28), through which at least part of the heat-conducting compound (14) is pressed into an interior (36) of the module housing (26) when the battery module (12) is arranged in the receiving area.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen einer Wärmeleitmasse zwischen ein Batteriemodul und einen Gehäuseboden eines Batteriegehäuses, wobei das Batteriegehäuse mit dem Gehäuseboden bereitgestellt wird, wobei das Batteriegehäuse einen Aufnahmebereich zur Aufnahme des Batteriemoduls aufweist, und wobei die Wärmeleitmasse auf den Gehäuseboden im Aufnahmebereich aufgebracht wird. Weiterhin wird das Batteriemodul im Aufnahmebereich angeordnet, so dass eine Unterseite des Batteriemoduls dem Gehäuseboden zugewandt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Batterie und ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for introducing a heat-conducting compound between a battery module and a housing base of a battery housing, the battery housing being provided with the housing base, the battery housing having a receiving area for receiving the battery module, and the heat-conducting compound being applied to the housing base in the receiving area. Furthermore, the battery module is arranged in the receiving area, so that an underside of the battery module faces the bottom of the housing. Furthermore, the invention also relates to a battery and a motor vehicle.

Um bei Elektrofahrzeugen die bei der Schnellladung und beim Leistungsabruf in den Hochvoltbatterien entstehende Wärme abführen zu können, kommt zwischen einem solchen Batteriemodul und einem Kühlboden eine Wärmeleitpaste, der sogenannte Gapfiller, zum Einsatz, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als Wärmeleitmasse bezeichnet wird. Im Allgemeinen umfasst eine Hochvoltbatterie mehrere Batteriemodule, welche wiederum mehrere Batteriezellen umfassen. Die Zellen müssen dabei thermisch an das zum Beispiel außen an einer Batteriewanne angebrachte Kühlsystem angebunden werden. Diese Anbindung erfolgt über den bereits erwähnten Gapfiller. Um den Gapfiller zwischen den Modulboden und den Wannenboden, der vorliegend als Gehäuseboden bezeichnet wird, einzubringen, gibt es mehrere Möglichkeiten. Beispielsweise kann der Gapfiller auf den Wannenboden aufgebracht werden und anschließend das Batteriemodul darauf gesetzt und angepresst werden. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, zunächst das Batteriemodul in die Wanne einzusetzen und anschließend den Spalt zwischen Modulboden und Wannenboden mit einem Gapfiller durch Injektion zu füllen, wie dies beispielsweise in der DE 10 2019 207 356 A1 beschrieben ist. Ein ähnliches Injektionsverfahren ist auch in der DE 10 2018 206 800 A1 beschrieben.In order to be able to dissipate the heat generated in electric vehicles during fast charging and when power is called up in the high-voltage batteries, a thermally conductive paste, the so-called gap filler, is used between such a battery module and a cooling floor, which is also referred to as thermally conductive compound in the context of the present invention. In general, a high-voltage battery includes multiple battery modules, which in turn include multiple battery cells. The cells must be thermally connected to the cooling system that is attached to the outside of a battery tray, for example. This connection is made via the gap filler already mentioned. There are several options for introducing the gap filler between the module base and the trough base, which is referred to here as the housing base. For example, the gap filler can be applied to the bottom of the tub and the battery module can then be placed on top and pressed on. Furthermore, there is also the possibility of first inserting the battery module into the tub and then filling the gap between the module base and the tub base with a gap filler by injection, as is the case, for example, in DE 10 2019 207 356 A1 is described. A similar injection method is also in the DE 10 2018 206 800 A1 described.

Um die thermische Anbindung an einen Kühlboden zu optimieren, kann beispielsweise auf einen Modulboden des Modulgehäuses verzichtet werden. Dies hat jedoch zur Folge, dass hierdurch die Struktursteifigkeit des Batteriemoduls herabgesetzt wird. Dies hat wiederum Nachteile in Bezug auf dessen Crash-Verhalten. Weist stattdessen das Batteriemodul auch einen Modulboden auf, so müssen auch die Batteriezellen im Batteriemodul an diesen Boden angebunden werden, insbesondere wieder über einen Gapfiller. Eine Möglichkeit hierfür ist zum Beispiel in der US 2019/0051954 A1 offenbart. In diesem Fall gestaltet sich der Herstellungsprozess einer Batterie jedoch sehr aufwendig. Insbesondere sind hierfür zusätzliche Prozessschritte erforderlich, um beispielsweise auch zusätzlich einen solchen Gapfiller in ein Batteriemodul einzubringen.In order to optimize the thermal connection to a cooling base, a module base of the module housing can be dispensed with, for example. However, the consequence of this is that the structural rigidity of the battery module is reduced as a result. This in turn has disadvantages with regard to its crash behavior. If the battery module also has a module base instead, the battery cells in the battery module must also be connected to this base, in particular again via a gap filler. An example of this is in the U.S. 2019/0051954 A1 disclosed. In this case, however, the manufacturing process of a battery is very complex. In particular, additional process steps are required for this, in order, for example, to additionally introduce such a gap filler into a battery module.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren, eine Batterie und ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die ein möglichst einfaches und effizientes Einbringen einer Wärmeleitmasse zwischen ein Batteriemodul und einen Gehäuseboden und gleichzeitig eine möglichst stabile Ausbildung eines Batteriemoduls ermöglichen.The object of the present invention is therefore to provide a method, a battery and a motor vehicle that enable the simplest and most efficient possible introduction of a heat-conducting compound between a battery module and a housing base and at the same time enable a battery module to be designed as stable as possible.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, eine Batterie und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen.This object is achieved by a method, a battery and a motor vehicle having the features according to the respective independent patent claims.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einbringen einer Wärmeleitmasse zwischen ein erstes Batteriemodul und einen Gehäuseboden eines Batteriegehäuses wird zunächst das Batteriegehäuse mit dem Gehäuseboden bereitgestellt, wobei das Batteriegehäuse einen ersten Aufnahmebereich zur Aufnahme des ersten Batteriemoduls aufweist. Weiterhin wird die Wärmeleitmasse auf den Gehäuseboden zumindest im ersten Aufnahmebereich aufgebracht und das erste Batteriemodul im ersten Aufnahmebereich angeordnet, so dass eine erste Unterseite des ersten Batteriemoduls dem Gehäuseboden zugewandt ist. Dabei wird das erste Batteriemodul mit einem ersten Modulgehäuse und mindestens einer darin aufgenommenen ersten Batteriezelle bereitgestellt, wobei das erste Modulgehäuse einen ersten Modulboden aufweist, der die erste Unterseite des ersten Batteriemoduls bereitstellt, wobei im ersten Modulboden mindestens ein erstes Loch angeordnet ist, durch welches beim Anordnen des ersten Batteriemoduls im ersten Aufnahmebereich zumindest ein Teil der Wärmeleitmasse in ein Inneres des ersten Modulgehäuses gedrückt wird.In a method according to the invention for introducing a heat-conducting compound between a first battery module and a housing base of a battery housing, the battery housing with the housing base is first provided, the battery housing having a first receiving area for receiving the first battery module. Furthermore, the heat-conducting compound is applied to the housing base at least in the first accommodation area and the first battery module is arranged in the first accommodation area, so that a first underside of the first battery module faces the housing base. The first battery module is provided with a first module housing and at least one first battery cell accommodated therein, with the first module housing having a first module base that provides the first underside of the first battery module, with at least one first hole being arranged in the first module base, through which the Arranging the first battery module in the first receiving area, at least part of the heat-conducting compound is pressed into an interior of the first module housing.

Hierdurch lässt sich vorteilhafterweise ein Teil der Wärmeleitmasse in das Innere des Batteriemoduls während des Anordnens des Batteriemoduls im ersten Aufnahmebereich einbringen. Zum Einbringen der Wärmeleitmasse in das Innere des Batteriemoduls ist damit vorteilhafterweise kein zusätzlicher Prozessschritt nötig. Durch den Modulboden kann zudem die Steifigkeit und Strukturfestigkeit des Modulgehäuses gesteigert werden, was sich positiv auf dessen Crasheigenschaften auswirkt. Zusätzlich können durch diese Ausgestaltung die Wärmeflüsse an den im Boden eingebrachten Löchern beziehungsweise im Allgemeinen an dem mindestens einen ersten Loch deutlich verbessert werden, da kein Übergang über den vorzugsweise metallischen Modulboden erfolgen muss. Insbesondere wird durch das Vorsehen des mindestens einen ersten Lochs erreicht, dass deutlich weniger Wärme aus der mindestens einen Batteriezelle an das zum Beispiel metallische Modulgehäuse abgegeben wird und dadurch in andere Bereiche der Batterie eingetragen wird. Dadurch kann also die Wärme aus den Zellen deutlich effizienter abgeführt werden. Insbesondere kann somit mehr Wärmeenergie aus den Zellen abgeführt werden. Die mindestens eine Batteriezelle kann somit vorteilhafterweise ohne jeglichen Gapfiller in das Modulgehäuse eingebaut werden. Wird dieses so bereitgestellte erste Batteriemodul dann auf den Gehäuseboden mit der darauf aufgebrachten Wärmeleitmasse aufgesetzt und angedrückt, dringt die Wärmeleitmasse automatisch durch das mindestens eine Loch im ersten Modulboden in das Innere des ersten Modulgehäuses ein und kann so vorteilhafterweise eventuell vorhandene Zwischenräume zwischen dem Modulboden und der mindestens einen Batteriezelle effizient schließen. Dabei wird also der Gapfiller, das heißt die Wärmeleitmasse, einerseits in die Fläche bezüglich des Gehäusebodens verpresst und andererseits dringt er durch das mindestens eine erste Loch, vorzugsweise durch eine Vielzahl an Löchern, durch den Modulboden in das Modul ein und bindet damit die Batteriezellen gleichzeitig thermisch an.As a result, part of the heat-conducting compound can advantageously be introduced into the interior of the battery module while the battery module is being arranged in the first receiving area. Advantageously, no additional process step is required to introduce the heat-conducting compound into the interior of the battery module. The module base can also increase the rigidity and structural strength of the module housing, which has a positive effect on its crash properties. In addition, the heat flows at the holes made in the base or in general at the at least one first hole can be significantly improved by this configuration, since no transition has to take place via the preferably metallic module base. In particular, by providing the at least one first hole, significantly less heat is transferred from the at least one battery cell to the at least one play metallic module housing is released and is thereby entered in other areas of the battery. As a result, the heat can be dissipated from the cells much more efficiently. In particular, more thermal energy can thus be dissipated from the cells. The at least one battery cell can thus advantageously be built into the module housing without any gap filler. If the first battery module provided in this way is then placed and pressed on the housing base with the heat-conducting compound applied thereto, the heat-conducting compound automatically penetrates through the at least one hole in the first module base into the interior of the first module housing and can thus advantageously fill any gaps between the module base and the close at least one battery cell efficiently. The gap filler, i.e. the heat-conducting compound, is thus pressed into the surface with respect to the housing base on the one hand and on the other hand it penetrates through the at least one first hole, preferably through a large number of holes, through the module base into the module and thus binds the battery cells at the same time thermally on.

Das Anordnen des ersten Batteriemoduls im ersten Aufnahmebereich erfolgt dabei vorzugsweise, nachdem das Aufbringen der Wärmeleitmasse zumindest im ersten Aufnahmebereich erfolgt ist. Dies erleichtert das Aufbringen der Wärmeleitmasse. Vorzugsweise wird die Wärmeleitmasse dabei raupenförmig zumindest im ersten Aufnahmebereich auf dem Gehäuseboden appliziert. Dabei muss nicht der gesamte Gehäuseboden im ersten Aufnahmebereich von Wärmeleitmasse bedeckt werden. Ein Verteilen der Wärmeleitmasse flächig über den gesamten Gehäuseboden im ersten Aufnahmebereich hinweg erfolgt vorzugsweise erst durch das Anordnen des ersten Batteriemoduls im ersten Aufnahmebereich. Damit einhergehend wird die Wärmeleitmasse in der Fläche verpresst und verteilt sich somit automatisch durch den Anpressdruck des Batteriemoduls in Richtung des Gehäusebodens.The first battery module is preferably arranged in the first receiving area after the heat-conducting compound has been applied at least in the first receiving area. This makes it easier to apply the thermal compound. The heat-conducting compound is preferably applied in the form of a bead at least in the first receiving area on the bottom of the housing. In this case, the entire bottom of the housing in the first receiving area does not have to be covered by heat-conducting compound. A distribution of the thermally conductive compound over an area over the entire housing base in the first receiving area takes place preferably only by arranging the first battery module in the first receiving area. As a result, the heat-conducting compound is pressed into the surface and is thus automatically distributed in the direction of the bottom of the housing by the contact pressure of the battery module.

Bei der Wärmeleitmasse kann es sich um den eingangs beschriebenen Gapfiller, auch Spaltfüller genannt, handeln. Eine solche Wärmeleitmasse kann insbesondere als eine Wärmeleitpaste bereitgestellt werden, die während des Einbringens flüssig oder zähflüssig ist, und nach dem Einbringen, insbesondere nach dem Einsetzen des ersten Batteriemoduls, aushärtet. Bei dem Batteriegehäuse handelt es sich vorzugsweise um ein Gesamtbatteriegehäuse, in welchem neben dem ersten Batteriemodul noch weitere Batteriemodule aufgenommen werden können. Dabei kann für ein jeweiliges Batteriemodul ein korrespondierender Aufnahmebereich bereitgestellt sein. Beispielsweise kann das Batteriegehäuse in Form einer Batteriewanne bereitgestellt sein, auf welche, nachdem die Batteriemodule im Batteriegehäuse untergebracht sind, ein Gehäusedeckel des Batteriegehäuses aufgesetzt werden kann. Die jeweiligen Aufnahmebereiche können dabei voneinander räumlich separiert sein oder auch nicht. Eine räumliche Separation wird dann vorzugsweise durch Trennwände oder Trennstege bereitgestellt, durch welche das Batteriegehäuse in mehrere Aufnahmebereiche bzw. Fächer gegliedert werden kann. An Wänden und Trennwänden des Gehäuses können die jeweiligen Batteriemodule darüber hinaus auch angebunden beziehungsweise befestigt werden, zum Beispiel verschraubt werden. Weiterhin ist es bevorzugt, dass das erste Batteriemodul nicht nur eine einzelne Batteriezelle, sondern vorzugsweise mehrere Batteriezellen umfasst. Diese können beispielsweise als Lithium-Ionen-Zellen ausgebildet sein. Zudem sind die Batteriezellen vorzugsweise als prismatische Batteriezellen ausgebildet. Eine Ausbildung der Zellen als Rundzellen oder Pouchzellen ist jedoch ebenso denkbar. Das Modulgehäuse ist vorzugsweise aus einem Metall oder einer Legierung gebildet, kann grundsätzlich aber auch aus einem Kunststoff oder faserverstärkten Kunststoff bereitgestellt sein. Auch das Batteriegehäuse und/oder der Gehäuseboden sind vorzugsweise aus einem Metall und/oder einer Legierung gefertigt. Zudem ist der Gehäuseboden vorzugsweise als ein Kühlboden ausgebildet. Der Gehäuseboden kann beispielsweise zumindest einen von einem Kühlmedium durchströmbaren Kühlkanal umfassen oder auch lediglich als Kühlplatte oder Kühlblech ausgebildet sein, an welcher eine Kühleinrichtung, insbesondere außenseitig, d.h. auf der dem im ersten Aufnahmebereich angeordneten ersten Batteriemodul gegenüberliegenden Seite des Gehäusebodens, angeordnet ist. Durch Anbindung des Batteriemoduls über die Wärmeleitmasse an einen solchen Kühlboden kann eine besonders effiziente Kühlung der mindestens einen vom Batteriemodul umfassten Batteriezelle bereitgestellt werden.The thermally conductive compound can be the gap filler described at the outset, also known as gap filler. Such a thermally conductive mass can be provided in particular as a thermally conductive paste that is liquid or viscous during the introduction and hardens after the introduction, in particular after the insertion of the first battery module. The battery housing is preferably an overall battery housing in which further battery modules can be accommodated in addition to the first battery module. A corresponding receiving area can be provided for a respective battery module. For example, the battery housing can be provided in the form of a battery tray, onto which a housing cover of the battery housing can be placed after the battery modules have been accommodated in the battery housing. The respective recording areas can be spatially separated from one another or not. Spatial separation is then preferably provided by partitions or partitions, by means of which the battery housing can be divided into a number of receiving areas or compartments. The respective battery modules can also be connected or fastened to walls and partitions of the housing, for example screwed. Furthermore, it is preferred that the first battery module not only includes a single battery cell, but preferably multiple battery cells. These can be in the form of lithium-ion cells, for example. In addition, the battery cells are preferably designed as prismatic battery cells. A configuration of the cells as round cells or pouch cells is also conceivable. The module housing is preferably formed from a metal or an alloy, but can in principle also be made from a plastic or fiber-reinforced plastic. The battery housing and/or the housing base are also preferably made from a metal and/or an alloy. In addition, the housing base is preferably designed as a cooling base. The housing base can, for example, comprise at least one cooling channel through which a cooling medium can flow, or it can also be designed simply as a cooling plate or cooling sheet, on which a cooling device is arranged, in particular on the outside, i.e. on the side of the housing base opposite the first battery module arranged in the first receiving area. By connecting the battery module to such a cooling floor via the heat-conducting compound, particularly efficient cooling of the at least one battery cell comprised by the battery module can be provided.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der erste Modulboden nicht nur einzelnes Loch, sondern vorzugsweise vielzählige Löcher auf. Diese können grundsätzlich mit jeder beliebigen Geometrie, zum Beispiel rund, elliptisch, eckig, insbesondere viereckig, dreieckig, fünfeckig und so weiter ausgebildet sein. Gerade eine runde Geometrie lässt sich in Form einer Bohrung sehr einfach umsetzen. Der Modulboden kann darüber hinaus dünn ausgebildet sein, zum Beispiel mit einer Dicke im einstelligen Millimeterbereich. Beispielsweise kann der Modulboden als ein Blech, zum Beispiel aus Aluminium, bereitgestellt sein. Das mindestens eine Loch hat dabei weiterhin vorzugsweise einen Durchmesser von zum Beispiel 5 mm. Dieser ist ausreichend, um ein zuverlässiges Eindringen der Wärmeleitmasse in das Innere des Modulgehäuses beim Anpressen des Batteriemoduls in den Aufnahmebereich zu ermöglichen.In an advantageous embodiment of the invention, the first module base not only has a single hole, but preferably a large number of holes. In principle, these can be designed with any desired geometry, for example round, elliptical, angular, in particular quadrangular, triangular, pentagonal and so on. A round geometry in particular can be implemented very easily in the form of a bore. In addition, the module base can be thin, for example with a thickness in the single-digit millimeter range. For example, the module base can be provided as a metal sheet, for example made of aluminum. The at least one hole preferably has a diameter of 5 mm, for example. This is sufficient to allow the heat-conducting compound to reliably penetrate into the interior of the module housing when the battery module is pressed into the receiving area.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das erste Batteriemodul beim Anordnen im ersten Aufnahmebereich mit seiner Unterseite dem Gehäuseboden zugewandt in Richtung des Gehäusebodens bis zu einer bestimmten Endposition bewegt. Die Endposition ist dabei insbesondere so definiert, dass dabei vorzugsweise kein direkter Kontakt zwischen dem Gehäuseboden und der Unterseite des Batteriemoduls hergestellt wird. Die Endposition kann beispielsweise durch eine bestimmte Anpresskraft oder einen bestimmten maximalen Anpressdruck definiert sein oder auch durch einen mechanischen Anschlag vorgegeben sein. Dadurch lässt es sich bewerkstelligen, dass eine Deformation oder Beschädigung des Modulbodens oder des Gehäusebodens vermieden werden kann.In a further advantageous embodiment of the invention, the first battery module is moved with its underside facing the housing base in the direction of the housing base up to a specific end position when it is arranged in the first receiving area. The end position is in particular defined in such a way that preferably no direct contact is made between the housing base and the underside of the battery module. The end position can be defined, for example, by a specific contact pressure or a specific maximum contact pressure, or it can also be predetermined by a mechanical stop. This makes it possible to avoid deformation or damage to the module base or the housing base.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird beim Anordnen des ersten Batteriemoduls im ersten Aufnahmebereich der zumindest eine Teil der Wärmeleitmasse derart durch das mindestens eine erste Loch des ersten Modulbodens gedrückt wird, dass dieser Teil mindestens eine Seite der mindestens einen ersten Batteriezelle berührt, insbesondere wobei die Seite eine Unterseite der ersten Batteriezelle darstellt, die einer Oberseite der ersten Batteriezelle gegenüberliegt, an welcher zwei Zellterminals der ersten Batteriezelle angeordnet sind. Die Begriffe „Oberseite“ und „Unterseite“ können sich dabei im Allgemeinen auf eine definierte Richtung beziehen, die nicht notwendigerweise vertikal verlaufen muss. Vorzugsweise beziehen sie sich auf die bestimmungsgemäße Lage während des Einsetzens in das Batteriegehäuse. Damit kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass der Teil der Wärmeleitmasse, der in das Innere des Modulgehäuses gelangt, die mindestens eine erste Batteriezelle benetzt, insbesondere unterseitig. Die Anbindung einer Seite einer Batteriezelle, an welcher keine Zellterminals beziehungsweise Zellpolanschlüsse angeordnet sind, ist dabei besonders einfach. Sind zudem im Modulgehäuse mehrere erste Batteriezellen angeordnet, so weisen die mehreren ersten Batteriezellen üblicherweise unterschiedliche fertigungsbedinge Höhentoleranzen auf. Eine Höhe einer ersten Batteriezelle ist dabei in Richtung von ihrer Unterseite zu ihrer Oberseite definiert. Zur Vereinfachung der oberseitigen Zellpolkontaktierung werden die ersten Batteriezellen vorzugsweise in Bezug auf ihre Oberseiten zueinander ausgerichtet, insbesondere so, dass sich ihre Oberseiten zueinander auf gleicher Höhe befinden. Folglich können die jeweiligen Unterseiten der Batteriezellen unterschiedliche Abstände zum Modulboden haben. Diese können vorteilhafterweise durch die durch das mindestens eine Loch in das Innere des Modulgehäuses eindringende Wärmeleitmasse ausgeglichen beziehungsweise aufgefüllt werden. In diesem Fall wird das Batteriemodul derart im ersten Aufnahmebereich angeordnet beziehungsweise angepresst, dass der durch das mindestens eine Loch in das Innere des Modulgehäuses eindringende Teil der Wärmeleitmasse alle Unterseiten der jeweiligen im Modulgehäuse angeordneten ersten Batteriezellen benetzt. Damit kann sichergestellt werden, dass alle Batteriezellen thermisch an den Gehäuseboden angebunden werden können.In a further advantageous embodiment of the invention, when the first battery module is arranged in the first receiving area, the at least part of the thermally conductive compound is pressed through the at least one first hole in the first module base in such a way that this part touches at least one side of the at least one first battery cell, in particular wherein the side represents a bottom of the first battery cell, which is opposite a top of the first battery cell, on which two cell terminals of the first battery cell are arranged. The terms "top" and "bottom" can generally refer to a defined direction that does not necessarily have to be vertical. They preferably relate to the intended position during insertion into the battery housing. In this way, it can advantageously be achieved that the part of the heat-conducting compound that gets into the interior of the module housing wets the at least one first battery cell, in particular on the underside. The connection of a side of a battery cell on which no cell terminals or cell pole connections are arranged is particularly simple. If, in addition, a plurality of first battery cells are arranged in the module housing, then the plurality of first battery cells usually have different height tolerances due to production. A height of a first battery cell is defined in the direction from its bottom to its top. In order to simplify the cell pole contacting on the upper side, the first battery cells are preferably aligned with respect to one another with respect to their upper sides, in particular in such a way that their upper sides are at the same height as one another. As a result, the respective undersides of the battery cells can have different distances to the module base. These can advantageously be compensated for or filled up by the thermally conductive compound penetrating through the at least one hole into the interior of the module housing. In this case, the battery module is arranged or pressed in the first receiving area in such a way that the part of the heat-conducting compound penetrating through the at least one hole into the interior of the module housing wets all undersides of the respective first battery cells arranged in the module housing. This ensures that all battery cells can be thermally connected to the bottom of the housing.

Bei einer weiteren, sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das erste Batteriemodul mit einem zumindest zum Teil als Lochplatte mit vielzähligen ersten Löchern ausgebildeten ersten Modulboden und/oder mit einem zumindest zum Teil als Gitter ausgebildeten ersten Modulboden bereitgestellt. In beiden Fällen umfasst der Modulboden also vielzählige Löcher, die wie oben bereits beschrieben ausgestaltet sein können. Vorzugsweise sind dabei mehrere Löcher nebeneinander sowohl in einer ersten als auch in einer zweiten, zur ersten senkrechten Richtung angeordnet, die beispielsweise beide zur oben definierten Richtung der Höhe einer jeweiligen Batteriezelle senkrecht sein können. Beispielsweise kann der Modulboden des Batteriemoduls in der ersten Einrichtung eine Länge und in der zweiten Richtung eine Breite aufweisen. Die Löcher sind dabei vorzugsweise möglichst homogen über die Fläche des Batteriemoduls verteilt, um ein möglichst gleichmäßiges Eindringen des Teils der Wärmeleitmasse beim Anpressen des Batteriemoduls in Richtung des Gehäusebodens zu ermöglichen. Das Verhältnis zwischen Lochfläche und Bodenfläche des Modulbodens kann zum Beispiel mindestens 1 : 10, vorzugsweise mindestens 1 : 5 betragen.In a further, very advantageous embodiment of the invention, the first battery module is provided with a first module base designed at least partially as a perforated plate with numerous first holes and/or with a first module base designed at least partially as a grid. In both cases, the module base thus includes numerous holes that can be designed as already described above. A plurality of holes are preferably arranged next to one another both in a first and in a second direction perpendicular to the first direction, which can both be perpendicular to the above-defined direction of the height of a respective battery cell, for example. For example, the module base of the battery module can have a length in the first device and a width in the second direction. The holes are preferably distributed as homogeneously as possible over the surface of the battery module in order to allow the part of the heat-conducting compound to penetrate as uniformly as possible when the battery module is pressed in the direction of the housing base. The ratio between the hole area and the floor area of the module floor can be, for example, at least 1:10, preferably at least 1:5.

Wie ebenfalls bereits erwähnt, ist der Modulboden, sowie insbesondere das gesamte Modulgehäuse, vorzugsweise aus einem Metall und/oder einer Legierung gebildet, zum Beispiel aus Aluminium. Dies begünstigt die Wärmeabfuhr. Alternativ ist auch eine Ausbildung aus einem Kunststoff, zum Beispiel einem faserverstärkten Kunststoff, denkbar.As also already mentioned, the module base, and in particular the entire module housing, is preferably formed from a metal and/or an alloy, for example aluminum. This favors heat dissipation. Alternatively, a construction from a plastic, for example a fiber-reinforced plastic, is also conceivable.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das erste Batteriemodul mehrere erste Batteriezellen auf, die im Modulgehäuse angeordnet sind. Die mehreren ersten Batteriezellen können dabei gleichartig und insbesondere wie oben zur mindestens einen Batteriezelle beschrieben ausgebildet sein. Beispielsweise können die Batteriezellen nebeneinander in einer ersten Richtung, die zum Beispiel zu einer Stapelrichtung der mehreren Batteriezellen korrespondiert, angeordnet sein. Die Stapelrichtung kann sich dabei in Richtung zur oben definierten Länge des Batteriemoduls beziehungsweise des Modulbodens erstrecken. Auf diese Weise lässt sich durch die beschriebene Vorgehensweise für vielzählige erste Batteriezellen innerhalb des ersten Modulgehäuses gleichzeitig eine thermische Anbindung an den Gehäuseboden bereitstellen.In a further advantageous embodiment of the invention, the first battery module has a plurality of first battery cells which are arranged in the module housing. The plurality of first battery cells can be configured in the same way and in particular as described above for the at least one battery cell. For example, the battery cells can be arranged next to one another in a first direction, which corresponds, for example, to a stacking direction of the plurality of battery cells. The stacking direction can extend in the direction of the length of the battery module or the module base defined above. In this way, the described procedure for numerous first battery cells within the first module housing at the same time provide a thermal connection to the housing base.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird mindestens ein zweites Batteriemodul mit einem zweiten Modulgehäuse und mindestens einer darin aufgenommenen zweiten Batteriezelle bereitgestellt, wobei das zweite Modulgehäuse einen zweiten Modulboden aufweist, der eine zweite Unterseite des mindestens einen zweiten Batteriemoduls bereitstellt, wobei im zweiten Modulboden mindestens ein zweites Loch angeordnet ist, wobei die Wärmeleitmasse zumindest teilweise zusätzlich in einem zweiten Aufnahmebereich des Batteriegehäuses auf den Gehäuseboden aufgebracht wird und nach dem Aufbringen das zweite Batteriemodul im zweiten Aufnahmebereich des Batteriegehäuses angeordnet wird, so dass die zweite Unterseite dem Gehäuseboden zugewandt ist. Weiterhin wird beim Anordnen des zweiten Batteriemoduls im zweiten Aufnahmebereich zumindest ein zweiter Teil der Wärmeleitmasse durch das mindestens eine zweite Loch in ein Inneres des zweiten Modulgehäuses gedrückt.In a further advantageous embodiment of the invention, at least one second battery module is provided with a second module housing and at least one second battery cell accommodated therein, the second module housing having a second module base which provides a second underside of the at least one second battery module, the second module base having at least a second hole is arranged, wherein the heat-conducting compound is at least partially additionally applied to the housing base in a second receiving area of the battery housing and after application, the second battery module is arranged in the second receiving area of the battery housing, so that the second underside faces the housing base. Furthermore, when the second battery module is arranged in the second receiving area, at least a second part of the heat-conducting compound is pressed through the at least one second hole into an interior of the second module housing.

Das Batteriegehäuse stellt, wie oben bereits beschrieben, vorzugsweise ein Gesamtbatteriegehäuse dar, in welchem mehrere Batteriemodule aufgenommen werden können. Die jeweiligen Aufnahmebereiche, wie vorliegend der erste und der zweite Aufnahmebereich, können dabei räumlich voneinander separiert sein, zum Beispiel durch Trennstege oder Trennwände innerhalb des Batteriegehäuses, oder aber auch nicht räumlich separiert ausgebildet sein. Das Aufbringen der Wärmeleitmasse in dem ersten und zweiten Aufnahmebereich kann dabei in einem Aufbringungsschritt erfolgen, indem die Wärmeleitmasse beispielsweise raupenförmig sowohl den ersten Aufnahmebereich als auch den zweiten Aufnahmebereich überstreichend auf den Gehäuseboden aufgebracht wird oder auch zeitlich voneinander separiert oder unabhängig voneinander. Beispielsweise kann zunächst ein Teil der Wärmeleitmasse in dem ersten Aufnahmebereich aufgebracht werden und anschließend ein weiterer Teil der Wärmeleitmasse im zweiten Aufnahmebereich. Eine Abdichtung zwischen dem Modulboden und dem Gehäuseboden, um die Wärmeleitmasse gezielt im Zwischenraum zwischen dem Modulboden und dem Gehäuseboden zu halten, ist dabei vorzugsweise nicht vorgesehen, prinzipiell aber dennoch denkbar. Aufgrund der hohen Viskosität der Wärmeleitmasse ist eine solche Abdichtung nicht erforderlich. Das zweite Batteriemodul kann im Allgemeinen wie bereits zum ersten Batteriemodul beschrieben ausgebildet sein. Auch das Einbringen des zweiten Batteriemoduls kann dabei gleichzeitig mit dem Einbringen des ersten Batteriemoduls in den ersten Aufnahmebereich erfolgen, oder ebenfalls nur teilweise zeitlich überschneidend oder gar nicht zeitlich überschneidend, zum Beispiel nacheinander. Auch hierbei sind wiederum vielzählige verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten bereitgestellt, die bezüglich des Einbringens der Wärmeleitmasse und der Batteriemodule in das Batteriegehäuse ein hohes Maß an Flexibilität bieten.As already described above, the battery housing preferably represents an overall battery housing in which a plurality of battery modules can be accommodated. The respective receiving areas, such as the first and the second receiving area in this case, can be spatially separated from one another, for example by means of separating webs or partitions within the battery housing, or else not spatially separated. The application of the heat-conducting compound in the first and second receiving area can be carried out in one application step, in that the heat-conducting compound is applied to the housing base, for example in the form of a bead, sweeping over both the first receiving area and the second receiving area, or also at separate times from one another or independently of one another. For example, part of the thermally conductive compound can first be applied in the first receiving area and then another part of the thermally conductive compound in the second receiving area. A seal between the module base and the housing base, in order to hold the thermally conductive mass in a targeted manner in the space between the module base and the housing base, is preferably not provided, but is in principle still conceivable. Due to the high viscosity of the heat-conducting compound, such a seal is not required. The second battery module can generally be designed as already described for the first battery module. The introduction of the second battery module can also take place at the same time as the introduction of the first battery module into the first receiving area, or likewise only partially overlapping in time or not at all, for example one after the other. Here too, numerous different design options are provided, which offer a high degree of flexibility with regard to the introduction of the heat-conducting compound and the battery modules into the battery housing.

Dabei ist es bevorzugt, wenn die Wärmeleitmasse im zweiten Aufnahmebereich aufgebracht wird, bevor das erste Batteriemodul im ersten Aufnahmebereich angeordnet wird. Dies hat den Vorteil, dass das Aufbringen der Wärmeleitmasse in den jeweiligen Aufnahmebereichen des Batteriegehäuses in einem zusammenhängenden Prozessschritt erfolgen kann. Ist das Aufbringen der Wärmeleitmasse abgeschlossen, so können die jeweiligen Batteriemodule, zum Beispiel gleichzeitig oder zeitlich nacheinander, in die jeweils den Batteriemodulen zugeordneten Aufnahmebereiche eingesetzt und angepresst werden. Dies erlaubt ein sehr effizientes und zeitsparendes Vorgehen.In this case, it is preferred if the heat-conducting compound is applied in the second receiving area before the first battery module is arranged in the first receiving area. This has the advantage that the heat-conducting compound can be applied in the respective receiving areas of the battery housing in a coherent process step. Once the application of the thermally conductive compound is complete, the respective battery modules can be inserted and pressed into the receiving areas assigned to the battery modules, for example simultaneously or one after the other. This allows a very efficient and time-saving procedure.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das erste Batteriemodul nach dem Anordnen im ersten Aufnahmebereich und nachdem der zumindest eine Teil der Wärmeleitmasse in das Innere des ersten Modulgehäuses gedrückt wurde, am Batteriegehäuse befestigt, insbesondere mittels Verschrauben. Dabei kann die Befestigung zum Beispiel an den Seitenwänden des Batteriegehäuses beziehungsweise den oben erwähnten Trennwänden erfolgen. Zu diesem Zweck können zum Beispiel Befestigungsflansche am Batteriegehäuse und am Modulgehäuse vorgesehen sein, die miteinander verschraubt werden. Damit wird das Batteriemodul in seiner Endposition fixiert.In a further advantageous embodiment of the invention, the first battery module is attached to the battery housing, in particular by screwing, after it has been arranged in the first receiving area and after at least part of the heat-conducting compound has been pressed into the interior of the first module housing. In this case, the attachment can take place, for example, on the side walls of the battery housing or on the partition walls mentioned above. For this purpose, for example, fastening flanges can be provided on the battery housing and on the module housing, which are screwed together. This fixes the battery module in its end position.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Batterie für ein Kraftfahrzeug, wobei die Batterie ein Batteriemodul mit einer Unterseite aufweist, wobei das Batteriemodul mindestens eine Batteriezelle umfasst. Weiterhin weist die Batterie ein Batteriegehäuse mit einem Gehäuseboden auf, wobei das Batteriegehäuse einen Aufnahmebereich aufweist, in welchem das Batteriemodul angeordnet ist, so dass die Unterseite des Batteriemoduls dem Gehäuseboden zugewandt ist. Zudem umfasst die Batterie eine Wärmeleitmasse, die zumindest in einem Zwischenraum zwischen dem Gehäuseboden und der Unterseite des Batteriemoduls angeordnet ist. Weiterhin weist das Batteriemodul ein Modulgehäuse auf, in welchem die mindestens eine Batteriezelle angeordnet ist, wobei das Modulgehäuse einen Modulboden aufweist, der die Unterseite des ersten Batteriemoduls bereitstellt, wobei im ersten Modulboden mindestens ein Loch angeordnet ist, und wobei zumindest ein Teil der Wärmeleitmasse in einem Inneren des Modulgehäuses angeordnet ist.Furthermore, the invention also relates to a battery for a motor vehicle, the battery having a battery module with an underside, the battery module comprising at least one battery cell. Furthermore, the battery has a battery housing with a housing base, the battery housing having a receiving area in which the battery module is arranged, so that the underside of the battery module faces the housing base. In addition, the battery includes a heat-conducting compound, which is arranged at least in an intermediate space between the housing base and the underside of the battery module. Furthermore, the battery module has a module housing in which the at least one battery cell is arranged, the module housing having a module base that provides the underside of the first battery module, at least one hole being arranged in the first module base, and at least part of the heat-conducting compound in an interior of the module housing is arranged.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren und seine Ausgestaltungen beschriebenen Vorteile gelten in gleicher Weise für die erfindungsgemäße Batterie. Bei der erfindungsgemäßen Batterie handelt es sich insbesondere um eine Batterie, die mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder eine seine Ausführungsformen hergestellt wurde. Die Batterie ist vorzugsweise als eine Hochvoltbatterie ausgebildet.The advantages described for the method according to the invention and its configurations apply in the same way to the battery according to the invention. The battery according to the invention is in particular a battery that was produced by means of a method according to the invention or one of its embodiments. The battery is preferably designed as a high-voltage battery.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Batterie, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Batterie hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes developments of the battery according to the invention, which have features as have already been described in connection with the developments of the method according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the battery according to the invention are not described again here.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Batterie oder einer ihrer Ausgestaltungen.Furthermore, the invention also relates to a motor vehicle with a battery according to the invention or one of its configurations.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes the combinations of features of the described embodiments. The invention also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, unless the embodiments were described as mutually exclusive.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Batterie mit einem Batteriemodul, während dieses in ein Batteriegehäuse eingesetzt wird, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine schematische Darstellung der Batterie aus 1 mit dem in seiner Endposition am Batteriegehäuse angeordneten Batteriemodul gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
3 eine schematische Darstellung des Modulbodens für ein Batteriemodul einer Batterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Exemplary embodiments of the invention are described below. For this shows:

1 a schematic representation of a battery with a battery module while this is inserted into a battery housing, according to an embodiment of the invention;
2 a schematic representation of the battery 1 with the battery module arranged in its end position on the battery housing according to an exemplary embodiment of the invention; and
3 a schematic representation of the module base for a battery module of a battery according to an embodiment of the invention.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and that each also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is also intended to encompass combinations of the features of the embodiments other than those illustrated. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols designate elements with the same function.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Batterie 10 mit einem Batteriemodul 12, während dieses in ein Batteriegehäuse 16 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eingesetzt wird. Das Batteriegehäuse 16 weist dabei einen Gehäuseboden 18 auf, welcher beispielsweise als ein Kühlboden ausgebildet sein kann. Zu diesem Zweck kann der Gehäuseboden 18 hier nicht dargestellte, von einem Kühlmedium durchströmbare Kühlkanäle umfassen oder an einer Kühleinrichtung angeordnet sein. Weiterhin kann das Batteriegehäuse 16 auch noch Seitenwände 20 umfassen, die am Gehäuseboden 18 angeordnet sind. Um die thermische Anbindung des Batteriemoduls 12 an dem Gehäuseboden 18 zu verbessern, wird, bevor das Batteriemodul 12 in einen dem Batteriemodul 12 zugeordneten Aufnahmebereich 22 des Batteriegehäuses 16 eingesetzt wird, eine Wärmeleitmasse 14 auf dem Gehäuseboden 18, zumindest in den Aufnahmebereich 22, welcher dem Batteriemodul 12 zugeordnet ist, eingebracht. Bei der Wärmeleitmasse kann es sich um einen sogenannten Gapfiller handeln, der in Form einer Wärmeleitpaste bereitgestellt werden kann. Diese ist zum Zeitpunkt des Einbringens viskos, insbesondere zähflüssig oder flüssig, und kann in Form von Gapfillerraupen in das Batteriegehäuse 16 eingebracht worden sein. In der Darstellung in 1 sind exemplarisch mehrere, insbesondere drei, solcher Raupen mit Wärmeleitmasse 14 in einem Querschnitt dargestellt. Dabei muss die Gapfillermasse 14, wie in 1 ebenfalls zu sehen ist, nicht über den kompletten Gehäuseboden 18 verteilt sein. Ein solches Verteilen kann durch das Anpressen des Batteriemoduls 12 beim Anordnen im Aufnahmebereich 22 erfolgen. Wird also das Batteriemodul 12 in den Aufnahmebereich 22 eingesetzt und dabei in Richtung des Gehäusebodens 18 bis zu einer Endposition, wie diese in 2 dargestellt ist, bewegt, so wird damit einhergehend auch die Wärmeleitmasse 14 in der Fläche verpresst. Beim Zusammenbau der Gesamtbatterie 10 wird also zunächst der Gapfiller, das heißt die Wärmeleitmasse 14, in einer oder mehreren Raupen in die Batteriewanne, die vorliegend als das Batteriegehäuse bezeichnet wird, appliziert. Das Batteriemodul 12 wird dann nach unten in die Batteriewanne 16 gesetzt und langsam abgesenkt. Dabei wird dann der Gapfiller in die Fläche verpresst, wie dies in 2 zu sehen ist. 2 zeigt dabei im Übrigen die Batterie 10 aus 1, wenn sich das Batteriemodul 12 in seinem bestimmungsgemäßen Endzustand, das heißt in seiner Endposition im Aufnahmebereich 22 des Batteriegehäuses 16 befindet. 1 FIG. 12 shows a schematic representation of a battery 10 with a battery module 12 as it is being inserted into a battery housing 16 according to an exemplary embodiment of the invention. The battery housing 16 has a housing base 18 which can be designed as a cooling base, for example. For this purpose, the housing base 18 can include cooling channels, not shown here, through which a cooling medium can flow, or it can be arranged on a cooling device. Furthermore, the battery housing 16 can also include side walls 20 which are arranged on the housing base 18 . In order to improve the thermal connection of the battery module 12 to the housing floor 18, before the battery module 12 is inserted into a receiving area 22 of the battery housing 16 assigned to the battery module 12, a heat-conducting compound 14 is applied to the housing floor 18, at least in the receiving area 22, which is Battery module 12 is assigned introduced. The heat-conducting compound can be what is known as a gap filler, which can be provided in the form of a heat-conducting paste. This is viscous at the time of introduction, in particular viscous or liquid, and can have been introduced into the battery housing 16 in the form of gap filler beads. In the representation in 1 several, in particular three, such beads with heat-conducting compound 14 are shown in a cross-section as an example. The gap filler compound 14, as in 1 can also be seen not to be distributed over the entire housing base 18 . Such a distribution can take place by pressing on the battery module 12 when arranging it in the receiving area 22 . So if the battery module 12 is inserted into the receiving area 22 and in the direction of the housing base 18 up to an end position, as shown in 2 is shown moved, the thermally conductive compound 14 is also compressed in the surface. When the overall battery 10 is assembled, the gap filler, that is to say the heat-conducting compound 14, is first applied in one or more beads into the battery tray, which is referred to here as the battery housing. The battery module 12 is then placed down into the battery tray 16 and slowly lowered. The gap filler is then pressed into the surface, as shown in 2 you can see. 2 otherwise shows the battery 10 off 1 , when the battery module 12 is in its intended end state, that is in its end position in the receiving area 22 of the battery housing 16.

Das Batteriemodul 12 umfasst darüber hinaus mehrere in einem Modulgehäuse 26 angeordnete Batteriezellen 24. Die Batteriezellen können dabei zudem eine jeweilige Oberseite 24a und eine der Oberseite 24a gegenüberliegende Unterseite 24b aufweisen. Vorzugsweise sind Zellpole beziehungsweise Zellpolanschlüsse, vorliegend auch als Zellterminals bezeichnet, an den jeweiligen Oberseiten 24a der jeweiligen Batteriezellen 24 angeordnet. Die Batteriezellen 24 sind also vorzugsweise so im Batteriegehäuse 26 angeordnet, dass ihre jeweiligen Unterseiten 24b einem Modulboden 28 des Modulgehäuses 26 zugewandt sind, wobei das Batteriemodul 12 mit dem Modulboden 28 voran in das Batteriegehäuse 16 eingesetzt wird, so dass der Modulboden 28 dem Gehäuseboden 18 während des Einsetzens und in der Endposition, wie in 2 dargestellt, zugewandt ist. Das Vorsehen eines solchen Modulbodens 28 hat dabei den großen Vorteil, dass hierdurch die Stabilität und die Crasheigenschaften eines solchen Batteriemoduls 12 verbessert werden können, insbesondere im Vergleich zu einem Batteriegehäuse 26 ohne Modulboden 28.The battery module 12 also includes a plurality of battery cells 24 arranged in a module housing 26. The battery cells can also have a respective top side 24a and a bottom side 24b opposite the top side 24a. Cell poles or cell pole connections, also referred to here as cell terminals, are preferably arranged on the respective upper sides 24a of the respective battery cells 24 . The battery cells 24 are therefore preferably arranged in the battery housing 26 in such a way that their respective undersides 24b face a module base 28 of the module housing 26, with the battery module 12 being inserted into the battery housing 16 with the module base 28 first, so that the module base 28 faces the housing base 18 during insertion and in the final position, as in 2 shown facing. The provision of such a module base 28 has the great advantage that the stability and the crash properties of such a battery module 12 can be improved, in particular in comparison to a battery housing 26 without a module base 28.

Um nun jedoch auch die einzelnen Batteriezellen 24 innerhalb des Modulgehäuses 26 möglichst gut thermisch an den Gehäuseboden 18 des Batteriegehäuses 16 anbinden zu können, insbesondere auf möglichst einfache und effiziente Weise, weist der Modulboden 28 mindestens ein Loch 32, vorzugsweise vielzählige solcher Löcher 32, auf.However, in order to be able to thermally connect the individual battery cells 24 within the module housing 26 to the housing base 18 of the battery housing 16, in particular in the simplest and most efficient manner possible, the module base 28 has at least one hole 32, preferably a large number of such holes 32 .

Ein Beispiel eines solchen Modulbodens 28 ist exemplarisch in 3 in einer Draufsicht dargestellt. In diesem Beispiel ist der Modulboden 28 als Lochplatte 30 ausgestaltet und weist vielzählige in Reihen und Spalten angeordnete Löcher 32 auf. Grundsätzlich kann eine solche Lochplatte 30 als ein Blech, zum Beispiel aus Aluminium, mit mehreren verteilt angeordneten Löchern 32 ausgebildet sein, insbesondere mit einem Lochdurchmesser von zum Beispiel 5 mm. Durch das Vorsehen solcher Löcher 32 ist es nun vorteilhafterweise möglich, dass ein Teil der Wärmeleitmasse 14 beim Einsetzen des Moduls 12 in den Aufnahmebereich 22 in das Innere 36 des Modulgehäuses 26 eindringt, insbesondere so, dass die jeweiligen Unterseiten 24b der jeweiligen Batteriezellen 24 mit der Wärmeleitmasse 14 benetzt werden. Somit kann also durch das Anordnen des Batteriemoduls 12 im Aufnahmebereich 22 im Batteriegehäuse 16 nicht nur der Spalt beziehungsweise Zwischenraum 34 zwischen dem Modulboden 28 und dem Gehäuseboden 18 mit Wärmeleitmasse ausgefüllt werden, sondern im gleichen Verfahrensschritt auch mögliche Zwischenräume zwischen dem Modulboden 28 und den jeweiligen Unterseiten 24b der Batteriezellen 24. Die Wärmeleitmasse 14 muss also nicht in einem separaten Verfahrensschritt zuvor erst in das Batteriemodul 12 eingebracht werden. Beim Bereitstellen des Batteriemoduls 12 können also zunächst die jeweiligen Batteriezellen 24 ohne Gapfiller 14 in das Modulgehäuse 16 eingebaut werden. Das so bereitgestellte Gapfiller-freie Batteriemodul 12 wird dann in das Gesamtbatteriegehäuse 16 eingesetzt, wodurch automatisch durch die vorgesehenen Löcher 32 im Modulboden 28 ein Teil der Wärmeleitmasse 14, die auf dem Gehäuseboden 18 appliziert ist, in das Innere 36 des Modulgehäuses 26 einbringt und die Batteriezellen 24 damit thermisch an dem Batterieboden beziehungsweise Gehäuseboden 18 ankoppelt. Wird das Modul 12 also in die Batteriewanne 16 eingesetzt und langsam abgesenkt, wird nicht nur der Gapfiller 14 einerseits in die Fläche verpresst, sondern andererseits dringt dieser durch die Vielzahl an Löchern 32 durch den Modulboden 28 in das Modul 12 ein und bindet damit die Batteriezellen 24 gleichzeitig thermisch an.An example of such a module base 28 is shown in 3 shown in a plan view. In this example, the module base 28 is designed as a perforated plate 30 and has numerous holes 32 arranged in rows and columns. In principle, such a perforated plate 30 can be designed as a metal sheet, for example made of aluminum, with a plurality of holes 32 arranged in a distributed manner, in particular with a hole diameter of 5 mm, for example. By providing such holes 32, it is now advantageously possible for part of the heat-conducting compound 14 to penetrate into the interior 36 of the module housing 26 when the module 12 is inserted into the receiving area 22, in particular in such a way that the respective undersides 24b of the respective battery cells 24 are in contact with the Thermal compound 14 are wetted. Thus, by arranging the battery module 12 in the receiving area 22 in the battery housing 16, not only can the gap or intermediate space 34 between the module base 28 and the housing base 18 be filled with heat-conducting compound, but also possible intermediate spaces between the module base 28 and the respective undersides in the same process step 24b of the battery cells 24. The heat-conducting compound 14 therefore does not have to be introduced into the battery module 12 beforehand in a separate method step. When the battery module 12 is provided, the respective battery cells 24 can therefore first be installed in the module housing 16 without a gap filler 14 . The gap filler-free battery module 12 provided in this way is then inserted into the overall battery housing 16, which automatically introduces part of the heat-conducting compound 14, which is applied to the housing floor 18, into the interior 36 of the module housing 26 through the holes 32 provided in the module floor 28 and the Battery cells 24 are thus thermally coupled to the battery base or housing base 18 . If the module 12 is inserted into the battery tray 16 and slowly lowered, not only is the gap filler 14 pressed into the surface, but it also penetrates through the plurality of holes 32 through the module base 28 into the module 12 and thus binds the battery cells 24 at the same time thermally.

Dabei kann nicht nur ein solches Batteriemodul 12 in das Batteriegehäuse 16 wie beschrieben eingesetzt werden, sondern es können mehrere solcher Batteriemodule 12 in das gleiche Batteriegehäuse 16 eingesetzt werden, beispielsweise in jeweils zugeordnete Aufnahmebereiche 22. Dieses Einsetzen kann dabei gleichzeitig oder auch zeitlich sequentiell erfolgen. Vorzugsweise wird der Gapfiller 14 zuvor, das heißt vor dem Einsetzen aller Module 12, auf den Gehäuseboden 18 in den jeweiligen Aufnahmebereichen 22 aufgetragen. Für eine Batterie 10, die vorzugsweise als Hochvoltbatterie 10 ausgebildet ist und vielzählige solcher Module 12 umfassen kann, kann durch diese Vorgehensweise eine enorme Zeitersparnis erzielt werden, da für keines der Module 12 ein zusätzlicher Prozessschritt für die Einbringung des Gapfillers 14 in das Modulgehäuse 16 und damit in die jeweiligen Batteriemodule 12 nötig ist. Es gibt lediglich einen Einbringungsschritt für den gesamten Gapfiller 14. Zudem sind die Wärmeflüsse an den im Boden 28 eingebrachten Löchern 32 deutlich besser, da kein Übergang über den metallischen Modulboden 28 erfolgen muss. Es kann also mehr Wärmeenergie aus den Zellen 24 abgeführt werden.Not only one such battery module 12 can be inserted into the battery housing 16 as described, but several such battery modules 12 can be inserted into the same battery housing 16, for example in respectively assigned receiving areas 22. This insertion can take place simultaneously or sequentially. The gap filler 14 is preferably applied to the housing base 18 in the respective receiving areas 22 beforehand, that is to say before all the modules 12 are inserted. For a battery 10, which is preferably embodied as a high-voltage battery 10 and can include numerous such modules 12, an enormous time saving can be achieved by this procedure, since there is no additional process step for introducing the gap filler 14 into the module housing 16 and for any of the modules 12 so that in the respective battery modules 12 is necessary. There is only one introduction step for the entire gap filler 14. In addition, the heat flows at the holes 32 introduced in the base 28 are significantly better since there is no transition via the metallic module base 28 to take place. More thermal energy can therefore be dissipated from the cells 24 .

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer HV(Hochvolt)-Batterie und zur integrierten Füllung mit Gapfiller in und unter dem Batteriemodul durch Verpressen bereitgestellt werden kann, welches es ermöglicht, die beiden Gapfillerschichten, nämlich zwischen dem Gehäuseboden und dem Modulboden sowie zwischen dem Modulboden und den Batteriezellen, zeitgleich beziehungsweise in einem gemeinsamen Verfahrensschritt einzubringen. Ermöglicht wird dies dadurch, indem in die Batteriewanne der Gapfiller raupenförmig eingebracht wird und dann das Batteriemodul, welches noch keinen Gapfiller in sich hat, auf diese Raupen gesetzt und langsam nach unten verpresst wird. Der Modulboden ist wiederum mit mehreren Löchern ausgestattet, durch welche dann der Gapfiller während des Verpressens auch in das Modulinnere eindringt und dort die Batteriezellen benetzt.Overall, the examples show how the invention can provide a method for manufacturing an HV (high-voltage) battery and for the integrated filling with gap filler in and under the battery module by pressing, which makes it possible to use the two gap filler layers, namely between the housing base and the module base and between the module base and the battery cells, at the same time or in a common process step. This is made possible by placing the in the battery tray Gapfiller is introduced in caterpillar form and then the battery module, which does not yet have a gap filler in it, is placed on these caterpillars and slowly pressed down. The module base is in turn equipped with several holes, through which the gap filler penetrates into the interior of the module during pressing and wets the battery cells there.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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Claims

Method for introducing a heat-conducting compound (14) between a first battery module (12) and a housing base (18) of a battery housing (16), comprising the steps: - providing the battery housing (16) with the housing base (18), the battery housing (16 ) has a first receiving area (22) for receiving the first battery module (12); - Applying the heat-conducting compound (14) to the housing base (18) at least in the first receiving area; and - arranging the first battery module (12) in the first receiving area (22) so that a first underside (28) of the first battery module (12) faces the housing base (18); characterized in that the first battery module (12) is provided with a first module housing (26) and at least one first battery cell (24) accommodated therein, the first module housing (26) having a first module base (28) which has the first underside ( 28) of the first battery module (12), at least one first hole (32) being arranged in the first module base (28), through which at least part of the heat-conducting compound (14) can be inserted when the first battery module (12) is arranged in the first receiving area Interior (36) of the first module housing (26) is pressed.

procedure after claim 1 , characterized in that the first battery module (12) when arranged in the first receiving area (22) is moved with its underside (28) facing the housing base (18) in the direction of the housing base (18) to a specific end position.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that when the first battery module (12) is arranged in the first receiving area (22), the at least one part of the heat-conducting compound (14) is pushed through the at least one first hole (32) in the first module base (28) is pressed so that this part touches at least one side (24b) of the at least one first battery cell (24), in particular wherein the side (24b) represents an underside (24b) of the first battery cell (24) and an upper side (24a) of the first Battery cell (24) opposite, at which two cell terminals of the first battery cell (24) are arranged.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first battery module (12) has a first module base (28) which is designed at least partly as a perforated plate (30) with numerous first holes (32) and/or has a first module base (28) which is at least partly designed as a grid trained first module base (28) is provided.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first battery module (12) has a plurality of first battery cells (24) which are arranged in the module housing (16).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one second battery module (12) with a second module housing (26) and at least one second battery cell (24) accommodated therein is provided, the second module housing (26) having a second module base (28 ) which provides a second underside (28) of the at least one second battery module (12), at least one second hole (32) being arranged in the second module base (28), the heat-conducting compound (14) being at least partially additionally in a second receiving area (22) of the battery housing (16) is applied to the housing base (18) and after the application the second battery module (12) is arranged in the second receiving area (22) of the battery housing (16), so that the second underside (28) faces the housing base (18) facing, wherein when arranging the second battery module (12) in the second receiving area (22) at least a second part of the heat-conducting compound ( 14) is pressed through the at least one second hole (32) into an interior (36) of the second module housing (26).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-conducting compound (14) is applied in the second receiving area (22) before the first battery module (12) is arranged in the first receiving area (22).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first battery module (12) is pressed into the interior (36) of the first module housing (26) after it has been arranged in the first receiving area (22) and after the at least part of the heat-conducting compound (14) has been pressed was, is attached to the battery housing (16), in particular by screwing.

Battery (10) for a motor vehicle, the battery (10) having: - a battery module (12) with a bottom (28), the battery module (12) comprising at least one battery cell (24); - a battery housing (16) with a housing base (18), the battery housing (16) having a receiving area (22) in which the battery module (12) is arranged, so that the underside (28) of the battery module (12) faces the housing base (18) facing; and - a heat-conducting compound (14) which is arranged at least in an intermediate space (34) between the housing base (18) and the first underside (28) of the first battery module (12); characterized in that the battery module (12) has a module housing (26) in which the at least one battery cell (24) is arranged, the module housing (26) having a module base (28) which is the underside (28) of the first battery module (12), at least one first hole (32) being arranged in the first module base (28), at least part of the heat-conducting compound (14) being arranged in an interior (36) of the module housing (26).

Motor vehicle with a battery (10). claim 9 .