DE102021128307A1

DE102021128307A1 - Batterie mit strukturintegriertem Wärmemanagement und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102021128307A1
Application number: DE102021128307.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Friedrich
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2021-10-29
Publication date: 2023-05-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterie (10), die ein Gehäuse (12) mit einem Zellaufnahmeraum (14), in dem mehrere Batteriezellen (16) angeordnet sind, aufweist. Der Zellaufnahmeraum (14) ist an zumindest einer Seite durch ein Gehäusestrukturelement (24) begrenzt, das zu einer Stabilität des Gehäuses (12) beiträgt und sich entlang mehrerer der Batteriezellen (16) erstreckt. Das Gehäusestrukturelement (24) weist einen von dem Zellaufnahmeraum (14) separaten Innenraum (26) auf. In den Innenraum (26) des Gehäusestrukturelements (24) ist eine Wärmemanagementkomponente für ein Wärmemanagement der Batterie (10) mittels eines in dem Innenraum geführten Temperierungsmediums integriert, sodass das Gehäusestrukturelement (24) sowohl zur mechanischen Lastaufnahme als auch als Wärmemanagementeinrichtung der Batterie (10) dient. Die Erfindung betrifft weiter ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Batterie (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie mit einer Wärmemanagementeinrichtung sowie ein Kraftfahrzeug, das mit einer derartigen Batterie ausgestattet ist.
Batterien sind zwar an sich seit langer Zeit bekannt, werden aber nach wie vor vielfältig eingesetzt. Dabei werden zunehmend größere Anforderungen an die Batterien gestellt. Beispielsweise werden in verschiedenen Bereichen höhere Abgabe- und Ladeleistungen, höhere Leistungsdichten und/oder höhere Kapazitäten oder dergleichen angestrebt. Dies erfordert typischerweise eine effektive aktive Kühlung der Batterien. Dazu können beispielsweise von einem Kühlmedium durchströmte Plattenkühler oder eine Immersionskühlung, bei der Batteriezellen der Batterie von einem Kühlmedium direkt um- oder angeströmt werden, verwendet werden. Gleichzeitig werden jedoch ein möglichst geringer Bauraumbedarf, ein möglichst geringes Gewicht und eine möglichst große Festigkeit oder Stabilität, also mechanische Belastbarkeit, der Batterien angestrebt. Diese - zumindest scheinbar - im Widerspruch zueinander stehenden oder miteinander konkurrierenden Ziele erfordern weitere Verbesserungen im Bereich der Batterietechnik.
Als einen Ansatz beschreibt die DE 10 2018 133 006 A1 einen Elektrospeicher, der konstruktiv verbessert sein und dadurch eine möglichst hohe Speicherdichte bei gleichzeitig möglichst großer mechanischer Robustheit aufweisen soll. Dazu weist ein Gehäuse des Elektrospeichers eine obere Deckschicht, eine untere Deckschicht und mehrere Querstreben auf. Das Gehäuse ist in Sandwichbauweise konstruiert, wobei die obere Deckschicht einen Deckel des Gehäuses und die untere Deckschicht einen Boden des Gehäuses bildet und dazwischen eine Kernschicht angeordnet ist. In dieser Kernschicht sind die mehreren Querstreben angeordnet und jeweils steif mit beiden Deckschichten verbunden. Die Querstreben bilden in der Kernschicht mehrere Gefache, in welchen Zellen des Elektrospeichers angeordnet und fixiert sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine effiziente und bauraumsparende Temperierung einer Batterie zu ermöglichen
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Mögliche Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, in der Beschreibung und in den Figuren offenbart.
Die erfindungsgemäße Batterie weist ein Gehäuse auf, welches einen Zellaufnahmeraum bildet oder umgibt, in dem mehrere bzw. eine Vielzahl von Batteriezellen der Batterie angeordnet sind. Die auch als Elektrospeicher bezeichnete Batterie kann insbesondere eine Sekundärbatterie, also wiederaufladbar sein. Die vorliegende Erfindung kann für verschiedene Arten, Typen oder Formen von Batterien angewendet werden. So kann es sich bei der Batterie beispielsweise um eine Hochvoltbatterie, also eine Batterie mit einer Ausgabe- oder Nennspannung von beispielsweise wenigstens 48 V, wenigstens 100 V, wenigstens 200 V, wenigstens 400 V, wenigstens 600 V, wenigstens 800 V oder mehr handeln. Ebenso kann die Batterie unterschiedliche Arten von Batteriezellen umfassen, beispielsweise zylindrische Rundzellen, prismatische Zellen oder dergleichen, die zudem - beispielsweise je nach Bauform oder Anwendungsfall - unterschiedliche Zellchemien aufweisen oder enthalten können, beispielsweise eine lithium- bzw. lithiumionenbasierte Zellchemie oder dergleichen. Die Batterie kann für mobile Anwendungen, wie etwa in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraft-, Land-, Luft-, Wasser- oder Schienenfahrzeug oder dergleichen, aber ebenso für stationäre Anwendungen, wie als Haus- oder Gebäudebatterie, als Netzpufferbatterie, als Batterie zum Versorgen einer stationären technischen Anlage oder dergleichen, eingesetzt werden.
In der erfindungsgemäßen Batterie ist der Zellaufnahmeraum an wenigstens einer Seite durch ein Gehäusestrukturelement - auch als Gehäusestrukturteil oder Gehäusestrukturbauteil oder kurz als Strukturelement, Strukturbauteil oder Strukturteil bezeichnet - begrenzt, das zu einer Festigkeit bzw. Stabilität des Gehäuses beiträgt und sich entlang mehrerer der Batteriezellen oder über mehrere der Batteriezellen erstreckt. Das Gehäusestrukturelement kann also ein integraler, insbesondere formgebender, Teil des Gehäuses bzw. der Batterie sein und zur Aufnahme oder Abstützung mechanischer Lasten oder Belastungen, die auf die Batterie einwirken können, ausgebildet, ausgelegt oder eingerichtet sein. Dies kann beispielsweise im Gegensatz zu den Batteriezellen oder anderen elektrischen Komponenten der Batterie gesehen werden, die möglichst vor einer mechanischen Belastung geschützt oder bewahrt werden sollen, um Beschädigungen zu vermeiden, die zu einer Zerstörung der Batterie führen können. Das Gehäusestrukturelement kann sich insbesondere flächig oder plattenartig bzw. plattenförmig über mehrere der Batteriezellen erstrecken, also mehrere Batteriezellen zumindest auf einer Seite oder in einer Richtung abdecken oder verdecken. So kann das Gehäusestrukturelement insbesondere eine Seitenwand, ein Boden, ein Deckel oder eine Zwischendecke oder Zwischenwand oder -platte und/oder eine Begrenzung einer Zelle oder eines Bereichs wenigstens eines in dem Gehäuse zum Aufnehmen der Batteriezellen gebildeten Gefaches sein, bilden oder umfassen. Beispielsweise kann das Gehäusestrukturelement ein entsprechendes Blech oder eine entsprechende Blechstruktur sein oder umfassen.
Erfindungsgemäß weist das wenigstens eine Gehäusestrukturelement einen von dem Zellaufnahmeraum separaten Innenraum auf. Dieser Innenraum ist also fluidisch von dem Zellaufnahmeraum getrennt, sodass ein in dem Innenraum angeordnetes oder geführtes Temperierungsmedium, also insbesondere ein flüssiges oder gasförmiges Kühl- oder Kältemittel, nicht aus dem Innenraum in den Zellaufnahmeraum gelangen oder strömen kann. Das Gehäusestrukturelement weist wenigstens eine in dieses oder mit diesem integrierte Wärmemanagementkomponente auf. Insbesondere kann in dem Innenraum des wenigstens einen Gehäusestrukturelements wenigstens eine Wärmemanagementkomponente für ein Wärmemanagement, also eine Temperierung der Batterie mittels des in dem Innenraum geführten oder angeordneten Temperierungsmediums, angeordnet oder integriert sein. Somit dient das wenigstens eine Gehäusestrukturelement also sowohl zur mechanischen Lastaufnahme als auch als Wärmemanagementeinrichtung der Batterie, fungiert also entsprechend. Die Wärmemanagementkomponente kann beispielsweise ein Wärmetauscher sein oder einen Wärmetauscher umfassen, über welchen oder an welchem das - zumindest im bestimmungsgemäßen Betrieb der Batterie - darin angeordnete oder geführte Temperierungsmedium zum Kühlen oder Entwärmen der Batterie darin erzeugte Wärme aufnehmen oder zum Heizen der Batterie bzw. der Batteriezellen Wärme an diese abgeben kann. Ebenso kann die Wärmemanagementkomponente ein Verdampfer und/oder ein entsprechender Kondensator sein oder einen solchen umfassen. Je nach Ausgestaltung, Anwendungsfall oder Bedarf kann eine solche Wärmemanagementkomponente zeitweise als Verdampfer und zeitweise als Kondensator betreibbar sein. Es können mehrere Wärmemanagementkomponenten in dasselbe Gehäusestrukturteil oder in verschiedene Gehäusestrukturteile der Batterie integriert sein.
Durch die vorliegende Erfindung können die Vorteile strukturintegrierter Wärmemanagementkomponenten in einem im Vergleich zu bisherigen Ansätzen weiter erhöhten Maße realisiert werden. So kann die erfindungsgemäße Batterie damit besonders bauraumsparend, also besonders kompakt gebaut werden, da Bauteile oder Materialien für separate Wärmemanagementkomponenten oder Wärmemanagementeinrichtungen eingespart und stattdessen das Gehäusestrukturteil bzw. ein Teil davon entsprechend mitverwendet werden kann.
Durch die Ausbildung oder Anordnung des Innenraums in dem - andernfalls gegebenenfalls massiven - Gehäusestrukturteil kann zudem bei gleichem Materialbedarf eine erhöhte Festigkeit oder Stabilität erreicht oder eine gegebene Festigkeit oder Stabilität mit weniger Materialeinsatz und entsprechend reduziertem Gewicht realisiert werden.
Durch die Integration der Wärmemanagementkomponente in das Gehäusestrukturteil oder mit dem Gehäusestrukturteil kann zudem eine Anzahl von Bauteilen der Batterie mit unterschiedlichen Außenformen reduziert werden. Dies ermöglicht eine besonders einfache, weitreichende und flexible Realisierung eines Baukastenkonzepts zum Aufbau oder zur Fertigung unterschiedlicher Batterien. Dazu können beispielsweise Gehäusestrukturelemente mit integrierter Wärmemanagementkomponente - auch als wärmemanagementintegrierte Strukturelemente oder Strukturbauteile bezeichnet - und entsprechende Gehäusestrukturelemente ohne integrierte Wärmemanagementkomponente zumindest im Wesentlichen dieselbe äußere Form oder Gestalt und identische mechanische Schnitt- oder Befestigungsstellen aufweisen. Dadurch können beide Arten von Gehäusestrukturelementen austauschbar sein und entsprechend einem jeweiligen Temperierungsbedarfs verwendet oder verbaut werden.
Das hier vorgeschlagene wärmemanagementintegrierte Gehäusestrukturteil kann damit besonders einfach in einen bestehenden Montageablauf integriert werden.
Durch die vorliegend vorgesehene fluidische Trennung des Zellaufnahmeraums und des Innenraums des Gehäusestrukturteils kann bedarfsgerecht eine Immersionstemperierung der Batteriezellen oder eine Verwendung von Batteriezellen, die nicht für eine Immersionstemperierung eingerichtet oder ausgebildet, beispielsweise nicht gegen ein Temperierungsmedium abgedichtet oder beständig, sind, ermöglicht oder in dem Zellaufnahmeraum Platz für eine fluid- oder gasbasierte Zelltemperierung eingespart werden. In ersterem Fall kann der Zellaufnahmeraum also für eine Immersionstemperierung der darin angeordneten Batteriezellen mittels eines die Zellen, insbesondere direkt an- oder umströmenden dielektrischen Immersionsfluids, eingerichtet sein. Es kann also - zumindest in bestimmungsgemäßer Einbaulage und im bestimmungsgemäßen Betrieb der Batterie - in den Zellaufnahmeraum ein solches Immersionsfluid eingebracht sein oder darin strömen. Dazu können beispielsweise entsprechende Anschlüsse, eine Abdichtung, eine entsprechende Beständigkeit, eine Fluidführung oder Strömungspfade in dem Zellaufnahmeraum bzw. entlang der Batteriezellen und/oder dergleichen mehr vorgesehen sein. Ein entsprechender batterieinterner Immersionskühlkreislauf kann durch die Trennung von einem Temperierungskreislauf, der den Innenraum des Gehäusestrukturteils umfasst, besonders einfach, effektiv und sicher realisiert werden. Der die Wärmemanagementkomponente des Gehäusestrukturteils umfassende Temperierungskreislauf kann beispielsweise an einen batterieexternen Temperierungskreislauf angeschlossen sein. Es können in den unterschiedlichen Kreisläufen beispielsweise unterschiedliche Temperierungsmedien verwendet werden. Ebenso kann auch bei einem Leck des - möglicherweise teilweise batterieexternen - Temperierungskreislaufs eine zumindest teilweise Kühlung der Batteriezellen durch das batterieinterne Immersionsfluid aufrechterhalten werden.
In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung grenzt das Gehäusestrukturelement den Zellaufnahmeraum von einem außenseitig davon in dem Gehäuse angeordneten Deformationsraum ab. Das Gehäusestrukturelement umfasst dann auf einer dem Deformationsraum zugewandten Seite eine von dem Temperierungsmedium durchströmbare Plattenstruktur. Beispielsweise kann das Gehäusestrukturelement auf der dem Zellaufnahmeraum zugewandten Seite eine zumindest im Wesentlichen ebene Fläche bilden, was beispielsweise eine gleichmäßige und bauraumsparende Anordnung der Batteriezellen ermöglichen kann. Die Plattenstruktur kann sich dann in von dem Zellaufnahmeraum abgewandte Richtung von einer entsprechenden Wandung oder Seite des Gehäusestrukturelements in den Deformationsraum erheben. Dadurch kann der Deformationsraum multifunktional genutzt werden, ohne einen Gesamtbauraumbedarf der Batterie zu vergrößern. Dies ist hinsichtlich der Sicherheit oder Belastbarkeit der Batterie unproblematisch, da die Plattenstruktur als inhärenter Bestandteil des Gehäusestrukturelements zur erhöhten Versteifung oder Deformationsresistenz der Batterie beiträgt. Gleichzeitig kann so in dem Zellaufnahmeraum bzw. zwischen dem Gehäusestrukturelement und den Batteriezellen verfügbarer Bauraum für das genannte dielektrische Immersionsfluid freigehalten werden. Insbesondere dann, wenn keine Immersionstemperierung der Batteriezellen vorgesehen ist, kann die Plattenstruktur ebenso auf der dem Zellaufnahmeraum zugewandten Seite des Gehäusestrukturelements angeordnet sein, sodass der Deformationsraum durch die Plattenstruktur nicht verkleinert wird. Das Gehäusestrukturelement kann hier ein inneres Boden- oder Zwischenblech der Batterie sein oder umfassen, das durch den Deformationsraum von einer zumindest im Wesentlichen parallel dazu erstreckten Außenwand des Gehäuses der Batterie beabstandet sein kann. Das Gehäusestrukturelement kann dann für eine maximale Steifigkeit oder Festigkeit ausgebildet oder ausgelegt sein, während die Außenwand für eine Verformung im Crash- oder Belastungsfall ausgelegt sein kann. Somit kann durch die Außenwand und den Deformationsraum Energie aufgenommen und gleichzeitig durch die relativ dazu größere Steifigkeit oder Festigkeit des Gehäusestrukturelements eine mechanische Belastung oder Beauftragung der Batteriezellen durch ein sich verformendes Gehäuseteil vermieden oder minimiert werden. Die Plattenstruktur kann beispielsweise zwei zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Platten, Bleche oder flächig erstreckte Bauteile oder Bereiche umfassen oder aufweisen, die durch den Innenraum voneinander beabstandet sind bzw. den Innenraum begrenzen. Das Gehäusestrukturelement kann in diesem Sinne also als Plattenkühler oder Plattenwärmetauscher ausgebildet sein. Damit kann eine besonders großflächige und damit besonders effektive oder leistungsfähige Wärmeübertragung bei gleichzeitig besonders großer Festigkeit oder Steifigkeit realisiert werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Batterie für eine Immersionstemperierung der Batteriezellen mittels des oder eines diese in dem Zellaufnahmeraum an- oder umströmenden dielektrischen Immersionsfluids eingerichtet.
Die Plattenstruktur umfasst dann zwei von dem Zellaufnahmeraum separate, insbesondere flächig, beispielsweise parallel zu einem Boden des Gehäuses, erstreckte, Durchströmungsbereiche für das Temperierungsmedium, zwischen denen ein mit dem Zellaufnahmeraum in fluidischer Verbindung stehender Strömungsbereich für das Immersionsfluid ausgebildet oder angeordnet ist. Die Durchströmungsbereiche können gemeinsam den Innenraum bilden oder beide Teil des Innenraums sein. Die Durchströmungsbereiche können fluidisch miteinander verbunden oder voneinander separat sein. Die Plattenstruktur ist hier mit anderen Worten mehrlagig bzw. aus oder in mehreren Ebenen ausgebildet. Senkrecht zur Haupterstreckungsfläche oder Haupterstreckungsebene der Plattenstruktur betrachtet kann sich somit also eine Anordnung oder Abfolge aus dem Zellaufnahmeraum, einer Seite oder Wandung des Gehäusestrukturteils, eines ersten Durchströmungsbereichs, einer diesen begrenzende Wandung der Plattenstruktur, des Strömungsbereich für das Immersionsfluids, einer weiteren Wandung der Plattenstruktur, des zweiten Durchströmungsbereichs und einer von dem Zellaufnahmeraum abgewandten Außenwandung der Plattenstruktur ergeben. Auf diese Weise kann eine vergrößerte Kontakt- oder Wärmeübertragungsfläche zwischen dem Immersionsfluid und der Plattenstruktur bzw. dem Temperierungsmedium realisiert werden. Dies kann einen vergrößerten bzw. besonders effektiven oder besonders schnellen Wärmeaustausch zwischen dem Immersionsfluid und dem die Plattenstruktur durchströmenden Temperierungsmedium ermöglichen. Zudem kann durch die mehrschichtige oder mehrlagige Ausgestaltung der Plattenstruktur eine weiter vergrößerte Festigkeit oder Stabilität des Gehäusestrukturelements erreicht werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung formt das Gehäusestrukturteil eine Wanne mit einem Boden und senkrecht oder schräg davon weg ragenden Seitenwänden. Der Innenraum ist dann in dem Boden und/oder in wenigstens einer Seitenwand oder einem Seitenwandbereich der Wanne ausgebildet. Der Boden und/oder die Seitenwand können ganz, also vollflächig, oder teil- oder bereichsweise doppelwandig oder mehrwandig sein. Dadurch kann eine besonders große Temperierungsfläche zur Verfügung stehen bzw. realisiert werden. Gleichzeitig kann ein besonders einfacher, besonders fester und besonders bauraumsparender Aufbau der Batterie realisiert werden. Beispielsweise können die Batteriezellen in die Wanne eingesetzt und diese dann mittels eines Deckels verschlossen werden. Damit kann eine gebaute Sandwichstruktur der Batterie realisiert werden. Zusätzlich oder alternativ zu dem Boden und/oder der Seitenwand kann ebenso der Deckel doppel- oder mehrwandig ausgebildet sein, also als das Gehäusestrukturteil mit der oder einer integrierten Wärmemanagementkomponente fungieren. Ebenso können an der Wanne außenseitige Tragstrukturen, beispielsweise zur Befestigung der Batterie, angeordnet oder ausgebildet sein, die ebenfalls von dem Temperierungsmedium durchströmbar sein können. Der Innenraum des Gehäusestrukturelements kann hier außenseitig durch eine Außenwand der Batterie begrenzt sein. Somit kann das Temperierungsmedium mit dieser Außenwand in direktem Kontakt stehen. Dadurch kann die Außenwand als Radiator zum Abstrahlen von Wärme fungieren, die von oder in den Batteriezellen erzeugt und von dem Temperierungsmedium aufgenommen und an das Gehäusestrukturteil abgegeben wurde bzw. im Betrieb der Batterie abgegeben wird. Dadurch kann ohne zusätzlichen derartigen Radiator die Entwärmung der Batterie unterstützt werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Batterie wenigstens ein weiteres Bauteil, in das eine Wärmemanagementkomponente, also insbesondere ein Wärmetauscher, ein Verdampfer und/oder ein Kondensator, für das Wärmemanagement bzw. die Temperierung der Batterie, insbesondere der Batteriezellen, integriert ist. Dieses wenigstens eine weitere Bauteil kann also ebenfalls einen Innenraum aufweisen, in dem ein oder das Temperierungsmedium angeordnet oder geführt sein kann. Dieser Innenraum kann mit dem Innenraum des wenigstens einen Gehäusestrukturteils fluidisch in Verbindung stehen oder von diesem separat sein. Das weitere Bauteil kann beispielsweise ein Strömungs-, Elektro- oder Elektronikbauteil, etwa ein Zellträger, eine Strömungsführung, eine Halterung, eine Stromschiene, ein Zellkontaktierungselement, ein Zellmodulverbinder und/oder dergleichen mehr sein oder umfassen. Derartige Bauteile können in einer entsprechenden Ausgestaltung der Batterie für deren Betrieb oder Sicherheit notwendig sein. Durch die Integrierung der oder einer Wärmemanagementkomponente in wenigstens ein solches ohnehin vorhandenes weiteres Bauteil der Batterie kann somit eine verbesserte Temperierungsleistung ohne oder mit besonders geringem zusätzlichem Bauraumbedarf der Batterie erreicht werden. Typischerweise weisen die genannten Bauteile in herkömmlichen Batterien keine signifikante strukturelle Bedeutung oder Belastbarkeit bzw. Lastaufnahmefähigkeit auf und tragen somit also nicht zur Struktur, Festigkeit oder Stabilität herkömmlicher Batterien bei. Durch die Integration der Wärmemanagementkomponente bzw. die entsprechende Ausgestaltung des wenigstens einen weiteren Bauteils kann dessen Stabilität oder Festigkeit hier jedoch erhöht werden. Dadurch kann das wenigstens eine weitere Bauteil in eine Struktur, also eine Lastaufnahmestruktur oder einen Pfad oder Verbund zum Aufnehmen bzw. Ableiten mechanischer Kräfte bzw. Lasten oder Belastungen der Batterie integriert oder eingebunden werden. Somit kann das wenigstens eine weitere Bauteil dann also ebenfalls als kombiniertes oder integriertes Struktur- und Wärmemanagementelement fungieren. Dies ermöglicht letztlich eine erhöhte Festigkeit oder Stabilität der Batterie, einen reduzierten Bauraumbedarf und/oder ein reduziertes Gewicht der Batterie.
In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Batterie - wie auch an anderer Stelle angedeutet bzw. erläutert - für eine Immersionstemperierung der Batteriezellen in dem Zellaufnahmeraum eingerichtet. Das wenigstens eine weitere Bauteil ist oder umfasst hier wenigstens ein Strömungsgitter, das in dem Zellaufnahmeraum angeordnet ist. Ein solches Strömungsgitter kann beispielsweise zum Einstellen oder Vorgegeben eines Strömungspfads und/oder eines Druckverlaufs bzw. Druckverlusts des für die Immersionstemperierung der Batteriezellen verwendeten, also den Zellaufnahmeraum durchströmenden Immersionsfluids dienen. Ein solches Strömungsgitter kann beispielsweise unterhalb und/oder oberhalb und/oder zwischen den Batteriezellen angeordnet sein. Ebenso kann ein solches Strömungsgitter zwischen jeweils zwei Zellsegmenten oder Zellmodulen angeordnet sein, die jeweils mehrere der Batteriezellen umfassen. Diese jeweils zwei Zellsegmente oder Zellmodule können im bestimmungsgemäßen Betrieb der Batterie von dem Immersionsfluid seriell oder parallel umströmt, angeströmt oder durchströmt sein oder werden. Damit kann beispielsweise eine besonders strömungsgünstige mehrstöckige oder mehrlagige Batterie, in der die Batteriezellen in mehreren Stockwerken, Lagen oder Ebenen übereinander angeordnet sind, bei gleichzeitig besonders geringem Bauraumbedarf, besonders großer Festigkeit und besonders großer Temperierungs- oder Entwärmungsleistung realisiert werden. Ein solche Anordnung oder Struktur kann gegebenenfalls in unterschiedlichen Richtungen oder auf unterschiedliche Weisen oder in unterschiedlichen Strömungsmustern durchströmbar sein, sodass sich - im Betrieb dauerhaft oder zeitweise - eine serielle oder parallele Umströmung der jeweiligen Zellsegmente oder Zellmodule ergeben kann. Dies kann beispielsweise abhängig sein von einer Anordnung der entsprechenden Batterie in einer umgebenden oder größeren Vorrichtung oder Anlage, wie etwa einem Kraftfahrzeug, oder relativ zu einem jeweiligen lokalen Schwerkraftvektor. Durch die Integration der Wärmemanagementkomponente in ein derartiges Strömungsgitter kann eine besonders gleichmäßige Temperierung der Batteriezellen erreicht werden, was vorteilhaft zu einer besonders gleichmäßigen Alterung der Batteriezellen führen oder beitragen kann. Dazu kann das Immersionsfluid nach einem Umströmen einer Batteriezelle oder einer Gruppe von Batteriezellen von diesen aufgenommene Wärme über das Strömungsgitter bzw. die darin angeordnete Wärmemanagementkomponente oder das darin angeordnete oder geführte Temperierungsmedium zumindest teilweise abgeben, bevor es die nächste Batteriezelle oder die nächste Gruppe von Batteriezellen an- oder umströmt. Mit anderen Worten kann also ein sogenannter Temperature-Pick-Up des Immersionsfluids entlang seines Strömungspfades durch die Batterie auf besonders effektive und bauraumsparende Weise vermieden oder reduziert werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Wärmemanagementkomponente einen Kapillarverdampfer und/oder einen Kapillarkondensator. Dabei weist wenigstens eine Innenwandung des Innenraums eine entsprechende Kapillarstruktur oder kapillare Beschichtung auf. Diese Kapillarstruktur kann an allen Innenwänden des Innenraums angeordnet sein oder, beispielsweise um Aufwand oder Kosten einzusparen, insbesondere bzw. nur an einer Innenseite oder Innenwandung einer dem Zellaufnahmeraum zugewandten Wand des Innenraums bzw. des Gehäusestrukturteils. Die Kapillarstruktur kann beispielsweise durch eine Oberflächenbehandlung oder -aufrauhung oder eine Beschichtung der Innenwand bzw. des entsprechenden Teils der jeweiligen Innenrand realisiert werden oder sein. Dadurch kann eine kapillare Wirkung auf oder entlang der Innenwand erreicht werden, durch die selbsttätig Kältemittel nachgezogen oder nachgefördert werden kann, wenn an der Innenwandung Kältemittel verdampft. Dadurch kann besonders einfach und zuverlässig erreicht werden, dass an der Innenwandung stets gleichmäßig verteiltes flüssiges Kältemittel vorhanden ist, das verdampfen und somit Wärme aufnehmen bzw. abtransportieren kann. Dies wiederum ermöglicht eine besonders geringe Bauhöhe des Innenraums, also eine besonders flache oder bauraumsparende Ausgestaltung des Gehäusestrukturteils und damit auch der Batterie insgesamt, bei vorgegebener Temperierungsleistung. Zudem kann so eine besonders effektive Kühlung, beispielsweise auch bei besonders niedrigen treibenden Temperaturdifferenzen, also einer besonders engen thermischen Staffelung zwischen dem Zellaufnahmeraum bzw. den Batteriezellen einerseits und der Wärmemanagementkomponente bzw. dem Kältemittel andererseits, erreicht werden. Ansonsten für einen entsprechenden Kältemitteltransport benötigte Bauteile können so zur Reduktion des Bauraumbedarfs der Batterie eingespart oder beispielsweise durch zusätzliche Versteifungen zur Erhöhung der Stabilität oder Festigkeit der Batterie ersetzt werden. Die Verwendung einer Kapillarstruktur an oder in der Gehäusestrukturkomponente ist hier besonders günstig und effektiv, da ihr Vorteil der besonders gleichmäßigen Kühlung bzw. des besonders gleichmäßigen Wärmeabtransports über die gesamte mit der Kapillarstruktur versehene Fläche der Innenwandung dadurch besonders effektiv zum Tragen kommt, dass das Gehäusestrukturelement sich hier über mehrere der Batteriezellen erstreckt.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Batterie als, insbesondere in dasselbe Gehäusestrukturteil integrierte, Wärmemanagementkomponenten einen Verdampfer und einen Kondensator mit einem gemeinsamen Gasraum. Dadurch kann eine besonders effektive, gegebenenfalls von einem externen Temperierungskreislauf unabhängige, also batterieinterne Wärmetransporteinrichtung realisiert werden. Ein entsprechender Verdampferbereich und ein entsprechender Kondensatorbereich können beispielsweise durch eine Heatpipe oder ein Thermosiphon oder dergleichen miteinander verbunden oder thermisch gekoppelt sein, die bzw. der insbesondere struktur- oder bauteilintegriert sein, also einen integralen oder strukturellen Bestandteil des Gehäusestrukturteils bzw. des Gehäuses der Batterie bilden kann.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, das eine erfindungsgemäße Batterie, insbesondere als Traktionsbatterie, aufweist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann insbesondere das im Zusammenhang mit der Batterie genannte Fahrzeug sein oder diesem entsprechen. Dementsprechend kann das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug einige oder alle der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batterie genannten Eigenschaften und/oder Merkmale aufweisen. Der Einsatz der erfindungsgemäßen Batterie in dem Kraftfahrzeug kann einen besonders günstigen Anwendungsfall der vorliegenden Erfindung darstellen, da dort die beschriebenen Vorteile sich unmittelbar auf eine verbesserte Sicherheit jeweiliger Fahrzeuginsassen und eine verbesserte Effizienz des Kraftfahrzeugs auswirken können und dort typischerweise besonders begrenzte Bauraumbedingungen und Gewichtsbudgets gegeben sind.
In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist das Kraftfahrzeug wenigstens eine batterieexterne bzw. von der Batterie verschiedene, mittels wenigstens einer Wärmemanagementkomponente ausgestattete oder temperierte bzw. im Betrieb des Kraftfahrzeugs temperierbare Fahrzeugkomponente auf. Es kann also beispielsweise ein Wärmetauscher, ein Verdampfer oder ein Kondensator an dieser Fahrzeugkomponente angeordnet, insbesondere in der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batterie beschriebenen Weise in oder mit der Fahrzeugkomponente integriert, sein. Diese Wärmemanagementkomponente entspricht dabei der Wärmemanagementkomponente der Batterie oder ist mit dieser thermisch gekoppelt, beispielsweise über einen Kühl- und/oder Heizkreislauf, eine Heatpipe, einen Thermosiphon, ein einen gemeinsamen Gasraum oder dergleichen. Insbesondere kann es sich bei der Fahrzeugkomponente um eine Komponente oder ein Bauteil eines elektrischen Antriebsstrang und/oder einer Klimatisierung bzw. eines Klimatisierungssystems des Kraftfahrzeugs handeln. Somit kann eine in dem Kraftfahrzeug in dessen Betrieb verfügbare Heiz- oder Kühlleistung zum besonders effektiven und effizienten Temperieren der Batterie verwendet oder mitverwendet oder im Betrieb der Batterie entstehende Abwärme zum Heizen der entsprechenden anderen Fahrzeugkomponente verwendet werden. Dadurch lässt sich relativ zu einer mittleren Traktionsleistung des Kraftfahrzeugs in typischen Fahrprofilen eine signifikante, also auch in der Praxis relevante Effizienz- bzw. Reichweitenverbesserung des Kraftfahrzeugs erreichen.
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:

1 eines schematische seitliche Darstellung einer Batterie mit Immersionstemperierung und strukturintegriertem Wärmemanagement;
2 eine schematische Perspektivdarstellung einer Gehäusewanne mit Zwischenwänden:
3 eine ausschnittweise schematische Querschnittansicht der Batterie mit der Gehäusewanne;
4 eine ausschnittweise schematische Querschnittansicht der Batterie mit einem Deformationsraum; und
5 eine ausschnittweise schematische Perspektivdarstellung der Batterie in einer weiteren Variante.

In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Von mehreren gleichen Elementen ist der Übersichtlichkeit halber zum Teil nur eine repräsentative Auswahl explizit gekennzeichnet.
1 zeigt eine ausschnittweise schematische Seitendarstellung einer Batterie 10. Die Batterie 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das einen Zellaufnahmeraum 14 bildet oder umgibt. In diesem Zellaufnahmeraum 14 sind mehrere Batteriezellen 16 angeordnet.
Vorliegend ist die Batterie 10 für eine Immersionstemperierung der Batteriezellen 16 eingerichtet. Dazu kann in dem Zellaufnahmeraum 14, also batterieintern ein entsprechendes Immersionsfluids zirkulieren, hier beispielsweise angetrieben durch eine Pumpe, die entsprechend auch als immersionspumpe 20 bezeichnet wird. Der Zellaufnahmeraum 14 ist durch ein in Hochrichtung mittig angeordnetes und ringsum zwischen den äußeren Batteriezellen 16 und einer Innenwand des Zellaufnahmeraums 14 umlaufendes Dichtelement 22 in einen oberen und einen unteren Bereich unterteilt. Das Immersionsfluid kann angetrieben durch die Immersionspumpe 20 den unteren Bereich durchströmen, dann entlang der Batteriezellen 16 in Richtung des oberen Bereiches strömen und dabei Wärme von den Batteriezellen 16 aufnehmen oder an diese abgeben und erneut zu der immersionspumpe 20 gelangen. Das Dichtelement 22 kann flexibel oder verformbar sein, um insbesondere bei vorgesehener Immersionstemperierung der Batteriezellen 16 mit einem zumindest im Wesentlichen inkompressiblen Immersionsfluid, Druckstöße auf das Gehäuse 12 bzw. eine bei einer mechanischen Belastung und Verformung des Gehäuses 12 auftretende Volumenverkleinerung des Zellaufnahmeraums 14 zu absorbieren oder auszugleichen und dadurch ein Aufplatzen des Gehäuses 12 zu verhindern. Dazu kann das Dichtelement 22 beispielsweise aus einem kompressiblen Material gefertigt sein oder eine, insbesondere geschlossene, Schwammstruktur aufweisen oder dergleichen.
Das Gehäuse 12 wird an seiner Oberseite und seiner Unterseite durch ein jeweiliges Gehäusestrukturelement 24 begrenzt. Beispielsweise kann es sich dabei an einer Unterseite der Batterie 10 um einen Boden 32 (siehe 2) und an einer Oberseite der Batterie 10 um einen Deckel 54 (siehe 5) handeln. Die Gehäusestrukturelemente 24 weisen jeweils einen Innenraum 26 auf, der fluidisch von dem Zellaufnahmeraum 14 getrennt ist. Die Innenräume 26 können ein Temperierungsmedium enthalten oder von einem Temperierungsmedium durchströmbar sein. Beispielsweise können dazu die Innenräume 26 an einen batterieexternen Temperierungskreislauf angeschlossen sein, etwa über hier schematisch angedeutete Fluidanschlüsse 28 des Gehäuses 12 bzw. der Gehäusestrukturelemente 24.
Eine Strömung des Temperierungsmediums durch die Gehäusestrukturelemente 24 ebenso wie eine Kreisströmung des Immersionsfluids in dem Zellaufnahmeraum 14 ist hier durch jeweilige Pfeile schematisch angedeutet. Es ist erkennbar, dass es über die Gehäusestrukturelemente 24 zu einem Wärmeaustausch zwischen dem Immersionsfluid und dem in den Innenräumen 26 angeordneten oder geführten Temperierungsmedium kommen kann.
Die Gehäusestrukturelemente 24 bilden lastaufnehmende, flächig erstreckte Teile der Batterie 10, insbesondere des Gehäuses 12, die zu einer Stabilität oder Festigkeit der Batterie 10 bzw. des Gehäuses 12 beitragen. Gleichzeitig fungieren die Gehäusestrukturelemente 24 als Wärmemanagementeinrichtungen der Batterie 10. Dazu sind die Gehäusestrukturelemente 24 hier als integrierte Strukturbauteile oder Strukturelemente und Wärmemanagementkomponenten ausgebildet. Vorliegend können die Gehäusestrukturelemente 24 insbesondere als durchströmbare Plattenkühler ausgestaltet sein. Ebenso können die Gehäusestrukturelemente 24 andere oder weitere Wärmemanagementkomponenten aufweisen oder enthalten, wie etwa einen Verdampfer und/oder einen Kondensator.
Mit anderen Worten wird hier also vorgeschlagen, entsprechende Wärmemanagementkomponenten in flächige oder großflächige Gehäuseteile zu integrieren, die mehrere der Batteriezellen 16 abdecken oder überdecken und einen integralen Bestandteil einer versteifenden bzw. laustaufnehmenden Struktur der Batterie 10 bilden, also einen integralen Beitrag zur strukturellen Festigkeit der Batterie 10 liefern. Ebenso können entsprechende Wärmemanagementkomponenten in weitere Bauteile oder Komponenten der Batterie 10, beispielsweise Strömungs- oder Elektrobauteile oder dergleichen, gestalterisch und funktional integriert sein oder werden, was an anderer Stelle näher erläutert ist.
2 zeigt eine beispielhafte ausschnittweise schematische Perspektivansicht der Batterie 10, wobei insbesondere eine Wanne 30 dargestellt ist, in der die Batteriezellen 16 angeordnet werden können. Die Wanne 30 umfasst hier einen Boden 32 und sich davon weg in Hochrichtung der Batterie 10 erstreckende Seitenwände 34. Zudem sind hier beispielhaft Zwischenwände 36 vorgesehen. Die Zwischenwände 36 unterteilen den durch die Wanne 30 gebildeten oder umgebenen Zellaufnahmeraum 14 in mehrere Bereiche, bilden also mehrere Gefache. In der letztendlichen vollständig aufgebauten Batterie 10 können die Zwischenwände 36 zwischen den Batteriezellen 16 angeordnet sein. Vorliegend erstrecken sich die Zwischenwände 36 zwischen zweien der Seitenwände 34. Ebenso können weitere Zwischenwände 36 oder entsprechende Stege vorgesehen sein, die in anderen Richtungen verlaufen können, beispielsweise schräg oder senkrecht zu den hier dargestellten Zwischenwänden 36.
Der Boden 32, die Seitenwände 34 und/oder die Zwischenwände 36 - sowie gegebenenfalls die weiteren Stege - können integrierte Wärmemanagementkomponenten aufweisen. Beispielsweise können der Boden 32 oder auch die Seitenwände 34 ähnlich wie in 1 angedeutet als von einem Temperierungsmedium, beispielsweise einem Wasser-Glykol-Gemisch oder dergleichen, durchströmbare Plattenkühler ausgestaltet sein oder solche Plattenkühler umfassen. Ebenso können je nach Bedarf oder Anforderung einige oder alle der Zwischenwände 36 entsprechend von dem Temperierungsmedium durchströmbar sein. Insbesondere kann es hier jedoch vorgesehen sein, dass in einige oder alle der Zwischenwände 36 ein jeweiliger Verdampfer integriert ist. Die entsprechenden Zwischenwände 36 können ihrerseits also einen jeweiligen Innenraum 26 als Durchströmungsraum für das Temperierungsmedium oder als Gasraum für den Verdampfer umfassen oder ausbilden. Dies kann eine besonders effektive und effiziente Kühlung der Batteriezellen 16 ermöglichen, insbesondere hinsichtlich eines Wärmeaustausches mit einer Umgebung der Batterie 10. Ist hingegen, beispielsweise gemäß einem voraussichtlichen Einsatzbereich oder gemäß voraussichtlichen Einsatz- oder Umgebungsbedingungen der Batterie 10, primär mit einem Heizbedarf für die Batteriezellen 16 zu rechnen, so können umgekehrt die Zwischenwände 36 als durchströmbare Wärmetauscher ausgebildet und in den Boden 32 und/oder die Seitenwände 34 wenigstens ein Verdampfer integriert sein.
Insbesondere in ersterem Fall kann die Batterie 10 über das Temperierungsmedium, also beispielsweise einen entsprechenden externen Kühlkreislauf, beispielsweise eines mit der Batterie 10 ausgestatteten Kraftfahrzeugs, gekühlt werden. Dies ist jedoch typischerweise nur bis zu einer bestimmten Grenztemperatur möglich. Wird diese erreicht oder überschritten, so kann dann eine weitere Kühlung mittels des oder der Verdampfer, also über einen entsprechenden Kältekreis erreicht werden. Die Verdampfer können dazu effektiv eine künstliche oder zusätzliche Wärmesenke bereitstellen. Es kann hier effektiv also eine Parallelschaltung oder parallele Verwendung des Kühlkreislaufs und des Kältekreises vorgesehen sein bzw. realisiert werden. Dies kann eine besonders große Gesamttemperierungsleistung der Batterie 10 ermöglichen. Diese kann insbesondere größer sein als bei aufwandsmäßig ähnlichen herkömmlichen Anordnungen, bei denen die Batterie 10 nur mittels eines Kühlkreislaufs, beispielsweise eines an einer Gehäuseaußenwand des Gehäuses 12 angeordneten Plattenkühlers, direkt gekühlt wird und/oder ein entsprechender Kühlkreislauf in Reihe mit einem externen Kältekreis geschaltet oder thermisch verbunden ist. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der Batterie 10 kann beispielsweise ein solcher externer Kältekreis eingespart oder durch die größere lokale Temperierungsleistung der Batterie 10 eine entsprechend kleinere oder schwächere Auslegung des Kühlkreislaufs und/oder des Kältekreises vorgesehen werden, was entsprechende Bauraum- und Gewichtseinsparungen mit sich bringen kann. Dies kann hier insbesondere dadurch ermöglicht werden, dass der Kühlkreislauf und der Kältekreis unabhängig voneinander thermisch an die als Wärmequelle wirkenden Batteriezellen 16 angebunden sein können.
Die Zwischenwände 36, die Seitenwände 34 und/oder gegebenenfalls vorgesehene weitere Wände, Decken oder Stege können an eine Form der jeweils verwendeten Batteriezellen 16 angepasst sein, also beispielsweise entsprechende Vertiefungen oder Aufnahmen aufweisen bzw. gewellt sein, sodass eine vergrößerte Kontaktfläche zu den Batteriezellen 16 und damit ein verbesserter Wärmeübertrag erreicht werden kann. Dabei kann eine entsprechende thermische Anbindung über einen direkten Kontakt, eine wärmeleitfähige Ausgleichsmasse, eine Wärmeleitpaste, einen Wärmeleitkleber oder das an anderer Stelle genannte Immersionsfluid realisiert sein.
Die Batterie 10 kann durch die hier beschriebene und dargestellte Ausgestaltung des Gehäuses 12 besonders einfach in einer Sandwich- oder Cell-to-Pack-Bauweise aufgebaut werden. Damit kann die Batterie 10 auch besonders einfach mehrstöckig oder mehrlagig aufgebaut sein oder werden, beispielsweise indem mehrere Lagen oder Ebenen der Batteriezellen 16 oder mehrere der dargestellten Wannen 30 senkrecht zu deren Haupterstreckungsebene oder Haupterstreckungsfläche übereinander angeordnet, also gestapelt werden bzw. sind.
3 zeigt eine ausschnittweise schematische Querschnittansicht der Batterie 10. Hier sind die bereits in 2 erkennbaren Zwischenwände 36 im Querschnitt dargestellt. Zudem ist erkennbar, dass die Zwischenwände 36 hier jeweils zwischen zwei Batteriezellen 16 angeordnet sind. Die Zwischenwände 36 weisen hier ebenso wie der Boden 32 einen Innenraum 26 auf.
Die Zwischenwände 36 können dabei jeweils mehrere Innenräume 26 bzw. mehrere Innenraumbereiche aufweisen. Diese können voneinander getrennt sein, um beispielsweise eine genauere Steuerung der Temperierung zu ermöglichen, etwa wenn die Batteriezellen 16 im Betrieb in unterschiedlichen Bereichen unterschiedlich viel Wärme erzeugen bzw. ungekühlt unterschiedliche Temperaturen annehmen würden. Ebenso können einige oder alle der Innenraumbereiche jeweils einer der Zwischenwände 36 miteinander verbunden sein, beispielsweise an wenigstens einem Ende der jeweiligen Zwischenwand 36 oder über die jeweilige damit verbundene oder daran anschließende Seitenwand 34. Dadurch kann eine vorgegebene Zirkulation oder Strömungsrichtung in den Innenräumen 26 der Zwischenwände 36 realisiert werden.
Die integrierten Verdampfer und/oder Kondensatoren können als - besonders leistungsfähige - Kapillarverdampfer bzw. Kapillarkondensatoren ausgestaltet sein. Dabei kann eine Kapillarstruktur, also eine kapillare Oberflächengestaltung oder eine Kapillarbeschichtung, an einer Innenwand oder Innenseite des jeweiligen Innenraums 26 geformt oder angebracht sein. Insbesondere kann jeweils ein Teil der Innenseite oder Innenwandung des jeweiligen Innenraums 26, der einer der Batteriezellen 16 zugewandt ist oder zu einer Wandung gehört, die in direktem thermischen Kontakt mit wenigstens einer der Batteriezellen 16 oder dem die Batteriezellen 16 umströmenden Immersionsfluid steht, entsprechend ausgestaltet sein. Dies kann hier für die Zwischenwände 36 jeweils deren beide größte Wände und für den Boden 32 dessen den Batteriezellen 16 zugewandte Innenwand betreffen.
Eine solche Kapillarbeschichtung in einem Verdampfer oder Kondensator weist gegenüber herkömmlich gestalteten konventionellen Verdampfern oder Kondensatoren Vorteile auf. Insbesondere kann durch die Kapillarstruktur eine besonders großflächige und gleichmäßige Verteilung eines flüssigen Kältemittels und damit eine zumindest im Wesentlichen gleichmäßig über die gesamte entsprechend ausgestaltete Fläche verteilte Wärmeaufnahme bzw. Wärmeabgabe erzielt werden. Dadurch kann die bei konventionellen, nicht-kapillaren Ausgestaltungen übliche signifikante Inhomogenität eines Wärmeübertrags oder Wärmedurchgangs mit jeweils lokalen Schwerpunkten an einem lokalen oder punktuellen Verdampfungs- oder Kondensationsort vermieden oder reduziert werden. Dies ist der Fall, da die Kapillarstruktur selbsttätig flüssiges Kältemittel an jeweilige Punkte oder Bereiche, an denen es zu einer Verdampfung kommt, nachziehen oder nachfördern bzw. punktuell oder lokal kondensierendes Kältemittel selbsttätig in eine Umgebung ableiten oder fördern kann. Somit treten also die herkömmlich zu beobachtenden Inhomogenitäten infolge der Kapillarstruktur systematisch nicht oder in signifikant verringertem Maße auf, sodass eine über alle entsprechend abgedeckten oder thermisch kontaktierten oder angebundenen Batteriezellen 16 eine wesentlich gleichmäßigere oder bzw. gleichverteilte Kühlung oder Erwärmung erzielt werden kann. Dieser Effekt lässt sich hier vorteilhaft mit der Integration entsprechender Wärmemanagementkomponenten in die genannten, relativ großflächigen, also über mehrere der Batteriezellen 16 erstreckten Bauteile oder Komponenten der Batterie 10 kombinieren und besonders effektiv ausnutzen. Insgesamt kann somit eine gegenüber herkömmlichen Ausgestaltungen signifikant gesteigerte Wärmestromdichte und eine geringere für einen entsprechenden Wärmetransport benötigte treibende Temperaturdifferenz erreicht oder ermöglicht werden. Für einen sicheren Betrieb typischer Batterien 10 ausreichende Wärmestromdichten können so beispielsweise bereits mit einer Temperaturdifferenz von 2 K erreicht werden.
4 zeigt eine ausschnittweise schematische Querschnittansicht der Batterie 10 in einer weiteren Variante. Hier sind bodenseitig der Batteriezellen 16 ein Innenboden 38 und ein Außenboden 40 vorgesehen, die beide als lastaufnehmende Gehäusestrukturelemente 24 fungieren können. Der Innenboden 38 und der Außenboden 40 sind durch einen Deformationsraum 42 voneinander beabstandet. In diesen Deformationsraum 42 kann sich, beispielsweise bei einem sogenannten Pollercrash oder Polleraufprall, also einer bodenseitigen mechanischen Belastung oder Kraftbeaufschlagung der Batterie 10 bzw. des Gehäuses 12, der Außenboden 40 verformen, ohne dadurch unmittelbar die Batteriezellen 16 zu belasten.
Auch hier kann die Batterie 10 für eine Immersionstemperierung der Batteriezellen 16 eingerichtet sein. Dazu kann zwischen den Batteriezellen 16 und dem Innenboden 38 ein entsprechender Immersionsraum 44 freigelassen sein, der von dem Immersionsfluid durchströmt werden kann. Der Innenboden 38 weist hier eine Plattenstruktur 46 auf. Diese kann insbesondere auf einer dem Deformationsraum 42 zugewandten Seite des Innenbodens 38 angeordnet oder ausgebildet sein. Die Plattenstruktur 46 kann also von einer den Batteriezellen 16 bzw. dem Immersionsraum 44 zugewandten Wandung des Innenbodens 38 in Richtung des Außenbodens 40 ausgewölbt oder erhoben sein. Die Plattenstruktur 46 ist hier beispielhaft und optional mehrlagig ausgebildet. Dazu umfasst die Plattenstruktur 46 einen ersten Durchströmungsbereich 48 und - auf einer dem Außenboden 40 zugewandten Seite von diesem - einen zweiten Durchströmungsbereich 50. Der erste Durchströmungsbereich 48 und der zweite Durchströmungsbereich 50 sind von dem Temperierungsmedium durchströmbar. Zwischen dem ersten Durchströmungsbereich 48 und dem zweiten Durchströmungsbereich 50 ist dabei ein Strömungsraum 52 vorgesehen. Dieser Strömungsraum 52 kann fluidisch mit dem Immersionsraum 44 in Verbindung stehen, also ebenfalls von dem Immersionsfluid durchströmt werden. Das durch den Strömungsraum 52 strömende Immersionsfluid kann somit Wärme mit dem Temperierungsfluid, das in dem ersten der Durchströmungsbereich 48 und in dem zweiten Durchströmungsbereich 50 geführt wird, austauschen. Zusätzlich kann das den Immersionsraum 44 durchströmende Immersionsfluid Wärme mit dem in dem ersten Durchströmungsbereich 48 geführten Temperierungsmedium austauschen. Auf diese Weise kann eine besonders große Wärmeübertragungsfläche für den Wärmeaustausch zwischen dem Immersionsfluid und dem Temperierungsmedium erreicht werden. In einer vereinfachten Variante kann hingegen beispielsweise nur der erste Durchströmungsbereich 48 vorgesehen sein, also der zweite Durchströmungsbereich 50 oder auch der Strömungsraum 52 eingespart werden.
In der hier dargestellten Art und Weise kann also eine Kombination einer Immersionstemperierung der Batteriezellen 16 mit einem integrierten, gegebenenfalls mehrplattigen oder mehrlagigen, Plattenkühler oder Bodenkühler realisiert werden.
Zur Erhöhung der Steifigkeit oder Festigkeit kann die Plattenstruktur 46 zumindest bereichsweise strukturiert sein, also beispielsweise eine oder mehrere Sicken und/oder eine Wabenstruktur oder dergleichen aufweisen. Durch die - etwa im Vergleich zu einem herkömmlichen einfach, insbesondere einlagigen, Blech - erhöhte Festigkeit des Innenbodens 38 kann bei gleicher Sicherheit und mechanischer Belastbarkeit der Batterie 10 deren Gesamtbauhöhe im Vergleich zu herkömmlichen Batterien reduziert werden.
5 zeigt eine ausschnittweise schematische Perspektivansicht der Batterie 10 in einer weiteren Variante. Hier umfasst das Gehäuse 12 ebenfalls eine unteren Wanne 30 und den diese nach oben hin abdeckenden oder verschließenden Deckel 54. Dabei ist zumindest die Wanne 30 zumindest teil- oder bereichsweise doppelwandig ausgestaltet. Vorliegend sind sowohl die Seitenwand 34 als auch der Boden 32 mit einem jeweiligen Innenraum 26 ausgestaltet und mit einer entsprechenden Wärmemanagementkomponente oder Wärmemanagementfunktionen integriert. Ebenso kann auch der Deckel 54 doppelwandig ausgestaltet sein. Die jeweils den Batteriezellen 16 zugewandten Seiten, Wandlungen oder Teilwandlungen der Wanne 30 und/oder des Deckels 56 können als Wärmetauscherflächen zwischen dem die Batteriezellen 16 umströmenden Immersionsfluid und dem in den Innenräumen 26 geführten oder strömenden Temperierungsmedium dienen.
Zwischen den Batteriezellen 16 bzw. dem Zellträger 18 und dem Boden 32 sowie zwischen den Batteriezellen 16 bzw. dem Zellträger 18 und dem Deckel 54 ist hier ein jeweiliges unteres bzw. oberes Strömungsgitter 56 angeordnet. Diese Strömungsgitter 56 können einen Druckabfall, einen Druckverlauf oder eine Strömungsgeschwindigkeit des Immersionsfluids einstellen oder beeinflussen und dadurch eine besonders gleichmäßige Temperierung verschiedener Batteriezellen 16 ermöglichen.
Der Zellträger 18 kann mehrteilig ausgebildet sein oder es können mehrere Zellträger 18 in dem Gehäuse 12 bzw. der Wanne 30 nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sein. Jeder dieser Zellträger 18 oder jeder dieser Teile des Zellträgers 18 kann mehrere der Batteriezellen 16 aufnehmen. Zwischen diesen Teilen des Zellträgers 18 bzw. zwischen den mehreren Zellträgern 18 kann eine weitere Wärmemanagementkomponente bzw. ein integriertes Wärmemanagement- und Strukturelement angeordnet sein. Dadurch kann eine besonders gleichmäßige Temperierung der Batteriezellen 16 unterstützt bzw. eine Temperierungsleistung der Batterie 10 vergrößert werden.
Ebenso können weitere Bauteile oder Komponenten der Batterie 10 mit Wärmemanagementkomponenten oder Wärmemanagementfunktionen integriert oder ausgestaltet sein. Dabei können diese weiteren Bauteile oder Komponenten zudem als Strukturteile oder Strukturelemente der Batterie 10 dienen, also zur Aufnahme mechanischer Lasten oder Belastungen der Batterie 10 angeordnet und ausgelegt sein. Dadurch können die Vorteile der strukturintegrierten Wärmemanagementkomponenten in einem weiter erhöhten Maße realisiert werden. So können beispielsweise der Zellträger 18, die Strömungsgitter 56, das Dichtelement 22 und/oder hier nicht dargestellte Bauteile oder Komponenten der Batterie 10 eine jeweilige Wärmemanagementkomponente aufweisen bzw. mit einer entsprechenden Wärmemanagementkomponente integriert ausgestaltet sein. Beispielsweise können ein oder beide Strömungsgitter 56 und/oder der Zellträger 18 wenigstens in Teilbereichen hohl bzw. von dem Temperierungsmedium, insbesondere einem Kühl- oder Kältemittel, durchströmbar ausgestaltet sein, beispielsweise Rohre oder Leitungen aufweisen. Das Temperierungsmedium kann dann vermittelt über das entsprechende Bauteil oder die entsprechende Komponente in thermischem Kontakt mit den Batteriezellen 16 oder dem diese gegebenenfalls umströmenden Immersionsfluid stehen, sodass das entsprechende Bauteil oder die entsprechende Komponente somit als Wärmetauscher fungieren kann. Ebenso können entsprechende Hohl- bzw. Innenräume 26 als Gasraum für einen Verdampfer oder Kondensator fungieren und damit ebenfalls zur Temperierung der Batteriezellen 16 dienen oder beitragen.
Die beschriebenen integrierten Verdampfer bzw. Kondensatoren können derart ausgestaltet sein, dass eine Zufuhr bzw. Abfuhr von flüssigem Kältemittel, eine Verteilung bzw. Sammlung des verdampften bzw. kondensierten Kältemittels, eine Gasführung des entsprechenden gasförmigen Kältemittels und eine strukturelle Ausgestaltung entlang einer jeweiligen Haupterstreckungsrichtung des entsprechenden integrierten Bauteils oder der entsprechenden integrierten Komponente zumindest im Wesentlichen konstant ist. Eine derartige Konstanz dieser Funktionsmerkmale entlang der Haupterstreckungsrichtung des mit der jeweiligen Wärmemanagementkomponente integrierten Strukturelements bzw. des entsprechenden Bauteils ermöglicht eine besonders einfache Anpassung an ein Struktur- bzw. Batteriebaukastensystem oder - konzepte, was zu einer über die Struktur- und Wärmemanagementfunktionsintegrierung hinausgehenden weiteren Kostenersparnis führen kann. So können beispielsweise entsprechende Bauteile oder Komponenten für unterschiedliche Batterien 10 bedarfsgerecht zugeschnitten werden, ohne dass, beispielsweise bei unterschiedlichen Größen der Batterien 10 oder unterschiedlichen Ausgestaltungen einer Gefachstruktur für die Batteriezellen 16 unterschiedliche Varianten des entsprechenden Bauteils gefertigt werden müssen.
In wenigstens einem der genannten Bauteile der Batterie 10 kann sowohl ein Verdampfer als auch ein Kondensator integriert sein, die einen gemeinsamen Gasraum aufweisen, also beispielsweise einen gemeinsamen Innenraum 26 des entsprechenden Bauteils als Gasraum nutzen oder verwenden können. Konventionell, also in herkömmlichen Lösungen, können Wärmetauscher, Verdampfer und Kondensatoren an, insbesondere bei einer Anwendung im Fahrzeugbereich fahrzeugseitige, Kühl- oder Kältekreisläufe angeschlossen bzw. ein Bestandteil von diesen sein. Die hier vorgeschlagene Kombination von Verdampfer und Kondensator in einem Bauteil der Batterie 10 kann demgegenüber eine thermisch nach außen, also in ein übergeordnetes, beispielsweise fahrzeugseitiges, Wärmemanagementsystem hinein abgeschlossene Wärmetransporteinrichtung darstellen oder bilden. Dabei kann insbesondere der Verdampfer thermisch an die Batteriezellen 16 angebunden und der korrespondierende Kondensator thermisch an einen Kühlkreislauf angebunden sein, analog zu einem sogenannten WCC (englisch: Water Cooled Condenser).
Ebenso kann der Verdampfer thermisch an eine oder mehrere der Batteriezellen 16 angebunden und der korrespondierende Kondensator in einem Außenrandbereich der Batterie 10 oder aus dem Gehäuse 12 der Batterie 10 wenigstens teilweise herausragend oder hervorragend angeordnet sein. Ein aus dem Gehäuse 12 heraus- oder hervorragender Teil des Kondensator bzw. eines entsprechenden Kondensatorgehäuses kann beispielsweise mittels eines Umgebungs- oder Kühlluftstroms beaufschlagt bzw. thermisch angebunden sein oder werden, analog zu einem sogenannten ACC (englisch: Air Cooled Condenser). Dies kann beispielsweise für eine Batterie 10 mit Festkörper- oder Feststoffbatteriezellen (ASSB, englisch: All Solid State Battery) und - in bestimmungsgemäßer - direkter außenseitiger Luftkühlung der Batterie 10 angewendet werden bzw. vorteilhaft sein.
Ebenso kann der Verdampfer thermisch an eine externe Wärmequelle, beispielsweise eine elektrische Komponente, wie etwa einen Spannungswandler, eine Leistungselektronik, eine elektrische Maschine oder dergleichen, oder an eine mechanische Komponente, wie etwa ein Getriebe oder dergleichen, oder an einen externen Kondensator eines externen Kältekreislaufsystems angebunden sein. Der zu dem Verdampfer korrespondierende Kondensator kann dann thermisch an eine oder mehrere der Batteriezellen 16 angebunden sein. Dies kann beispielsweise eine effektive und durch die Nutzung von Abwärme der thermisch mit dem Verdampfer gekoppelten Komponente besonders effiziente Beheizung der Batteriezellen 16 ermöglichen. Dies kann beispielsweise in einem mit der entsprechenden Batterie 10 ausgestatteten Fahrzeug zu einer Effizienz- bzw. Reichweitensteigerung des Fahrzeugs führen oder beitragen.
Ein Strukturbauteil, also ein Bauteil das zur mechanischen Lastaufnahme eingerichtet, ausgebildet und ausgelegt ist, und mit einer Wärmemanagementkomponente oder Wärmemanagementfunktion integriert oder kombiniert bzw. ausgestattet ist, kann ebenso in Baugruppen oder Komponenten angeordnet sein oder werden, die beispielsweise zu einem elektrischen Antriebsstrang eines Fahrzeugs oder zu anderen Komponenten oder Systemen eines Fahrzeugs, beispielsweise zu einem Klimatisierungssystem des Fahrzeugs, gehören. Beispielweise können derartige wärmemanagementintegrierte Strukturbauteile in einem DC/DC-Wandler bzw. Inverter angeordnet oder darin integriert sein. Darin kann beispielsweise ein typischerweise thermisch hochbelastetes Elektrobauteil oder eine Stromschiene oder dergleichen als solches wärmemanagementintegriertes Strukturbauteil ausgestaltet sein. Ebenso kann ein solches wärmemanagementintegriertes Strukturbauteil in Steuergeräten oder elektrischen Antriebsmaschinen oder auch in Komponenten, die in einem Klimagerät angeordnet sind, oder dergleichen verwendet werden. Insbesondere kann eine Kombination einer Anwendung oder Integration eines solchen wärmemanagementintegrierten Strukturbauteils in einer Batterie 10 und einer oder mehreren der hier genannten anderen Komponenten oder Systeme möglich sein. Ein derartiges wärmemanagementintegriertes Strukturbauteil kann sich beispielsweise als Heatpipe oder Thermosiphon oder dergleichen von der Batterie 10 zu der jeweiligen anderen Komponente erstrecken. Damit kann das wärmemanagementintegrierte Strukturbauteil eine übergeordnete Einrichtung oder Struktur oder einen entsprechenden Verbund aus der Batterie 10 und der Komponente versteifen und zum Wärmemanagement sowohl der Batterie 10 als auch der Komponente beitragen.
Durch die hier vorgeschlagene Anordnung kann also die entsprechende Batterie 10 mittels des wärmemanagementintegrierten Strukturbauteils wärmetechnisch mit anderen wärmetechnisch wirksamen Komponenten, beispielsweise innerhalb eines entsprechend ausgestatteten Fahrzeugs, verbunden bzw. thermisch so gekoppelt sein oder werden, dass gegebenenfalls eine zusätzliche Heiz- oder Kühleinrichtung für die Batterie 10 und/oder für die entsprechende andere Komponente entfallen oder kleiner bzw. leistungsschwächer ausgelegt sein oder werden kann. So kann beispielsweise ein zusätzlicher Batteriezellenheizer oder eine aktive Flüssigkeitskühlung einer elektrischen oder elektronischen oder mechanischen Komponente eingespart werden. Auf diese Weise kann auch eine wirksame bzw. besonders effektive und effiziente Nutzung von Abwärme zu Heizzwecken bzw. eines passiven Kühlpotenzials zu aktiven Kühlzwecken ermöglicht oder realisiert wird werden.
Wie an anderer Stelle angedeutet können durch Nutzung oder Anwendung der beschriebenen Lösungen gestapelte oder mehrlagige Anordnungen realisiert werden. So kann beispielsweise ein mit einer Wärmemanagementkomponente ausgestattetes oder integriertes, beispielsweise durchströmbares, Bauteil oder Strukturbauteil in einem Strömungspfad des Immersionsfluids zwischen zwei von diesem im Betrieb seriell oderetwa bei , gegebenenfalls ausnahmsweiser, Umkehr der vertikalen Durchströmungsrichtung in einem der gestapelten und somit parallel durchströmten Zellsegmente - parallel durchströmten Zellsegmenten, Zellmodulen oder Batterien 10 angeordnet sein. So kann beispielsweise eine Batteriezellenanordnung realisiert werden, bei der zwei Zellträger 18 mit jeweils einer Vielzahl von darin angeordneten oder gehaltenen Batteriezellen 16 durch ein derartiges wärmemanagementintegriertes Bauteil oder Strukturbauteil beabstandet übereinandergestapelt angeordnet sind.
Dadurch kann bei einer derartigen mehrstöckigen oder mehrlagigen, insbesondere doppelstöckigen bzw. zweilagigen, Anordnung oder Konfiguration der Batteriezellen 16 bzw. der Batterie 10, bei der die einzelnen übereinanderliegenden Lagen oder Ebenen von Batteriezellen 16 bzw. Zellträgern 18 nacheinander, beispielsweise bezogen auf einen jeweiligen lokalen Schwerkraftvektor von unten nach oben, seriell durchströmbar sind bzw. im Betrieb durchströmt werden, mittels des dazwischen angeordneten wärmemanagementintegrierten Bauteils oder Strukturbauteils, das hier analog zu einem der beschriebenen Strömungsgitter 56 ausgestaltet sein kann, ein Temperatur-Pick-Up, also eine Erwärmung des Immersionsfluids, was zu einer schlechteren Temperierung der stromabwärts angeordneten, also später um- oder angeströmten Batteriezellen 16 führen kann, vermieden oder reduziert werden. Damit kann auch bei relativ großen Batterien 10 eine effektive Immersionstemperierung mit gleichzeitig besonders großer Energie- bzw. Leistungsdichte der jeweiligen Batterie 10 realisiert werden. Ebenso können derartige mehrstöckige, mehrlagige oder mehrschichtige Batterien 10 bzw. Batteriezellenanordnungen in Anwendungen mit begrenzter zur Verfügung stehender Fläche für die Batterie 10, beispielsweise in Einspurfahrzeugen, wie etwa Elektro-Motorrädern oder Kleinstfahrzeugen, realisiert oder eingesetzt werden. Dadurch können auch in derartigen Fällen, in denen nur eine begrenzte Fläche für die Batteriezellen 16 bzw. die Batterie 10 zur Verfügung steht, besonders leistungsfähige und belastbare Batterien 10 eingesetzt werden.
Die vorliegend beschriebenen Lösungen, Ausgestaltungen und Anordnungen können sowohl für in bestimmungsgemäßer Einbaulage aufrechtstehende Batteriezellen 16 bzw. Zellsegmenten oder Zellmodule als auch für demgegenüber um beispielsweise 90° gekippte Anordnungen, also in bestimmungsgemäßer Einbaulage, beispielsweise bezogen auf einen jeweiligen lokale Schwerkraftvektor oder einen Boden eines entsprechend ausgestatteten Fahrzeugs, liegend angeordnete Batteriezellen 16 bzw. Zellsegmente oder Zellmodule angewendet werden. In solchen Fällen kann eine Hochrichtung der Batteriezellen 16 beispielsweise gekippt oder senkrecht zur Hochrichtung der Batterie 10 bzw. zu dem lokalen Schwerkraftvektor in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Batterie 10 stehen.
Einige oder alle der beschriebenen Anordnungen, Merkmale oder Details können beliebig miteinander kombiniert oder einzeln verwendet oder angewendet werden.
Insgesamt zeigen die beschriebenen Beispiele wie eine Kombination oder Integration von Wärmemanagementfunktionen bzw. Wärmemanagementkomponenten und Strukturfunktionen in einem Elektrospeicher realisiert werden kann.
Bezugszeichenliste

10: Batterie
12: Gehäuse
14: Zellaufnahmeraum
16: Batteriezelle
18: Zellträger
20: Immersionspumpe
22: Dichtelement
24: Gehäusestrukturelement
26: Innenraum
28: Fluidanschluss
30: Wanne
32: Boden
34: Seitenwand
36: Zwischenwand
38: Innenboden
40: Außenboden
42: Deformationsraum
44: Immersionsraum
46: Plattenstruktur
48: erster Durchströmungsbereich
50: zweiter Durchströmungsbereich
52: Strömungsraum
54: Deckel
56: Strömungsgitter

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

DE 102018133006 A1 [0003]

Claims

Batterie (10), aufweisend ein Gehäuse (12) mit einem Zellaufnahmeraum (14), in dem mehrere Batteriezellen (16) angeordnet sind und der an einer Seite durch ein Gehäusestrukturelement (24) begrenzt ist, das zu einer Stabilität des Gehäuses (12) beiträgt und sich entlang mehrerer der Batteriezellen (16) erstreckt und einen von dem Zellaufnahmeraum (14) separaten Innenraum (26) aufweist, wobei in den Innenraum (26) des Gehäusestrukturelements (24) eine Wärmemanagementkomponente für ein Wärmemanagement der Batterie (10) mittels eines in dem Innenraum (26) geführten Temperierungsmediums integriert ist, sodass das Gehäusestrukturelement (24) sowohl zur mechanischen Lastaufnahme als auch als Wärmemanagementeinrichtung der Batterie (10) dient.
Batterie (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusestrukturelement (24) den Zellaufnahmeraum (14) von einem außenseitig davon in dem Gehäuse (12) angeordneten Deformationsraum (42) abgrenzt und auf einer dem Deformationsraum (42) zugewandten Seite eine von dem Temperierungsmediums durchströmbare Plattenstruktur (46) umfasst.
Batterie (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (10) für eine Immersionstemperierung der Batteriezellen (16) mittels eines diese in dem Zellaufnahmeraum (14) umströmenden dielektrischen Immersionsfluids eingerichtet ist und die Plattenstruktur (46) zwei von dem Zellaufnahmeraum (14) separate Durchströmungsbereiche (48, 50) für das Temperierungsmedium umfasst, zwischen denen ein mit dem Zellaufnahmeraum (14) in fluidischer Verbindung stehender Strömungsbereich (52) für das Immersionsfluid ausgebildet ist.
Batterie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusestrukturelement (24) eine Wanne (30) formt und der Innenraum (26) in einem Boden (32) und/oder einer Seitenwand (34) der Wanne (30) ausgebildet ist.
Batterie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (10) wenigstens ein weiteres Bauteil (18, 22, 56) umfasst, in das eine Wärmemanagementkomponente für das Wärmemanagement der Batterie (10) integriert ist.
Batterie (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (10) für eine Immersionstemperierung der Batteriezellen (16) in dem Zellaufnahmeraum (14) eingerichtet und als das weitere Bauteil (56) in dem Zellaufnahmeraum (14), insbesondere zwischen zwei jeweils mehrere der Batteriezellen (16) umfassenden im bestimmungsgemäßen Betrieb der Batterie (10) seriell oder parallel umströmten Zellsegmenten, ein Strömungsgitter (56) angeordnet ist.
Batterie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmemanagementkomponente einen Kapillarverdampfer und/oder einen Kapillarkondensator umfasst, wobei wenigstens eine, insbesondere dem Zellaufnahmeraum (14) zugewandte, Innenwandung des Innenraums (26) eine Kapillarstruktur aufweist.
Batterie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (10) als, insbesondere in dasselbe Gehäusestrukturelement (24) integrierte, Wärmemanagementkomponenten einen Verdampfer und einen Kondensator mit einem gemeinsamen Gasraum umfasst.
Kraftfahrzeug, aufweisend eine Batterie (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere als Traktionsbatterie (10).
Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug eine batterieexterne mittels einer Wärmemanagementkomponente temperierte Fahrzeugkomponente aufweist, wobei diese Wärmemanagementkomponente der Wärmemanagementkomponente der Batterie (10) entspricht oder mit dieser thermisch gekoppelt ist.