DE102022001136A1 - Battery module, traction battery and method for fixing battery cells in a battery module - Google Patents

Battery module, traction battery and method for fixing battery cells in a battery module Download PDF

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Robin Böld
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul (100) für eine Traktionsbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, mit einer integrierte Zellverbinder (20) aufweisenden Zellhalterung (30), in welcher eine Mehrzahl von Batteriezellen (10) angeordnet ist, wobei ein Boden (32) der Zellhalterung (30) durch eine Kühleinrichtung (34) gebildet wird, wobei die Batteriezellen (10) an einer ersten Stirnseite (14) elektrische Anschlusselemente (12) aufweisen, welche mit den Zellverbindern (20) elektrisch kontaktiert sind, wobei die Zellverbinder (20) ausgebildet sind, eine mechanische Vorspannung (50) in einer Hochachse (L) auf die Batteriezellen (10) auszuüben, wodurch die Batteriezellen (10) mit einer zweiten Stirnseite (16) auf die Kühleinrichtung (34) gepresst sind.
Die Erfindung betrifft ferner eine Traktionsbatterie für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug mit wenigstens einem Batteriemodul (100) sowie ein Verfahren zur Fixierung von Batteriezellen (10) in einem Batteriemodul (100).

Figure DE102022001136A1_0000
The invention relates to a battery module (100) for a traction battery of an electrically operated vehicle, with a cell holder (30) having integrated cell connectors (20) and in which a plurality of battery cells (10) are arranged, with a base (32) of the cell holder ( 30) is formed by a cooling device (34), the battery cells (10) having electrical connection elements (12) on a first end face (14), which are electrically contacted with the cell connectors (20), the cell connectors (20) being formed to exert a mechanical prestress (50) in a vertical axis (L) on the battery cells (10), whereby the battery cells (10) are pressed with a second end face (16) onto the cooling device (34).
The invention also relates to a traction battery for an electrically operated vehicle with at least one battery module (100) and a method for fixing battery cells (10) in a battery module (100).
Figure DE102022001136A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul für eine Traktionsbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, eine Traktionsbatterie für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug mit wenigstens einem Batteriemodul sowie ein Verfahren zur Fixierung von Batteriezellen in einem Batteriemodul.The invention relates to a battery module for a traction battery of an electrically operable vehicle, a traction battery for an electrically operable vehicle with at least one battery module and a method for fixing battery cells in a battery module.

Eine homogene Anbindung von Batteriezellen eines Batteriemoduls an eine Kühlfläche ist eine wesentliche Voraussetzung, um eine zuverlässige Kühlung der Batteriezellen im Betrieb einer Traktionsbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs zu erreichen. Die Kühlung der Batteriezellen stellt eine Voraussetzung für eine lange Lebensdauer der Batteriezellen dar.A homogeneous connection of battery cells of a battery module to a cooling surface is an essential prerequisite for achieving reliable cooling of the battery cells when a traction battery of an electrically operated vehicle is in operation. The cooling of the battery cells is a prerequisite for a long service life of the battery cells.

Die DE 10 2013 112 728 A1 offenbart eine Batteriezellengruppe für ein Batteriemodul einer zum rein elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen Kraftfahrzeugbatterie vorgesehen mit einer mindestens einen ersten Ableiter aufweisenden ersten Batteriezelle zur Erzeugung elektrischer Energie, einem an einer ersten Vorderstirnseite des ersten Ableiters thermisch angebundenen Kühlkörper, einer mindestens einen zweiten Ableiter aufweisenden zweiten Batteriezelle zur Erzeugung elektrischer Energie, einer an einer ersten Hinterstirnseite des ersten Ableiters und einer zweiten Vorderstirnseite des zweiten Ableiters angreifenden Verspanneinrichtung zum Anpressen des ersten Ableiters an den ersten Kühlkörper.the DE 10 2013 112 728 A1 discloses a battery cell group for a battery module of a motor vehicle battery intended for the purely electric drive of a motor vehicle, provided with a first battery cell having at least one first arrester for generating electrical energy, a heat sink thermally connected to a first front end face of the first arrester, a second battery cell having at least one second arrester for generating electrical energy, a bracing device acting on a first rear end face of the first arrester and a second front end face of the second arrester for pressing the first arrester against the first heat sink.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Batteriemodul für eine Traktionsbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs zu schaffen, welches eine zuverlässige Kühlung der Batteriezellen erlaubt.One object of the invention is to create a battery module for a traction battery of an electrically operable vehicle, which allows reliable cooling of the battery cells.

Eine weitere Aufgabe ist es, eine Traktionsbatterie für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug mit wenigstens einem solchen Batteriemodul zu schaffen, welches eine zuverlässige Kühlung der Batteriezellen erlaubt.A further object is to create a traction battery for an electrically operable vehicle with at least one such battery module which allows reliable cooling of the battery cells.

Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Fixierung von Batteriezellen in einem solchen Batteriemodul anzugeben.A further object is to specify a method for fixing battery cells in such a battery module.

Die vorgenannten Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.The aforementioned objects are solved with the features of the independent claims.

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.Favorable configurations and advantages of the invention result from the further claims, the description and the drawing.

Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Batteriemodul für eine Traktionsbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs vorgeschlagen, mit einer integrierte Zellverbinder aufweisenden Zellhalterung, in welcher eine Mehrzahl von Batteriezellen angeordnet ist, wobei ein Boden der Zellhalterung durch eine Kühleinrichtung gebildet wird. Die Batteriezellen weisen an einer ersten Stirnseite elektrische Anschlusselemente auf, welche mit den Zellverbindern elektrisch kontaktiert sind. Dabei sind die Zellverbinder ausgebildet, eine mechanische Vorspannung in einer Hochachse auf die Batteriezellen auszuüben, wodurch die Batteriezellen mit einer zweiten Stirnseite auf die Kühleinrichtung gepresst sind.According to one aspect of the invention, a battery module for a traction battery of an electrically operated vehicle is proposed, with a cell holder having integrated cell connectors, in which a plurality of battery cells are arranged, with a base of the cell holder being formed by a cooling device. On a first end face, the battery cells have electrical connection elements which make electrical contact with the cell connectors. The cell connectors are designed to exert a mechanical prestress on the battery cells in a vertical axis, as a result of which the battery cells are pressed onto the cooling device with a second end face.

Eine Ausrichtung von Batteriezellen, insbesondere von runden oder prismatischen sogenannten Hardcase-Zellen, also Batteriezellen mit einem metallischen Zellgehäuse, in einer Hochachse gegenüber einer Kühlfläche ist eine wesentliche Funktionsschnittstelle, um eine homogene Kühlanbindung der Batteriezellen an die Kühlfläche zu erreichen.An alignment of battery cells, in particular of round or prismatic so-called hard case cells, i.e. battery cells with a metal cell housing, in a vertical axis relative to a cooling surface is an essential functional interface in order to achieve a homogeneous cooling connection of the battery cells to the cooling surface.

Das vorgeschlagene Batteriemodul sieht eine Zellhalterung mit integrierten Zellverbindern vor, mittels welcher über eine geeignete Ausbildung der Zellverbinder eine mechanische Vorspannung der Batteriezellen in der Hochachse erreicht wird. Vorteilhaft können die Zellverbinder als Federelemente ausgebildet sein, welche auf einer Seite mit der Zellhalterung fest verbunden sind. Durch die mechanische Vorspannung wird erreicht, dass auf der Kühlungsseite der Batteriezelle Toleranzen der Kühlfläche ausgeglichen werden.The proposed battery module provides a cell mount with integrated cell connectors, by means of which a mechanical prestressing of the battery cells in the vertical axis is achieved via a suitable design of the cell connectors. The cell connectors can advantageously be designed as spring elements which are firmly connected to the cell holder on one side. The mechanical pre-stress ensures that tolerances of the cooling surface are compensated on the cooling side of the battery cell.

In einer weiteren Ausprägung des Batteriemoduls kann, statt dem Ausgleich der Unebenheiten der Kühlfläche, die mechanische Vorspannung genutzt werden, um definierte Abstandsvariationen zur Kühlfläche herzustellen, um so mit verschiedenen Abständen thermische Inhomogenitäten der Kühlfläche, beispielsweise durch Zulauf, Rücklauf bedingt, auszugleichen.In a further embodiment of the battery module, instead of compensating for the unevenness of the cooling surface, the mechanical prestressing can be used to create defined variations in the distance to the cooling surface, in order to compensate for thermal inhomogeneities in the cooling surface, for example caused by the inflow and return, with different distances.

Günstigerweise können auf diese Weise bei dem vorgeschlagenen Batteriemodul geometrische Toleranzen und thermische Inhomogenitäten der Kühleinrichtung ausgeglichen werden.In this way, geometric tolerances and thermal inhomogeneities of the cooling device can be advantageously compensated for in the proposed battery module.

Vorteilhaft kann so die Kühlanbindung jeder einzelnen Batteriezelle verbessert werden, da Toleranzen in der Kühlfläche, wie auch Unebenheiten systematisch ausgeglichen werden und jede Batteriezelle eine gleichartige Anbindung an die Kühlfläche erfährt.In this way, the cooling connection of each individual battery cell can advantageously be improved, since tolerances in the cooling surface, as well as unevenness, are systematically compensated for and each battery cell is connected to the cooling surface in the same way.

Durch die Homogenität der Kühlanbindung werden Lebensdauer und Leistung der Batteriezellen verbessert.The homogeneity of the cooling connection improves the service life and performance of the battery cells.

Das nötige Volumen an Wärmeleitmaterial zum Ausgleich von Toleranzen bei der Kühlanbindung der Batteriezellen kann reduziert werden, wodurch Kosten und Gewicht für das Wärmeleitmaterial gespart werden.The necessary volume of thermally conductive material to compensate for tolerances in the cooling connection The formation of the battery cells can be reduced, saving costs and weight for the thermal interface material.

Vorteilhaft ist auch eine Ausrichtung der Zellen beim Schweißen an der Seite der Anschlusselemente möglich, wodurch eine bessere Schweißqualität zu erzielen ist, was wiederum zur Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Kontaktierung der Batteriezellen beiträgt.Advantageously, the cells can also be aligned on the side of the connection elements during welding, as a result of which a better welding quality can be achieved, which in turn contributes to the reliability and service life of the contacting of the battery cells.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Batteriemoduls können die Batteriezellen in der Zellhalterung in einem Schaumeinleger angeordnet sein, wobei die Batteriezellen in der Hochachse verschieblich angeordnet sind. Auf diese Weise lassen sich die Batteriezellen günstig quer zur Hochachse fixieren und bleiben dennoch in der Hochachse beweglich, sodass die Batteriezellen durch die Zellverbinder auf die Kühleinrichtung gepresst werden können und so guten thermischen Kontakt zur Kühleinrichtung haben. Weiter kann der Schaumeinleger vorteilhaft zur elektrischen und thermischen Isolation der Batteriezellen, insbesondere der Zellgehäuse, dienen.According to an advantageous embodiment of the battery module, the battery cells can be arranged in the cell holder in a foam insert, with the battery cells being arranged to be displaceable in the vertical axis. In this way, the battery cells can be conveniently fixed transversely to the vertical axis and still remain movable in the vertical axis, so that the battery cells can be pressed onto the cooling device by the cell connector and thus have good thermal contact with the cooling device. Furthermore, the foam insert can advantageously be used for electrical and thermal insulation of the battery cells, in particular the cell housing.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Batteriemoduls kann ein Wärmeleitmaterial zwischen der zweiten Stirnseite der Batteriezellen und der Kühleinrichtung angeordnet sein. Zum restlichen Ausgleich von Spalttoleranzen zwischen der zweiten Stirnseitenfläche der Batteriezellen und der Kühlfläche der Kühleinrichtung kann noch zusätzlich Wärmeleitmaterial angeordnet werden. Die Menge an nötigem Wärmeleitmaterial ist aber dennoch günstigerweise geringer als ohne mechanisches Anpressen der Batteriezellen an die Kühlfläche.According to an advantageous embodiment of the battery module, a thermally conductive material can be arranged between the second end face of the battery cells and the cooling device. Additional thermally conductive material can also be arranged to compensate for the remaining gap tolerances between the second end face of the battery cells and the cooling surface of the cooling device. However, the amount of thermally conductive material required is still advantageously less than if the battery cells were not mechanically pressed against the cooling surface.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Batteriemoduls kann wenigstens abschnittweise Vergussmasse zwischen den Batteriezellen und/oder der Zellhalterung angeordnet sein. Die Vergussmasse kann eine dauerhafte Fixierung der Batteriezellen in einer Position mit einer günstigen Anbindung an die Kühleinrichtung bewirken. Damit kann die Auswirkung von Vibrationen im Betrieb des Batteriemoduls, beispielsweise im Fahrbetrieb des Fahrzeugs, vorteilhaft verringert werden, da die Batteriezellen fest gehalten sind. Die Vergussmasse kann vorteilhaft einer Erhöhung der Eigensteifigkeit des Batteriemoduls und zur Übertragung mechanischer Lasten dienen.According to an advantageous embodiment of the battery module, potting compound can be arranged at least in sections between the battery cells and/or the cell holder. The potting compound can permanently fix the battery cells in a position with a favorable connection to the cooling device. In this way, the effect of vibrations during operation of the battery module, for example when the vehicle is being driven, can advantageously be reduced, since the battery cells are held firmly. The potting compound can advantageously serve to increase the inherent rigidity of the battery module and to transfer mechanical loads.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Batteriemoduls können Zellgehäuse der Batteriezellen mit den Zellverbindern elektrisch kontaktiert sein. Auf diese Weise können die Batteriezellen auch über das Zellgehäuse in der Hochachse auf die Kühleinrichtung gepresst werden. Durch die Kontaktierung mit dem Zellverbinder jeweils an dem Zellgehäuse einer Batteriezelle mit und an einem Anschlusselement der Nachbarzelle können die Batteriezellen günstigerweise seriell verschaltet werden. Natürlich ist so auch eine parallele Verschaltung der Batteriezellen möglich, wenn benachbarte Batteriezellen mit zwei Zellverbindern jeweils über die beiden Anschlusselemente und jeweils über die beiden Zellgehäuse kontaktiert werden.According to an advantageous embodiment of the battery module, cell housings of the battery cells can be electrically contacted with the cell connectors. In this way, the battery cells can also be pressed onto the cooling device via the cell housing in the vertical axis. By making contact with the cell connector in each case on the cell housing of a battery cell and on a connection element of the neighboring cell, the battery cells can advantageously be connected in series. Of course, it is also possible to connect the battery cells in parallel if contact is made with adjacent battery cells with two cell connectors via the two connection elements and via the two cell housings.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Batteriemoduls können die Zellverbinder mit den Anschlusselementen und/oder den Zellgehäusen verschweißt oder vernietet sein. Auf diese Weise ist eine zuverlässige und mechanisch stabile Verbindung zwischen Zellverbinder und Batteriezelle möglich.According to an advantageous embodiment of the battery module, the cell connectors can be welded or riveted to the connection elements and/or the cell housings. In this way, a reliable and mechanically stable connection between the cell connector and the battery cell is possible.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Batteriemoduls kann die Zellhalterung als Modulgehäuse ausgebildet sein. Die Zellhalterung kann auch direkt das Modulgehäuse darstellen, sodass die Zellverbinder in das Modulgehäuse integriert sind. Dabei werden die Zellverbinder günstigerweise elektrisch isoliert an dem Modulgehäuse, wie übrigens auch an der Zellhalterung, angeordnet, da sonst Kurzschlüsse über eine elektrisch leitende Zellhalterung oder ein elektrisch leitendes Modulgehäuse möglich wären.According to an advantageous embodiment of the battery module, the cell holder can be designed as a module housing. The cell holder can also represent the module housing directly, so that the cell connectors are integrated into the module housing. In this case, the cell connectors are advantageously arranged in an electrically insulated manner on the module housing, as well as on the cell mount, since short circuits would otherwise be possible via an electrically conductive cell mount or an electrically conductive module housing.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Traktionsbatterie für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug mit wenigstens einem Batteriemodul vorgeschlagen, mit einer integrierte Zellverbinder aufweisenden Zellhalterung, in welcher eine Mehrzahl von Batteriezellen angeordnet ist, wobei ein Boden der Zellhalterung durch eine Kühleinrichtung gebildet wird. Die Batteriezellen weisen an einer ersten Stirnseite elektrische Anschlusselemente auf, welche mit den Zellverbindern elektrisch kontaktiert sind. Dabei sind die Zellverbinder ausgebildet, eine mechanische Vorspannung in einer Hochachse auf die Batteriezellen auszuüben, wodurch die Batteriezellen mit einer zweiten Stirnseite auf die Kühleinrichtung gepresst sind.According to a further aspect of the invention, a traction battery for an electrically operable vehicle is proposed with at least one battery module, with a cell holder having integrated cell connectors, in which a plurality of battery cells are arranged, with a base of the cell holder being formed by a cooling device. On a first end face, the battery cells have electrical connection elements which make electrical contact with the cell connectors. The cell connectors are designed to exert a mechanical prestress on the battery cells in a vertical axis, as a result of which the battery cells are pressed onto the cooling device with a second end face.

Die vorgeschlagene Traktionsbatterie weist wenigstens ein Batteriemodul wie oben beschrieben auf, bei dem günstigerweise geometrische Toleranzen und thermische Inhomogenitäten der Kühleinrichtung ausgeglichen werden.The proposed traction battery has at least one battery module as described above, in which geometric tolerances and thermal inhomogeneities of the cooling device are advantageously compensated.

Vorteilhaft ist die Kühlanbindung jeder einzelnen Batteriezelle verbessert, da Toleranzen in der Kühlfläche, wie auch Unebenheiten systematisch ausgeglichen werden und jede Batteriezelle eine gleichartige Anbindung an die Kühlfläche erfährt.The cooling connection of each individual battery cell is advantageously improved, since tolerances in the cooling surface and unevenness are systematically compensated for and each battery cell is connected to the cooling surface in the same way.

Durch die Homogenität der Kühlanbindung werden Lebensdauer und Leistung der Batteriezellen und damit der Traktionsbatterie verbessert.The homogeneity of the cooling connection improves the service life and performance of the battery cells and thus the traction battery.

Das nötige Volumen an Wärmeleitmaterial zum Ausgleich von Toleranzen bei der Kühlanbindung der Batteriezellen kann reduziert werden, wodurch Kosten und Gewicht der Traktionsbatterie gespart werden.The required volume of thermally conductive material to compensate for tolerances in the cooling connection of the battery cells can be reduced, which saves the traction battery in terms of costs and weight.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Fixierung von Batteriezellen in einem Batteriemodul einer Traktionsbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei das Batteriemodul eine integrierte Zellverbinder aufweisende Zellhalterung aufweist, in welcher eine Mehrzahl von Batteriezellen anordenbar ist. Das Verfahren umfasst wenigstens: Anordnen der Batteriezellen in der Zellhalterung in einer Hochachse nebeneinander, insbesondere Anordnen der Batteriezellen in einem Schaumeinleger in der Zellhalterung; Elektrisches Kontaktieren der Batteriezellen mit in die Zellhalterung integrierten Zellverbindern, welche ausgebildet sind, eine mechanische Vorspannung in der Hochachse auf die Batteriezellen auszuüben; und Anordnen der Zellhalterung auf einer Kühleinrichtung, wodurch die Batteriezellen mit einer zweiten Stirnseite auf die Kühleinrichtung gepresst werden.According to a further aspect of the invention, a method for fixing battery cells in a battery module of a traction battery of an electrically operated vehicle is proposed, the battery module having a cell holder with integrated cell connectors, in which a plurality of battery cells can be arranged. The method comprises at least: arranging the battery cells in the cell holder next to one another in a vertical axis, in particular arranging the battery cells in a foam insert in the cell holder; Electrical contacting of the battery cells with cell connectors integrated into the cell holder, which are designed to exert a mechanical prestress on the battery cells in the vertical axis; and arranging the cell holder on a cooling device, as a result of which the battery cells are pressed onto the cooling device with a second end face.

Durch das Anordnen der Batteriezellen in einem Schaumeinleger lassen sich die Batteriezellen günstig quer zur Hochachse fixieren und bleiben dennoch in der Hochachse beweglich, sodass die Batteriezellen später durch die Zellverbinder auf die Kühleinrichtung gepresst werden können und so guten thermischen Kontakt zur Kühleinrichtung haben.By arranging the battery cells in a foam insert, the battery cells can be conveniently fixed transversely to the vertical axis and still remain movable in the vertical axis, so that the battery cells can later be pressed onto the cooling device through the cell connectors and thus have good thermal contact with the cooling device.

Durch die mechanische Vorspannung der als Federelement ausgebildeten Zellverbinder lassen sich die Batteriezellen mit ihrer zweiten Stirnseite auf die Kühleinrichtung pressen. Auf diese Weise können günstigerweise geometrische Toleranzen und thermische Inhomogenitäten der Kühleinrichtung ausgeglichen werden.Due to the mechanical prestressing of the cell connectors designed as a spring element, the battery cells can be pressed onto the cooling device with their second end face. In this way, geometric tolerances and thermal inhomogeneities in the cooling device can advantageously be compensated for.

Vorteilhaft kann so die Kühlanbindung jeder einzelnen Batteriezelle verbessert werden, da Toleranzen in der Kühlfläche, wie auch Unebenheiten systematisch ausgeglichen werden und jede Batteriezelle eine gleichartige Anbindung an die Kühlfläche erfährt.In this way, the cooling connection of each individual battery cell can advantageously be improved, since tolerances in the cooling surface, as well as unevenness, are systematically compensated for and each battery cell is connected to the cooling surface in the same way.

Durch die Homogenität der Kühlanbindung werden Lebensdauer und Leistung der Batteriezellen verbessert.The homogeneity of the cooling connection improves the service life and performance of the battery cells.

Vorteilhaft ist auch eine günstige Ausrichtung der Zellen beim Schweißen der Zellverbinder an die Terminals und/oder Zellgehäuse möglich, wodurch eine bessere Schweißqualität zu erzielen ist, was wiederum zur Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Kontaktierung der Batteriezellen beiträgt.Favorable alignment of the cells when welding the cell connectors to the terminals and/or cell housing is also advantageously possible, as a result of which better welding quality can be achieved, which in turn contributes to the reliability and service life of the contacting of the battery cells.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann zwischen der zweiten Stirnseite der Batteriezellen und der Kühleinrichtung ein Wärmeleitmaterial angeordnet werden und/oder wenigstens abschnittweise Vergussmasse zwischen den Batteriezellen und/oder Zellhalterung angeordnet werden.According to an advantageous embodiment of the method, a thermally conductive material can be arranged between the second end face of the battery cells and the cooling device and/or potting compound can be arranged at least in sections between the battery cells and/or cell holder.

Wärmeleitmaterial dient zum Ausgleichen eines eventuell noch bestehenden Spalts zwischen der zweiten Stirnseite der Batteriezellen und der Kühlfläche. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren kann jedoch das nötige Volumen an Wärmeleitmaterial zum Ausgleich von Toleranzen bei der Kühlanbindung der Batteriezellen reduziert werden, wodurch Kosten und Gewicht für das Wärmeleitmaterial gespart werden.Thermally conductive material is used to compensate for any gaps that may still exist between the second end face of the battery cells and the cooling surface. With the proposed method, however, the required volume of thermally conductive material to compensate for tolerances in the cooling connection of the battery cells can be reduced, thereby saving costs and weight for the thermally conductive material.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages result from the following description of the drawing. In the drawings an embodiment of the invention is shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into further meaningful combinations.

Dabei zeigen:

  • 1 einen Längsschnitt einer Zellhalterung eines Batteriemoduls für eine Traktionsbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs mit montierten Batteriezellen nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vor der Montage auf eine Kühleinrichtung;
  • 2 die Zellhalterung nach 1 beim Aufsetzen auf die Kühleinrichtung;
  • 3 die Zellhalterung nach 1 in montiertem Zustand auf der Kühleinrichtung; und
  • 4 ein Batteriemodul in montiertem Zustand mit eingegossenen Batteriezellen nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
show:
  • 1 a longitudinal section of a cell holder of a battery module for a traction battery of an electrically operated vehicle with mounted battery cells according to an embodiment of the invention before mounting on a cooling device;
  • 2 the cell holder 1 when placed on the cooling device;
  • 3 the cell holder 1 when installed on the cooling device; and
  • 4 a battery module in the assembled state with encapsulated battery cells according to a further exemplary embodiment of the invention.

In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.In the figures, the same or similar components are denoted by the same reference symbols. The figures only show examples and are not to be understood as limiting.

1 zeigt einen Längsschnitt einer Zellhalterung 30 eines Batteriemoduls 100 für eine Traktionsbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs mit montierten Batteriezellen 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vor der Montage auf eine Kühleinrichtung 34. 1 shows a longitudinal section of a cell holder 30 of a battery module 100 for a traction battery of an electrically operated vehicle with mounted battery cells 10 according to an exemplary embodiment of the invention before mounting on a cooling device 34.

Das Batteriemodul 100 weist eine integrierte Zellverbinder 20 aufweisende Zellhalterung 30 auf, in welcher eine Mehrzahl von Batteriezellen 10 angeordnet ist. Ein Boden 32 der Zellhalterung 30 wird durch eine Kühleinrichtung 34 gebildet, wie er in 2 erkennbar ist.The battery module 100 has an integrated cell connector 20 having a cell holder 30 in which a plurality of battery cells 10 are arranged. A bottom 32 of the cell holder 30 is formed by a cooling device 34, as in 2 is recognizable.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind gleichartige Komponenten jeweils nur einmal mit Bezugszeichen versehen.For reasons of clarity, components of the same type are only provided with reference symbols once.

Die Batteriezellen 10 weisen an einer ersten Stirnseite 14 elektrische Anschlusselemente 12 auf, welche mit den Zellverbindern 20 elektrisch kontaktiert sind. Bei der Nachbarzelle 10 ist der Zellverbinder 20 jeweils mit dem Zellgehäuse 18 elektrisch verbunden, sodass die im Querschnitt dargestellten Batteriezellen 10 dadurch seriell verschaltet sind. In der Mitte ist der Zellverbinder 20 jeweils an der Zellhalterung 30 mechanisch fixiert. Wenn die Zellhalterung 30 elektrisch leitend ist, muss die Verbindung Zellverbinder 20 zu Zellhalterung 30 natürlich elektrisch isoliert ausgebildet sein.The battery cells 10 have electrical connection elements 12 on a first end face 14 , which are electrically contacted to the cell connectors 20 . In the case of the neighboring cell 10, the cell connector 20 is electrically connected to the cell housing 18 in each case, so that the battery cells 10 shown in cross section are thereby connected in series. The cell connector 20 is mechanically fixed to the cell holder 30 in the middle. If the cell holder 30 is electrically conductive, the connection between the cell connector 20 and the cell holder 30 must of course be designed to be electrically insulated.

Die Zellverbinder 20 sind mit den Anschlusselementen 12 und/oder den Zellgehäusen 18 zweckmäßigerweise verschweißt oder vernietet, um eine zuverlässige und mechanisch stabile Verbindung zwischen Zellverbinder 20 und Anschlusselementen 12 zu bilden.The cell connectors 20 are expediently welded or riveted to the connecting elements 12 and/or the cell housings 18 in order to form a reliable and mechanically stable connection between the cell connector 20 and the connecting elements 12 .

Die Batteriezellen 10 sind in der Zellhalterung 30 in einem Schaumeinleger 36 angeordnet, wobei die Batteriezellen 10 in der Hochachse L in dem Schaumeinleger 36 verschieblich angeordnet sind, während die Batteriezellen 10 quer zur Hochachse L durch den Schaumeinleger 36 fixiert sind. Die Verschieberichtung 52 ist mit Pfeilen dargestellt.The battery cells 10 are arranged in the cell holder 30 in a foam insert 36, the battery cells 10 being arranged displaceably in the vertical axis L in the foam insert 36, while the battery cells 10 are fixed transversely to the vertical axis L by the foam insert 36. The direction of displacement 52 is shown with arrows.

Weiter kann der Schaumeinleger 36 vorteilhaft zur elektrischen und thermischen Isolation der Batteriezellen 10, insbesondere der Zellgehäuse 18, dienen.Furthermore, the foam insert 36 can advantageously be used for electrical and thermal insulation of the battery cells 10, in particular the cell housing 18.

Vorteilhaft kann die Zellhalterung 30 auch direkt als Modulgehäuse 46 ausgebildet sein oder in das Modulgehäuse 46 integriert sein.Advantageously, the cell holder 30 can also be designed directly as a module housing 46 or can be integrated into the module housing 46 .

In 2 ist die Zellhalterung 30 nach 1 beim Aufsetzen auf die Kühleinrichtung 34 dargestellt.In 2 is the cell holder 30 after 1 shown when placed on the cooling device 34.

Die Zellhalterung 30 mit den kontaktierten Batteriezellen 10 weist noch einen Abstand zu der als Kühlplatte dargestellten Kühleinrichtung 34 auf. Eine mögliche Fluidströmung 44 in der Kühleinrichtung 34 ist schematisch mit einem Pfeil symbolisiert.The cell holder 30 with the contacted battery cells 10 still has a distance to the cooling device 34 shown as a cooling plate. A possible fluid flow 44 in the cooling device 34 is symbolized schematically by an arrow.

Auf der Kühleinrichtung 34 ist ein Wärmeleitmaterial 38 mit einer gewissen Dicke aufgetragen, um so einen Spaltausgleich zwischen den zweiten Stirnseiten 16 der Batteriezellen 10 und der Kühleinrichtung 34 beim Aufsetzen der Zellhalterung 30 auf die Kühleinrichtung 34 zu ermöglichen.A thermally conductive material 38 of a certain thickness is applied to the cooling device 34 in order to enable gap compensation between the second end faces 16 of the battery cells 10 and the cooling device 34 when the cell holder 30 is placed on the cooling device 34 .

3 zeigt die Zellhalterung 30 in montiertem Zustand auf der Kühleinrichtung 34. 3 shows the cell holder 30 mounted on the cooling device 34.

Dazu wird die Zellhalterung 30 mit den kontaktierten Batteriezellen 10 auf der Kühleinrichtung 34 positioniert und in der Hochachse L auf die Kühleinrichtung 34 gedrückt, bis die Zellhalterung 30 festen Kontakt zu der Kühleinrichtung 34 hat.For this purpose, the cell holder 30 with the contacted battery cells 10 is positioned on the cooling device 34 and pressed onto the cooling device 34 in the vertical axis L until the cell holder 30 is in firm contact with the cooling device 34 .

Die Zellverbinder 20 sind als Federelemente ausgebildet, um eine mechanische Vorspannung 50 in einer Hochachse L auf die Batteriezellen 10 auszuüben. Dadurch werden die Batteriezellen 10 mit einer zweiten Stirnseite 16 auf die Kühleinrichtung 34 gepresst, sodass ein möglichst guter thermischer Kontakt zwischen dem Zellgehäuse 18 und der Kühleinrichtung 34 hergestellt wird. Die Zellverbinder 20 werden dadurch über die Gegenkraft der Batteriezellen 10 gegen die Federspannung gespannt.The cell connectors 20 are embodied as spring elements in order to exert a mechanical pretension 50 in a vertical axis L on the battery cells 10 . As a result, the battery cells 10 are pressed onto the cooling device 34 with a second end face 16 so that the best possible thermal contact is produced between the cell housing 18 and the cooling device 34 . The cell connectors 20 are thus tensioned against the spring tension via the opposing force of the battery cells 10 .

Auf diese Weise werden Toleranzen in der Hochachse L zwischen der zweiten Stirnseite 16 der Zellgehäuse 18 und der Kühleinrichtung 34 ausgeglichen und nominell ein Nullspalt 42 eingestellt.In this way, tolerances in the vertical axis L between the second end face 16 of the cell housing 18 and the cooling device 34 are compensated for and a nominal zero gap 42 is set.

Die mechanischen Vorspannkräfte 50 sind mit schwarzen Pfeilen dargestellt. Die Verschieberichtung 52 ist nur noch entgegen der Vorspannkraft 50 gerichtet, da die Zellgehäuse 18 auf der Kühleinrichtung aufstehen.The mechanical prestressing forces 50 are shown with black arrows. The direction of displacement 52 is only directed against the prestressing force 50, since the cell housing 18 is standing on the cooling device.

Das Wärmeleitmaterial 38, das zunächst zwischen der zweiten Stirnseite 16 der Batteriezellen 10 und der Kühleinrichtung 34 angeordnet ist, wird beim Aufsetzen der Zellhalterung 30 auf die Kühleinrichtung 34 durch die zweiten Stirnseiten 16 der Zellgehäuse 18 verpresst, sodass der größte Teil des Wärmeleitmaterials 38 zwischen die Zellgehäuse 18 gepresst wird und nur ein minimal kleiner Teil des Wärmeleitmaterials 38 einen eventuell noch übriggebliebenen Spalt 42 zwischen der zweiten Stirnseite 16 des Zellgehäuses 18 und der Kühleinrichtung 34 ausfüllt. Dadurch ist eine günstige thermische Anbindung des Zellgehäuses 18 an die Kühleinrichtung 34 gegeben.The thermally conductive material 38, which is initially arranged between the second end face 16 of the battery cells 10 and the cooling device 34, is pressed by the second end faces 16 of the cell housing 18 when the cell holder 30 is placed on the cooling device 34, so that most of the thermally conductive material 38 is between the Cell housing 18 is pressed and only a minimally small part of the thermally conductive material 38 fills any remaining gap 42 between the second end face 16 of the cell housing 18 and the cooling device 34 . This provides a favorable thermal connection between the cell housing 18 and the cooling device 34 .

4 zeigt ein Batteriemodul 100 in montiertem Zustand mit eingegossenen Batteriezellen 10 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. 4 shows a battery module 100 in the assembled state with encapsulated battery cells 10 according to a further exemplary embodiment of the invention.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist wenigstens abschnittweise Vergussmasse 40 zwischen den Batteriezellen 10 und/oder der Zellhalterung 30 angeordnet. Die Vergussmasse 40 wird zweckmäßigerweise nach dem Aufsetzen der Zellhalterung 30 auf die Kühleinrichtung 34 in die Zellhalterung 30 zwischen die Batteriezellen 10 eingefüllt. Die Vergussmasse 40 kann eine dauerhafte Fixierung der Batteriezellen 10 in einer Position mit einer günstigen Anbindung an die Kühleinrichtung 34 bewirken. Damit kann die Auswirkung von Vibrationen im Betrieb des Batteriemoduls 100, beispielsweise im Fahrbetrieb des Fahrzeugs, vorteilhaft verringert werden, da die Batteriezellen 10 fest gehalten sind.In this exemplary embodiment, casting compound 40 is arranged at least in sections between battery cells 10 and/or cell mount 30 . The casting compound 40 is expediently filled into the cell holder 30 between the battery cells 10 after the cell holder 30 has been placed on the cooling device 34 . The potting compound 40 can permanently fix the battery cells 10 in a position with a favorable Effect connection to the cooling device 34. The effect of vibrations during operation of the battery module 100, for example when the vehicle is being driven, can thus advantageously be reduced, since the battery cells 10 are held firmly.

Die Vergussmasse 40 kann vorteilhaft einer Erhöhung der Eigensteifigkeit des Batteriemoduls 100 und zur Übertragung mechanischer Lasten dienen.The potting compound 40 can advantageously serve to increase the inherent rigidity of the battery module 100 and to transmit mechanical loads.

Eine Traktionsbatterie für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug mit wenigstens einem Batteriemodul 100 nach einem der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen weist durch die Homogenität der Kühlanbindung der Batteriezellen 10 eine verbesserte Lebensdauer und Leistung der Batteriezellen 10 und damit der Traktionsbatterie auf. Außerdem können durch die verringerte Menge an Wärmeleitmaterial 38, welche nötig ist, um einen möglichst günstigen thermischen Kontakt zwischen Batteriezellen 10 und Kühleinrichtung 34 herzustellen, Kosten und Gewicht eingespart werden.A traction battery for an electrically operated vehicle with at least one battery module 100 according to one of the 1 until 4 Due to the homogeneity of the cooling connection of the battery cells 10, the illustrated exemplary embodiments have an improved service life and performance of the battery cells 10 and thus of the traction battery. In addition, costs and weight can be saved due to the reduced amount of thermally conductive material 38, which is necessary in order to produce the most favorable possible thermal contact between battery cells 10 and cooling device 34.

Wie in den 1 bis 4 dargestellt, werden nach dem vorgeschlagenen Verfahren zur Fixierung von Batteriezellen 10 in einem Batteriemodul 100 einer Traktionsbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs in einem ersten Schritt Batteriezellen 10 in der Zellhalterung 30 in einer Hochachse L nebeneinander angeordnet. Insbesondere können die Batteriezellen 10 in einem Schaumeinleger 36 in der Zellhalterung 30 angeordnet werden.As in the 1 until 4 shown, according to the proposed method for fixing battery cells 10 in a battery module 100 of a traction battery of an electrically operated vehicle, battery cells 10 are arranged next to one another in a vertical axis L in a first step in the cell holder 30 . In particular, the battery cells 10 can be arranged in a foam insert 36 in the cell holder 30 .

In einem nächsten Schritt werden die Batteriezellen 10 mit in die Zellhalterung 30 integrierten Zellverbindern 20 elektrisch kontaktiert, wobei die Zellverbinder 20 ausgebildet sind, eine mechanische Vorspannung 50 in der Hochachse L auf die Batteriezellen 10 auszuüben.In a next step, the battery cells 10 are electrically contacted with cell connectors 20 integrated into the cell mount 30 , the cell connectors 20 being designed to exert a mechanical prestress 50 in the vertical axis L on the battery cells 10 .

In einem weiteren Schritt wird die Zellhalterung 30 auf einer Kühleinrichtung 34 angeordnet, wodurch die Batteriezellen 10 mit einer zweiten Stirnseite 16 auf die Kühleinrichtung 34 gepresst werden und so einen günstigen thermischen Kontakt zu der Kühleinrichtung 34 herstellen.In a further step, the cell holder 30 is arranged on a cooling device 34 , as a result of which the battery cells 10 are pressed onto the cooling device 34 with a second end face 16 and thus produce favorable thermal contact with the cooling device 34 .

Optional kann zwischen der zweiten Stirnseite 16 der Batteriezellen 10 und der Kühleinrichtung 34 ein Wärmeleitmaterial 38 angeordnet werden. Weiter kann optional wenigstens abschnittweise Vergussmasse 40 zwischen den Batteriezellen 10 und/oder Zellhalterung 30 angeordnet werden.Optionally, a thermally conductive material 38 can be arranged between the second end face 16 of the battery cells 10 and the cooling device 34 . Furthermore, potting compound 40 can optionally be arranged at least in sections between battery cells 10 and/or cell holder 30 .

Bezugszeichenlistereference list

1010
Batteriezellebattery cell
1212
Anschlusselementconnection element
1414
erste Stirnseitefirst face
1616
zweite Stirnseitesecond face
1818
Zellgehäusecell case
2020
Zellverbindercell connector
3030
Zellhalterungcell mount
3232
Bodenfloor
3434
Kühleinrichtungcooling device
3636
Schaumeinlegerfoam insert
3838
Wärmeleitmaterialthermal interface material
4040
Vergussmassepotting compound
4242
Spaltgap
4444
Fluidströmungfluid flow
4646
Modulgehäusemodule housing
5050
Vorspannungpreload
5252
Verschieberichtungshift direction
100100
Batteriemodulbattery module
LL
Hochachsevertical axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102013112728 A1 [0003]DE 102013112728 A1 [0003]

Claims (10)

Batteriemodul (100) für eine Traktionsbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, mit einer integrierte Zellverbinder (20) aufweisenden Zellhalterung (30), in welcher eine Mehrzahl von Batteriezellen (10) angeordnet ist, wobei ein Boden (32) der Zellhalterung (30) durch eine Kühleinrichtung (34) gebildet wird, wobei die Batteriezellen (10) an einer ersten Stirnseite (14) elektrische Anschlusselemente (12) aufweisen, welche mit den Zellverbindern (20) elektrisch kontaktiert sind, wobei die Zellverbinder (20) ausgebildet sind, eine mechanische Vorspannung (50) in einer Hochachse (L) auf die Batteriezellen (10) auszuüben, wodurch die Batteriezellen (10) mit einer zweiten Stirnseite (16) auf die Kühleinrichtung (34) gepresst sind.Battery module (100) for a traction battery of an electrically operable vehicle, with a cell holder (30) having integrated cell connectors (20) and in which a plurality of battery cells (10) are arranged, a bottom (32) of the cell holder (30) being replaced by a cooling device (34) is formed, wherein the battery cells (10) have electrical connection elements (12) on a first end face (14), which are electrically contacted to the cell connectors (20), wherein the cell connectors (20) are designed to exert a mechanical prestress (50) on the battery cells (10) in a vertical axis (L), as a result of which the battery cells (10) are pressed onto the cooling device (34) with a second end face (16). . Batteriemodul nach Anspruch 1, wobei die Batteriezellen (10) in der Zellhalterung (30) in einem Schaumeinleger (36) angeordnet sind, wobei die Batteriezellen (10) in der Hochachse (L) verschieblich angeordnet sind.battery module after claim 1 , wherein the battery cells (10) are arranged in the cell holder (30) in a foam insert (36), the battery cells (10) being displaceably arranged in the vertical axis (L). Batteriemodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Wärmeleitmaterial (38) zwischen der zweiten Stirnseite (16) der Batteriezellen (10) und der Kühleinrichtung (34) angeordnet ist.battery module after claim 1 or 2 , wherein a thermally conductive material (38) between the second end face (16) of the battery cells (10) and the cooling device (34) is arranged. Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens abschnittweise Vergussmasse (40) zwischen den Batteriezellen (10) und/oder der Zellhalterung (30) angeordnet ist.Battery module according to one of the preceding claims, wherein casting compound (40) is arranged at least in sections between the battery cells (10) and/or the cell holder (30). Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Zellgehäuse (18) der Batteriezellen (10) mit den Zellverbindern (20) elektrisch kontaktiert sind.Battery module according to one of the preceding claims, wherein the cell housing (18) of the battery cells (10) are electrically contacted with the cell connectors (20). Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zellverbinder (20) mit den Anschlusselementen (12) und/oder den Zellgehäusen (18) verschweißt oder vernietet sind.Battery module according to one of the preceding claims, wherein the cell connectors (20) are welded or riveted to the connection elements (12) and/or the cell housings (18). Batteriemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zellhalterung (30) als Modulgehäuse (46) ausgebildet ist.Battery module according to one of the preceding claims, wherein the cell holder (30) is designed as a module housing (46). Traktionsbatterie für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug mit wenigstens einem Batteriemodul (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer integrierte Zellverbinder (20) aufweisenden Zellhalterung (30), in welcher eine Mehrzahl von Batteriezellen (10) angeordnet ist, wobei ein Boden (32) der Zellhalterung (30) durch eine Kühleinrichtung (34) gebildet wird, wobei die Batteriezellen (10) an einer ersten Stirnseite (14) elektrische Anschlusselemente (12) aufweisen, welche mit den Zellverbindern (20) elektrisch kontaktiert sind, wobei die Zellverbinder (20) ausgebildet sind, eine mechanische Vorspannung (50) in einer Hochachse (L) auf die Batteriezellen (10) auszuüben, wodurch die Batteriezellen (10) mit einer zweiten Stirnseite (16) auf die Kühleinrichtung (34) gepresst sind.Traction battery for an electrically operable vehicle with at least one battery module (100) according to one of the preceding claims, with a cell holder (30) having an integrated cell connector (20) and in which a plurality of battery cells (10) are arranged, with a base (32) the cell holder (30) is formed by a cooling device (34), wherein the battery cells (10) have electrical connection elements (12) on a first end face (14), which are electrically contacted to the cell connectors (20), wherein the cell connectors (20) are designed to exert a mechanical prestress (50) on the battery cells (10) in a vertical axis (L), as a result of which the battery cells (10) are pressed onto the cooling device (34) with a second end face (16). . Verfahren zur Fixierung von Batteriezellen (10) in einem Batteriemodul (100) einer Traktionsbatterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Batteriemodul (100) eine integrierte Zellverbinder (20) aufweisende Zellhalterung (30) aufweist, in welcher eine Mehrzahl von Batteriezellen (10) anordenbar ist, das Verfahren wenigstens umfassend - Anordnen der Batteriezellen (10) in der Zellhalterung (30) in einer Hochachse (L) nebeneinander, insbesondere Anordnen der Batteriezellen (10) in einem Schaumeinleger (36) in der Zellhalterung (30); - Elektrisches Kontaktieren der Batteriezellen (10) mit in die Zellhalterung (30) integrierten Zellverbindern (20), welche ausgebildet sind, eine mechanische Vorspannung (50) in der Hochachse (L) auf die Batteriezellen (10) auszuüben; - Anordnen der Zellhalterung (30) auf einer Kühleinrichtung (34), wodurch die Batteriezellen (10) mit einer zweiten Stirnseite (16) auf die Kühleinrichtung (34) gepresst werden.Method for fixing battery cells (10) in a battery module (100) of a traction battery of an electrically operated vehicle according to one of Claims 1 until 7 , wherein the battery module (100) has a cell holder (30) having an integrated cell connector (20), in which a plurality of battery cells (10) can be arranged, the method comprising at least - arranging the battery cells (10) in the cell holder (30) in a vertical axis (L) next to each other, in particular arranging the battery cells (10) in a foam insert (36) in the cell holder (30); - Electrically contacting the battery cells (10) with the cell holder (30) integrated cell connectors (20) which are designed to exert a mechanical bias (50) in the vertical axis (L) on the battery cells (10); - Arranging the cell holder (30) on a cooling device (34), whereby the battery cells (10) are pressed with a second end face (16) onto the cooling device (34). Verfahren nach Anspruch 9, wobei zwischen der zweiten Stirnseite (16) der Batteriezellen (10) und der Kühleinrichtung (34) ein Wärmeleitmaterial (38) angeordnet wird und/oder wenigstens abschnittweise Vergussmasse (40) zwischen den Batteriezellen (10) und/oder Zellhalterung (30) angeordnet wird.procedure after claim 9 , wherein a thermally conductive material (38) is arranged between the second end face (16) of the battery cells (10) and the cooling device (34) and/or casting compound (40) is arranged at least in sections between the battery cells (10) and/or cell holder (30). will.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013112728A1 (en) 2013-11-19 2015-05-21 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Battery cell group for a battery module provided for the purely electric drive of a motor vehicle motor vehicle battery

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013112728A1 (en) 2013-11-19 2015-05-21 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Battery cell group for a battery module provided for the purely electric drive of a motor vehicle motor vehicle battery

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