DE102022004636A1 - BATTERY COOLING DEVICE - Google Patents

BATTERY COOLING DEVICE Download PDF

Info

Publication number
DE102022004636A1
DE102022004636A1 DE102022004636.9A DE102022004636A DE102022004636A1 DE 102022004636 A1 DE102022004636 A1 DE 102022004636A1 DE 102022004636 A DE102022004636 A DE 102022004636A DE 102022004636 A1 DE102022004636 A1 DE 102022004636A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coolant
cell
battery
cooling device
battery modules
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022004636.9A
Other languages
German (de)
Inventor
Himanshu Patel
Chetan Mundhe
Rohit Kulkarni
Sudesh Gulia
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mercedes Benz Group AG filed Critical Mercedes Benz Group AG
Publication of DE102022004636A1 publication Critical patent/DE102022004636A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/291—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic

Abstract

Es wird eine Kühlvorrichtung 100 für einen Batteriepack offenbart, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse 102 zur Aufnahme von Batteriemodulen 106 des Batteriepacks, eine Vielzahl von Zellenhaltern 108, die in jedem Batteriemodul 106 angeordnet sind, um Zellen 110 des Batteriemoduls 106 aufzunehmen, einen Kühler 118, der dafür konfiguriert ist, eine konstante Temperatur eines Kühlmittels 120 zu kühlen und aufrechtzuerhalten, und einen Kühlmittelkreislauf 122, der dafür konfiguriert ist, das Kühlmittel 120 zwischen dem Kühler 118 und den Batteriemodulen 106 zu zirkulieren. Ferner ist eine Pumpe 132 dafür konfiguriert, das Kühlmittel 120 durch den Kühlmittelkreislauf 122 zu pumpen, um das Kühlmittel 120 in die Batteriemodule 106 zur Kühlung jeder Zelle 110 der Batteriemodule 106 zuzuführen. Die Zellenhalter 108 sind dafür konfiguriert, das zugeführte Kühlmittel 120 durch jeden Zellenhalter 108 zur Kühlung jeder Zelle 110 zu zirkulieren, um eine gleichmäßige Temperatur der Zellen 110 des Batteriepacks zu gewährleisten.A cooling device 100 for a battery pack is disclosed, comprising the following: a housing 102 for accommodating battery modules 106 of the battery pack, a plurality of cell holders 108 which are arranged in each battery module 106 to accommodate cells 110 of the battery module 106, a cooler 118 , which is configured to cool and maintain a constant temperature of a coolant 120, and a coolant circuit 122, which is configured to circulate the coolant 120 between the radiator 118 and the battery modules 106. A pump 132 is further configured to pump the coolant 120 through the coolant loop 122 to deliver the coolant 120 into the battery modules 106 to cool each cell 110 of the battery modules 106 . The cell holders 108 are configured to circulate the supplied coolant 120 through each cell holder 108 to cool each cell 110 to ensure a uniform temperature of the cells 110 of the battery pack.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Batterie-Wärmemanagementsysteme in Fahrzeugen. Insbesondere betrifft sie eine Batteriekühlvorrichtung, die es ermöglicht, eine Vielzahl von Zellen einfach zu stapeln und ein Kühlmedium effektiv zirkulieren zu lassen.The present disclosure relates to battery thermal management systems in vehicles. More particularly, it relates to a battery cooling device that enables a plurality of cells to be easily stacked and a cooling medium to be circulated effectively.

Die Temperatur einer Batterie ist ein kritischer Faktor für die Betriebsleistung der Batterie. Die Lade-/Entladekapazität wird stark von der Betriebstemperatur der Batterie beeinflusst. Darüber hinaus hängt auch die Haltbarkeit/Lebensdauer der Batterien stark von der Betriebstemperatur ab. Daher ist die Optimierung des Energiemanagements und der Batterieleistung im Stand, bei langsamer Fahrt, bei schneller Fahrt usw. für die in Elektrofahrzeugen verwendeten Batterien/Batteriepacks von großer Bedeutung. Darüber hinaus wäre es von Vorteil, ein effizientes Batterie-Wärmemanagementsystem (Battery Thermal Management System, BTMS) bereitzustellen, um die Leistung und Lebensdauer der Zellen und damit des Batteriepacks zu verbessern, indem die Temperaturen der Zellen des Batteriepacks geregelt werden.The temperature of a battery is a critical factor in the operational performance of the battery. The charge/discharge capacity is greatly affected by the battery's operating temperature. In addition, the durability/lifespan of the batteries also depends heavily on the operating temperature. Therefore, the optimization of energy management and battery performance at standstill, when driving slowly, when driving fast, etc. is of great importance for the batteries/battery packs used in electric vehicles. In addition, it would be beneficial to provide an efficient Battery Thermal Management System (BTMS) to improve the performance and lifespan of the cells, and therefore the battery pack, by controlling the temperatures of the battery pack's cells.

Das Patentdokument US20210074969A1 offenbart Verfahren und Systeme für das Wärmemanagement von Batteriepacks, wie z.B. das Heizen und Kühlen von einzelnen Batterien, die in Batteriepacks angeordnet sind. Die Verfahren und Systeme verwenden thermische Kontrollmodule, die speziell so konfiguriert sind, dass sie mit der Seitenwand und dem unteren Ende jeder Batterie in einem Batteriepack thermisch gekoppelt sind. In einigen Beispielen umfasst ein Wärmekontrollmodul eine Wärmeplatte und eine oder zwei Batterieeingriffskomponenten, die mit der Wärmeplatte verbunden und thermisch gekoppelt sind. Jede Batterieeingriffskomponente umfasst eine Vielzahl von Batterieaufnahmeöffnungen. Wenn die Batterien in diese Öffnungen eingesetzt sind, sind die Seitenwand und das untere Ende jeder Batterie thermisch mit dem thermischenThe patent document US20210074969A1 discloses methods and systems for battery pack thermal management, such as heating and cooling of individual batteries arranged in battery packs. The methods and systems use thermal control modules that are specifically configured to be thermally coupled to the sidewall and bottom of each battery in a battery pack. In some examples, a thermal control module includes a thermal plate and one or two battery engaging components connected and thermally coupled to the thermal plate. Each battery engaging component includes a plurality of battery receiving openings. When the batteries are inserted into these openings, the sidewall and bottom of each battery are thermal with the thermal

Kontrollmodul gekoppelt. Ein Thermofluid wird zumindest durch die Wärmeplatte zirkuliert, um die Batterien zu kühlen oder zu erwärmen, ohne dass es zu einem direkten Kontakt zwischen dem Thermofluid und den Batterien kommt.coupled control module. A thermal fluid is circulated through at least the thermal plate to cool or heat the batteries without direct contact between the thermal fluid and the batteries.

Ein weiteres Patentdokument US9397376B2 offenbart eine Batterieanordnung, die elektrisch isolierte Kühlkörper verwendet, um das Wärmemanagement und die Sicherheit des Batteriepacks zu verbessern. Die Batterieanordnung ist in Batteriegruppen unterteilt, wobei die Batterien innerhalb jeder Gruppe die gleiche Spannung aufweisen und jede Batteriegruppe mit den anderen Batteriegruppen in Reihe geschaltet ist. Der Kühlkörper ist segmentiert, wobei jedes Kühlkörpersegment mit den Batterien innerhalb einer einzelnen Batteriegruppe thermisch gekoppelt ist, und wobei jedes Kühlkörpersegment von den benachbarten Kühlkörpersegmenten elektrisch isoliert ist. Die Kühlkörpersegmente sind thermisch an mindestens eine Kühlmittelleitung gekoppelt und von dieser elektrisch isoliert, die ihrerseits an ein Wärmemanagementsystem gekoppelt ist.Another patent document US9397376B2 discloses a battery assembly that uses electrically isolated heat sinks to improve thermal management and safety of the battery pack. The battery array is divided into battery groups, with the batteries within each group having the same voltage and each battery group being connected in series with the other battery groups. The heatsink is segmented, with each heatsink segment being thermally coupled to the batteries within a single battery bank, and each heatsink segment being electrically isolated from adjacent heatsink segments. The heatsink segments are thermally coupled to and electrically isolated from at least one coolant line, which in turn is coupled to a thermal management system.

Ein weiteres Patentdokument US9276242B2 offenbart eine Batteriezellenanordnung mit einer Batteriezelle, die in Form einer Filmzelle gebildet ist und einen flachen Zellkörper mit zwei Stirnseiten, einen den Zellkörper umgebenden flexiblen Zellrand und zwei an einer Randseite der Batteriezelle angeordnete Kontaktabschnitte umfasst. Die Batteriezellenanordnung weist ferner eine Rahmenanordnung auf, die ein erstes Rahmenelement und ein zweites Rahmenelement umfasst, das den Zellkörper allseitig am Rand einrahmt. An einer den Stirnseiten des Zellkörpers abgewandten Seite der Rahmenanordnung ist mindestens eine Entlüftungsöffnung vorgesehen, um im Falle einer Beschädigung Fluid, insbesondere Gas, aus der Batteriezellenanordnung austreten zu lassen.Another patent document US9276242B2 discloses a battery cell arrangement with a battery cell which is formed in the form of a film cell and comprises a flat cell body with two end faces, a flexible cell edge surrounding the cell body and two contact sections arranged on an edge side of the battery cell. The battery cell arrangement also has a frame arrangement that includes a first frame element and a second frame element that frames the cell body on all sides at the edge. At least one ventilation opening is provided on a side of the frame arrangement facing away from the end faces of the cell body in order to allow fluid, in particular gas, to escape from the battery cell arrangement in the event of damage.

Ein weiteres Patentdokument US20170288285A1 offenbart Systeme und Verfahren zur flüssigkeitstemperaturgeregelten Energiespeicherung in Elektrofahrzeugen. Das System umfasst ein Gehäuse und einen Kanal, der durch das Gehäuse verläuft. Der Kanal umfasst einen Einlass zum Einströmen von Flüssigkeit und einen Auslass zum Ausströmen der Flüssigkeit. Der Kanal ist durch mindestens zwei wärmeleitende Platten begrenzt, die auf gegenüberliegenden Seiten des Kanals angeordnet sind. Die Platten sind so konfiguriert, dass sie in thermischen Kontakt mit mindestens einer Batterie gebracht werden können. Der Kanal ist ein Strömungsweg für ein flüssiges Kühlmittel.Another patent document US20170288285A1 discloses systems and methods for liquid temperature controlled energy storage in electric vehicles. The system includes a housing and a duct running through the housing. The channel includes an inlet for liquid to flow in and an outlet for liquid to flow out. The channel is bounded by at least two heat conducting plates located on opposite sides of the channel. The plates are configured to be placed in thermal contact with at least one battery. The channel is a flow path for a liquid coolant.

Während die zitierten Patentdokumente verschiedene Arten von Wärmemanagementsystemen und -verfahren offenbaren, besteht die Möglichkeit, ein effizienteres Wärmemanagementsystem für eine effiziente Kühlung der Zellen des Batteriepacks bereitzustellen.While the cited patent documents disclose various types of thermal management systems and methods, there is an opportunity to provide a more efficient thermal management system for efficient cooling of the battery pack cells.

Es besteht daher die Notwendigkeit, eine effiziente, optimale und kostengünstige Kühlanordnung bereitzustellen, die die in den Zellen der Batterie erzeugte Wärme abführt, um die Zellen effizient zu schließen und so die Leistung und Lebensdauer des Batteriepacks zu verbessern.There is therefore a need to provide an efficient, optimal and cost-effective cooling arrangement that dissipates the heat generated in the cells of the battery in order to efficiently close the cells and thus improve the performance and lifespan of the battery pack.

Ein allgemeines Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Batteriekühlvorrichtung für ein Batteriepack eines Fahrzeugs bereitzustellen, um die Leistung und Lebensdauer des Batteriepacks zu verbessern.A general objective of the present disclosure is to provide a battery cooling device for a battery pack of a vehicle to Improve battery pack performance and lifespan.

Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Batteriekühlvorrichtung bereitzustellen, die eine bessere Batterielebensdauer ermöglicht, indem sie eine gleichmäßige Temperatur im gesamten Batteriepack gewährleistet.An object of the present disclosure is to provide a battery cooling device that enables better battery life by ensuring a uniform temperature throughout the battery pack.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Kühlvorrichtung zum Abführen überschüssiger Wärme aus einem Batteriepack eines Fahrzeugs bereitzustellen, um die Energie und/oder die Leistung des Batteriepacks im Stand, bei langsamer Fahrt und bei schneller Fahrt zu optimieren.Another object of the present disclosure is to provide a cooling device for dissipating excess heat from a battery pack of a vehicle in order to optimize the energy and/or the performance of the battery pack at standstill, at low speed and at high speed.

Aspekte der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf Batteriekühlsysteme in Elektrofahrzeugen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Batteriekühlvorrichtung, die es ermöglicht, eine Vielzahl von Zellen einfach zu stapeln und ein Kühlmedium zur Kühlung von Batteriezellen effektiv zirkulieren zu lassen.Aspects of the present disclosure relate to battery cooling systems in electric vehicles. In particular, the present disclosure relates to a battery cooling device that makes it possible to easily stack a plurality of cells and effectively circulate a cooling medium for cooling battery cells.

In einem Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung eine Kühlvorrichtung zum Kühlen eines Batteriepacks bereit. Das Batteriepack kann ein Batteriepack eines Elektrofahrzeugs sein. Die Kühlvorrichtung kann ein Gehäuse zur Aufnahme des Batteriepacks umfassen. Das Gehäuse kann ein oder mehrere Fächer zur Aufnahme eines oder mehrerer Batteriemodule des Batteriepacks umfassen. Jedes Batteriemodul kann eine Vielzahl von Zellen umfassen. Die Vielzahl von Zellen jedes Batteriemoduls kann in einer Vielzahl von Zellenhaltern angeordnet sein, die in dem Batteriemodul angeordnet sind. Die Zellenhalter können in den Batteriemodulen parallel zueinander angeordnet sein. Darüber hinaus kann die offengelegte Kühlvorrichtung Folgendes umfassen: einen Kühler, der zum Kühlen und Aufrechterhalten einer konstanten Temperatur eines Kühlmittels konfiguriert ist, einen Kühlmittelkreislauf, der dafür konfiguriert ist, den Kühler mit den Batteriemodulen fluidisch zu verbinden, um das Kühlmittel zwischen dem Kühler und den Batteriemodulen zu zirkulieren, und eine Pumpe, die dafür konfiguriert ist, das Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf zu pumpen, um das Kühlmittel in die Batteriemodule zum Kühlen jeder Zelle der Batteriemodule zuzuführen.In one aspect, the present disclosure provides a cooling device for cooling a battery pack. The battery pack may be an electric vehicle battery pack. The cooling device can include a housing for accommodating the battery pack. The housing can include one or more compartments for accommodating one or more battery modules of the battery pack. Each battery module can include a plurality of cells. The plurality of cells of each battery module may be arranged in a plurality of cell holders arranged in the battery module. The cell holders can be arranged parallel to one another in the battery modules. In addition, the disclosed cooling device may include: a radiator configured to cool and maintain a constant temperature of a coolant, a coolant circuit configured to fluidly connect the radiator to the battery modules to circulate the coolant between the radiator and the To circulate battery modules, and a pump configured to pump the coolant through the coolant circuit to supply the coolant into the battery modules for cooling each cell of the battery modules.

Ferner kann die Vielzahl von Zellenhaltern in jedem Batteriemodul so konfiguriert sein, dass das jedem der Batteriemodule zugeführte Kühlmittel durch jeden Zellenhalter zirkuliert, um überschüssige Wärme von jeder Zelle abzuführen, um eine gleichmäßige Temperatur der mehreren Zellen des Batteriepacks sicherzustellen.Further, the plurality of cell holders in each battery module may be configured such that the coolant supplied to each of the battery modules circulates through each cell holder to remove excess heat from each cell to ensure uniform temperature of the multiple cells of the battery pack.

Jedes Modulgehäuse kann einen Einlass zur Aufnahme des Kühlmittels aus dem Kühlmittelkreislauf und einen Auslass zum Ablassen des erwärmten Kühlmittels aus dem Modulgehäuse aufweisen. Darüber hinaus kann der Kühlmittelkreislauf Folgendes umfassen: einen Auslasskanal, der strömungstechnisch mit dem Einlass des Modulgehäuses eines jeden Batteriemoduls verbunden werden kann, um gekühltes Kühlmittel aus dem Kühler zu den Batteriemodulen zu leiten, und einen Einlasskanal, der strömungstechnisch mit dem Auslass des Modulgehäuses jedes Batteriemoduls verbunden ist, um erwärmtes Kühlmittel von den Batteriemodulen zu dem Kühler zu leiten, um das erwärmte Kühlmittel zu kühlen. Das Kühlmittel kann zum Beispiel eine dielektrische Flüssigkeit sein.Each module housing can have an inlet for receiving the coolant from the coolant circuit and an outlet for draining the heated coolant from the module housing. In addition, the coolant circuit may include: an outlet duct fluidly connectable to the inlet of the module housing of each battery module to direct cooled coolant from the radiator to the battery modules, and an inlet duct fluidly connected to the outlet of the module housing of each battery module connected to direct heated coolant from the battery modules to the radiator to cool the heated coolant. For example, the coolant may be a dielectric liquid.

Ferner kann jeder Zellenhalter Folgendes umfassen: ein Zellengehäuse, um die jeweilige Zelle aufzunehmen, so dass ein Spalt zwischen der Zelle und einer Innenfläche des Zellengehäuses aufrechterhalten wird, damit das Kühlmittel durch das Zellengehäuse fließen kann, und ein Paar von Haltern einschließlich eines oberen Halters und eines unteren Halters zum Halten der Zelle am oberen und unteren Ende der Zelle. Der obere Halter umfasst mindestens eine erste Öffnung, um den Eintritt des zugeführten Kühlmittels in das Zellengehäuse zu ermöglichen, und der untere Halter umfasst mindestens eine zweite Öffnung, um den Austritt des erhitzten Kühlmittels aus dem Zellengehäuse in das Batteriemodul zu ermöglichen. Zum Beispiel kann sowohl der obere Halter als auch der untere Halter eine geschlitzte Buchse sein, damit das Kühlmittel durch das Zellengehäuse fließen kann.Furthermore, each cell holder may include: a cell case to receive the respective cell such that a gap is maintained between the cell and an inner surface of the cell case to allow the coolant to flow through the cell case, and a pair of holders including a top holder and a bottom holder for holding the cell at the top and bottom of the cell. The upper holder includes at least a first opening to allow the supplied coolant to enter the cell case and the lower holder includes at least a second opening to allow the heated coolant to exit the cell case into the battery module. For example, both the upper retainer and the lower retainer may be a slotted bushing to allow coolant to flow through the cell case.

Ferner kann die Pumpe so konfiguriert sein, dass sie einen vordefinierten Druck und eine vordefinierte Durchflussrate des Kühlmittels in jedem Zellenhalter aufrechterhält.Further, the pump can be configured to maintain a predefined pressure and flow rate of the coolant in each cell holder.

Ferner kann das Gehäuse eine obere Abdeckung, eine untere Abdeckung und vier Seitenplatten umfassen. In zwei gegenüberliegenden Seitenplatten der vier Seitenplatten können ein oder mehrere Schlitze vorgesehen sein, um die Batteriemodule intakt zu halten. Die obere Abdeckung, die untere Abdeckung und die vier Seitenplatten können durch Schrauben lösbar aneinander befestigt werden. Zusätzlich kann eine Dichtung an einer Innenfläche jeder der oberen Abdeckung, der unteren Abdeckung und der vier Seitenplatten vorgesehen werden.Further, the case may include a top cover, a bottom cover, and four side panels. One or more slots may be provided in two opposite side plates of the four side plates to keep the battery modules intact. The top cover, the bottom cover and the four side plates can be detachably attached to each other by screws. In addition, a seal may be provided on an inner surface of each of the top cover, the bottom cover, and the four side plates.

Verschiedene Objekte, Merkmale, Aspekte und Vorteile des Erfindungsgegenstandes werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Ziffern gleiche Komponenten darstellen, deutlicher.Various objects, features, aspects and advantages of the subject invention will become more apparent from the following detailed description of preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings in which like numerals represent like components.

Die beigefügten Zeichnungen dienen dem weiteren Verständnis der vorliegenden Offenbarung und sind Bestandteil dieser Beschreibung. Die Zeichnungen zeigen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Grundsätze der vorliegenden Offenbarung.

  • 1A zeigt eine beispielhafte Schnittdarstellung der vorgeschlagenen Kühlvorrichtung zum Kühlen eines Batteriepacks gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 1 B und 1C zeigen eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht eines Batteriemoduls gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 1 D und 1E zeigen eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht eines Zellenhalters mit einer Zelle eines Batteriemoduls gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 1F zeigt eine Vielzahl von Batteriemodulen eines Batteriepacks gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 1G veranschaulicht die Zufuhr eines Kühlmittels zu einer Vielzahl von Batteriemodulen eines Batteriepacks gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 2A zeigt eine beispielhafte Darstellung eines Gehäuses der vorgeschlagenen Kühlvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 2B zeigt eine Explosionszeichnung eines Gehäuses der vorgeschlagenen Kühlvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
The accompanying drawings are provided for further understanding of the present disclosure and are a part of this specification. The drawings illustrate exemplary embodiments of the present disclosure and, together with the description, serve to explain the principles of the present disclosure.
  • 1A 12 shows an exemplary sectional view of the proposed cooling device for cooling a battery pack according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • 1 B and 1C 12 show a top view and a front view, respectively, of a battery module according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • 1D and 1E 12 show a top view and a front view, respectively, of a cell holder with a cell of a battery module according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • 1F 12 shows a plurality of battery modules of a battery pack according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • 1G 12 illustrates the delivery of a coolant to a plurality of battery modules of a battery pack according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • 2A 12 shows an exemplary representation of a housing of the proposed cooling device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • 2 B 12 shows an exploded view of a housing of the proposed cooling device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

Es folgt eine ausführliche Beschreibung der in den begleitenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen der Offenbarung. Die Ausführungsformen sind so ausführlich, dass die Offenbarung klar vermittelt wird. Jedoch soll die angebotene Ausführlichkeit die vorhersehbaren Variationen von Ausführungsformen nicht einschränken; im Gegensatz dazu wird beabsichtigt, alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abzudecken, die in den Geist und den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert sind.A detailed description of the embodiments of the disclosure illustrated in the accompanying drawings follows. The embodiments are detailed in order to clearly convey the disclosure. However, the detail provided is not intended to limit the foreseeable variations of embodiments; on the contrary, it is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the present disclosure as defined by the appended claims.

Die hierin erläuterten Ausführungsformen beziehen sich auf Batteriekühlsysteme in Elektrofahrzeugen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Batteriekühlvorrichtung, die es ermöglicht, eine Vielzahl von Zellen eines Batteriepacks einfach zu stapeln und ein Kühlmedium zur Kühlung der Zellen effektiv zirkulieren zu lassen. Die Batteriekühlvorrichtung kann eine einheitliche Temperatur für alle Zellen des Batteriepacks ermöglichen, indem das Kühlmittel durch ein Gehäuse jeder Zelle zirkuliert. Die Zirkulation des Kühlmittels durch die Gehäuse der Zellen führt die in den Zellen erzeugte Wärme ab.The embodiments discussed herein relate to battery cooling systems in electric vehicles. In particular, the present disclosure relates to a battery cooling device that makes it possible to easily stack a plurality of cells of a battery pack and effectively circulate a cooling medium for cooling the cells. The battery cooling device can enable a uniform temperature for all cells of the battery pack by circulating the coolant through a housing of each cell. The circulation of the coolant through the cell casings dissipates the heat generated in the cells.

Unter Bezugnahme auf 1A bis 1G kann die vorgeschlagene Kühlvorrichtung 100 zum Kühlen eines Batteriepacks ein Gehäuse 102 umfassen, um das Batteriepack in einem Fach 104 des Gehäuses 102 unterzubringen. Das Batteriepack umfasst Batteriemodule, wie z.B. die Batteriemodule 106-1, 106-2...106-N, (im Folgenden gemeinsam als Batteriemodule 106 und einzeln als Batteriemodul 106 bezeichnet). Eine Vielzahl von Stützen 114 kann in dem Fach 104 des Gehäuses 102 angeordnet sein, um die Batteriemodule 106 zu stützen. Eine Vielzahl von Zellenhaltern 108 ist in jedem Batteriemodul 106 angeordnet, um eine Vielzahl von Zellen 110 jedes Batteriemoduls 106 aufzunehmen. Jedes Batteriemodul 106 kann ein Modulgehäuse112 umfassen, um die Vielzahl von Zellenhaltern 108 aufzunehmen. Die Zellenhalter 108 in jedem Batteriemodul 106 können parallel zueinander angeordnet sein, wie in 1 B und 1C gezeigt. Das Batteriepack kann zum Beispiel ein Batteriepack eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs sein.With reference to 1A until 1G For example, the proposed cooling device 100 for cooling a battery pack can include a housing 102 to accommodate the battery pack in a compartment 104 of the housing 102 . The battery pack includes battery modules, such as battery modules 106-1, 106-2...106-N (hereinafter referred to collectively as battery modules 106 and individually as battery module 106). A plurality of supports 114 may be disposed within compartment 104 of housing 102 to support battery modules 106 . A plurality of cell holders 108 are disposed within each battery module 106 to accommodate a plurality of cells 110 of each battery module 106 . Each battery module 106 may include a module housing 112 to house the plurality of cell holders 108 . The cell holders 108 in each battery module 106 can be arranged parallel to one another, as in FIG 1 B and 1C shown. The battery pack may be a battery pack of an electric vehicle or a hybrid vehicle, for example.

Darüber hinaus kann die offengelegte Kühlvorrichtung 100 Folgendes umfassen: einen Kühler 118, der dafür konfiguriert ist, eine konstante Temperatur eines Kühlmittels 120 zu kühlen und aufrechtzuerhalten, und einen Kühlmittelkreislauf 122, um den Kühler 118 mit den Batteriemodulen 106 fluidisch zu verbinden, um das Kühlmittel 120 zwischen dem Kühler 118 und den Batteriemodulen 106 zu zirkulieren. Darüber hinaus kann das Modulgehäuse 112 jedes Batteriemoduls 106 einen Einlass 124 zur Aufnahme des Kühlmittels aus dem Kühlmittelkreislauf 122 und einen Auslass 126 zum Ablassen des erwärmten Kühlmittels aus dem Modulgehäuse 112 in den Kühlmittelkreislauf 122 umfassen. Zusätzlich kann der Kühlmittelkreislauf 122 einen Auslasskanal128 umfassen, der mit dem Einlass 124 des Modulgehäuses112 jedes Batteriemoduls 106 fluidisch verbunden werden kann, um gekühltes Kühlmittel aus dem Kühler 118 zu den Batteriemodulen 106 zu leiten. Darüber hinaus umfasst der Kühlmittelkreislauf 122 einen Einlasskanal 130, der mit dem Auslass 126 des Modulgehäuses 112 jedes Batteriemoduls 106 strömungstechnisch verbunden werden kann, um erwärmtes Kühlmittel von den Batteriemodulen 106 zum Kühler 118 zu leiten. Der Kühler 118 ist so konfiguriert, dass er das aufgenommene erwärmte Kühlmittel kühlt, um das Kühlmittel zu rezirkulieren. Der Auslasskanal 128 kann über Kanäle 134-1 mit den Einlässen 124 der Batteriemodule 106 fluidisch verbunden sein. Der Einlasskanal 130 kann über Kanäle, wie beispielsweise einen Kanal 134-2, mit den Auslässen 126 der Batteriemodule 106 fluidisch verbunden sein. Das Kühlmittel 120 kann zum Beispiel eine dielektrische Flüssigkeit sein.In addition, the disclosed cooling device 100 may include: a radiator 118 configured to cool and maintain a constant temperature of a coolant 120, and a coolant circuit 122 to fluidly connect the radiator 118 to the battery modules 106 to supply the coolant 120 to circulate between the cooler 118 and the battery modules 106. In addition, the module housing 112 of each battery module 106 can include an inlet 124 for receiving the coolant from the coolant circuit 122 and an outlet 126 for discharging the heated coolant from the module housing 112 into the coolant circuit 122 . Additionally, the coolant loop 122 may include an outlet passage 128 that is fluidly connectable to the inlet 124 of the module housing 112 of each battery module 106 to channel cooled coolant from the radiator 118 to the battery modules 106 . Additionally, the coolant loop 122 includes an inlet passage 130 that is fluidly connectable to the outlet 126 of the module housing 112 of each battery module 106 to direct heated coolant from the battery modules 106 to the radiator 118 . The radiator 118 is configured to cool the received heated coolant to recirculate the coolant. The outlet passage 128 communicates with the inlets 124 of the battery modules via passages 134-1 106 be fluidically connected. The inlet duct 130 may be fluidly connected to the outlets 126 of the battery modules 106 via ducts, such as a duct 134-2. The coolant 120 may be a dielectric liquid, for example.

Ferner kann die offengelegte Kühlvorrichtung 100 eine Pumpe 132 umfassen, die mit dem Kühlmittelkreislauf 122 dafür konfiguriert ist, das Kühlmittel 120 durch den Auslasskanal128 zu pumpen, um das Kühlmittel 120 in die Batteriemodule 106 zum Kühlen jeder Zelle 110 der Batteriemodule 106 zu leiten. Ferner kann die Vielzahl von Zellenhaltern 108 in jedem Batteriemodul 106 so konfiguriert sein, dass das in das Batteriemodul 106 geleitete Kühlmittel durch jeden Zellenhalter 108 zirkuliert, um überschüssige Wärme von jeder Zelle 110 abzuführen, um eine einheitliche Temperatur, beispielsweise unter 10 °C, der mehreren Zellen 110 des Batteriepacks zu gewährleisten.Further, the disclosed cooling device 100 may include a pump 132 configured with the coolant loop 122 to pump the coolant 120 through the outlet passage 128 to direct the coolant 120 into the battery modules 106 to cool each cell 110 of the battery modules 106 . Further, the plurality of cell holders 108 in each battery module 106 may be configured such that the coolant directed into the battery module 106 circulates through each cell holder 108 to remove excess heat from each cell 110 to maintain a uniform temperature, for example below 10°C to ensure multiple cells 110 of the battery pack.

Zusätzlich kann, wie in 1E gezeigt, jeder Zellenhalter 108 Folgendes umfassen: ein Zellengehäuse 136, um die jeweilige Zelle 110 aufzunehmen, so dass ein Spalt zwischen der Zelle 110 und einer Innenfläche des Zellengehäuses 136 aufrechterhalten wird, damit das Kühlmittel 120 durch das Zellengehäuse 136 fließen kann, und ein Paar von Haltern einschließlich eines oberen Halters 138 und eines unteren Halters 140 zum Halten der Zelle 110 am oberen und unteren Ende der Zelle 110. Der obere Halter 138 umfasst mindestens eine erste Öffnung, um den Eintritt des zugeführten Kühlmittels 120 in das Zellengehäuse 136 zu ermöglichen, und der untere Halter 140 umfasst mindestens eine zweite Öffnung, um den Austritt des erwärmten Kühlmittels aus dem Zellengehäuse 136 in das Batteriemodul 106 zu ermöglichen. Beispielsweise können sowohl der obere Halter 138 als auch der untere Halter 140 eine geschlitzte Buchse sein, damit das Kühlmittel durch das Zellengehäuse 136 fließen kann.Additionally, as in 1E shown, each cell holder 108 includes: a cell case 136 to receive the respective cell 110 such that a gap is maintained between the cell 110 and an inner surface of the cell case 136 to allow the coolant 120 to flow through the cell case 136, and a pair holders including an upper holder 138 and a lower holder 140 for holding the cell 110 at the top and bottom of the cell 110. The upper holder 138 includes at least a first opening to allow entry of the supplied coolant 120 into the cell housing 136, and the lower bracket 140 includes at least a second opening to allow the heated coolant to exit the cell housing 136 into the battery module 106 . For example, both upper retainer 138 and lower retainer 140 may be a slotted bushing to allow coolant to flow through cell housing 136 .

Darüber hinaus kann die Pumpe 132 so konfiguriert sein, dass sie einen vordefinierten Druck und eine vordefinierte Durchflussrate des Kühlmittels 120 in den Zellenhaltern 108 aufrechterhält.Additionally, the pump 132 may be configured to maintain a predefined pressure and flow rate of the coolant 120 within the cell holders 108 .

Bezugnehmend auf 2A und 2B kann das Gehäuse 102 eine obere Abdeckung 202, eine untere Abdeckung 204 und vier Seitenplatten 206-1, 206-2, 206-3 und 206-4 (gemeinsam als Seitenplatten bezeichnet) umfassen. In den beiden gegenüberliegenden Seitenplatten, z.B. den Seitenplatten 206-1 und 206-2, können ein oder mehrere Schlitze 208 vorgesehen sein, um die Batteriemodule106 intakt zu halten. Zusätzlich kann eine Dichtung 210 mit einer Innenfläche jeder der oberen Abdeckung 202, der unteren Abdeckung 204 und der vier Seitenplatten 206 vorgesehen sein. Die obere Abdeckung 202, die untere Abdeckung 204 und die vier Seitenplatten 206 können durch Schrauben 214 zusammengefügt werden. Zusätzlich kann beispielsweise eine elektronische Vorrichtung 212 mit dem Gehäuse 102 konfiguriert werden, um eine oder mehrere Eigenschaften zu erfassen, wie z.B., ohne darauf beschränkt zu sein, Temperaturen der Zellen 110, Ladezustand der Zellen 110 usw., und den Betrieb des Kühlers 118 basierend auf den erfassten Attributen zu steuern. Zusätzlich kann die elektronische Vorrichtung 212 Sensoren, Schalter, Schaltungen usw. umfassen.Referring to 2A and 2 B For example, housing 102 may include a top cover 202, a bottom cover 204, and four side panels 206-1, 206-2, 206-3, and 206-4 (collectively referred to as side panels). One or more slots 208 may be provided in the two opposing side panels, eg, side panels 206-1 and 206-2, to keep the battery modules 106 intact. Additionally, a gasket 210 may be provided with an inner surface of each of the top cover 202, the bottom cover 204, and the four side panels 206. FIG. The top cover 202, the bottom cover 204 and the four side plates 206 can be assembled by screws 214. FIG. Additionally, for example, an electronic device 212 can be configured with the housing 102 to sense one or more characteristics, such as, but not limited to, temperatures of the cells 110, state of charge of the cells 110, etc., and based on the operation of the cooler 118 on the recorded attributes. Additionally, electronic device 212 may include sensors, switches, circuitry, and so on.

In einer beispielhaften Implementierung kann die abzunehmende Gesamtwärme mindestens 15 kW betragen, ohne darauf beschränkt zu sein. Die Wärmekapazität des Kühlmittels oder der dielektrischen Flüssigkeit kann mindestens 2747J/kg-K betragen, ohne darauf beschränkt zu sein, und die Dichte des Kühlmittels kann mindestens 890kg/m3 betragen, ohne darauf beschränkt zu sein. Als Beispiel, und nicht als Einschränkung, für einen Anstieg der Temperatur des Kühlmittels um 1 Grad Celsius kann die erforderliche Durchflussmenge des Kühlmittels mindestens 5,5 kg/s betragen, ohne darauf beschränkt zu sein, während der Druckabfall über dem Gehäuse mindestens 2,5 bar betragen kann, wofür die erforderliche Pumpleistung mindestens 1,3 kW betragen kann, ohne darauf beschränkt zu sein.In an example implementation, the total heat to be extracted may be at least 15 kW, but is not limited thereto. The heat capacity of the coolant or dielectric liquid can be at least, but not limited to, 2747J/kg-K and the density of the coolant can be at least, but not limited to, 890kg/m3. By way of example, and not limitation, for a 1 degree Celsius increase in coolant temperature, the required coolant flow rate may be, but is not limited to, at least 5.5 kg/s while the pressure drop across the housing is at least 2.5 bar, for which the required pump power can be at least 1.3 kW, but is not limited to this.

Somit bietet die vorliegende Offenbarung eine verbesserte, einfache und kostengünstige Kühlvorrichtung zum Kühlen einer Vielzahl von Zellen eines Batteriepacks eines Elektrofahrzeugs.Thus, the present disclosure provides an improved, simple, and inexpensive cooling device for cooling a plurality of cells of an electric vehicle battery pack.

Während das Vorstehende verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschreibt, können andere und weitere Ausführungsformen der Erfindung erdacht werden, ohne vom grundsätzlichen Umfang der Erfindung abzuweichen. Der Umfang der Erfindung wird durch die folgenden Ansprüche bestimmt. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen, Varianten oder Beispiele beschränkt, die enthalten sind, um eine Person mit normalem Fachwissen auf dem Gebiet der Technik in die Lage zu versetzen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden, wenn sie mit Informationen und Wissen kombiniert wird, die der Person mit normalem Fachwissen auf dem Gebiet der Technik zur Verfügung stehen.While the foregoing describes various embodiments of the invention, other and further embodiments of the invention may be devised without departing from the basic scope of the invention. The scope of the invention is determined by the following claims. The invention is not limited to the described embodiments, variants or examples, which are included to enable a person of ordinary skill in the art to make and use the invention when combined with information and knowledge available to the person of ordinary skill in the art.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Batteriekühlvorrichtung für ein Batteriepack eines Fahrzeugs bereit, um die Leistung und Lebensdauer des Batteriepacks zu verbessern.The present invention provides a battery cooling device for a battery pack of a vehicle to improve the performance and durability of the battery pack.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Batteriekühlvorrichtung bereit, die eine bessere Batterielebensdauer ermöglicht, indem sie eine gleichmäßige Temperatur im gesamten Batteriepack gewährleistet.The present invention provides a battery cooling device that enables better battery life by maintaining a uniform temperature throughout the battery pack.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Kühlvorrichtung zum Abführen überschüssiger Wärme aus einem Batteriepack eines Fahrzeugs bereit, um die Energie und/oder die Leistung des Batteriepacks im Stand, bei langsamer Fahrt und bei schneller Fahrt zu optimieren.The present invention provides a cooling device for removing excess heat from a battery pack of a vehicle to optimize the energy and/or performance of the battery pack at standstill, at low speed and at high speed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • US 20210074969 A1 [0003]US20210074969A1 [0003]
  • US 9397376 B2 [0005]US 9397376 B2 [0005]
  • US 9276242 B2 [0006]US 9276242 B2 [0006]
  • US 20170288285 A1 [0007]US20170288285A1 [0007]

Claims (10)

Kühlvorrichtung (100) zum Kühlen eines Batteriepacks, wobei die Kühlvorrichtung (100) Folgendes umfasst: ein Gehäuse (102) zur Aufnahme des Batteriepacks, wobei das Gehäuse ein oder mehrere Fächer (104) zur Aufnahme eines oder mehrerer Batteriemodule (106) des Batteriepacks umfasst, wobei jedes Batteriemodul (106) eine Vielzahl von Zellen (110) umfasst; eine Vielzahl von Zellenhaltern (108), die in jedem des einen oder der mehreren Batteriemodule (106) konfiguriert sind, wobei die Vielzahl von Zellenhaltern (108) dafür konfiguriert ist, die Vielzahl von Zellen (110) des Batteriemoduls (106) aufzunehmen; einen Kühler (118), der dafür konfiguriert ist, eine konstante Temperatur eines Kühlmittels (120) zu kühlen und aufrechtzuerhalten; einen Kühlmittelkreislauf (122), der dafür konfiguriert ist, den Kühler (118) mit dem einen oder den mehreren Batteriemodulen (106) fluidisch zu verbinden, um das Kühlmittel (120) zwischen dem Kühler (118) und dem einen oder den mehreren Batteriemodulen (106) zu zirkulieren; und eine Pumpe (132), die dafür konfiguriert ist, das Kühlmittel (120) durch den Kühlmittelkreislauf (122) zu pumpen, um das Kühlmittel (120) in das eine oder die mehreren Batteriemodule (106) zum Kühlen jeder Zelle des einen oder der mehreren Batteriemodule (106) zu leiten; wobei die Vielzahl von Zellenhaltern (108) in jedem Batteriemodul (106) dafür konfiguriert ist, das Kühlmittel (120), das in jedes der einen oder mehreren Batteriemodule (106) geleitet wird, durch jeden Zellenhalter (108) zu zirkulieren, um überschüssige Wärme von jeder Zelle abzuführen, um eine gleichmäßige Temperatur der mehreren Zellen des Batteriepacks sicherzustellen.Cooling device (100) for cooling a battery pack, the cooling device (100) comprising: a housing (102) for receiving the battery pack, the housing including one or more compartments (104) for receiving one or more battery modules (106) of the battery pack, each battery module (106) including a plurality of cells (110); a plurality of cell holders (108) configured in each of the one or more battery modules (106), the plurality of cell holders (108) configured to receive the plurality of cells (110) of the battery module (106); a radiator (118) configured to cool and maintain a constant temperature of a coolant (120); a coolant loop (122) configured to fluidly connect the radiator (118) to the one or more battery modules (106) to circulate the coolant (120) between the radiator (118) and the one or more battery modules ( 106) to circulate; and a pump (132) configured to pump the coolant (120) through the coolant loop (122) to pump the coolant (120) into the one or more battery modules (106) to cool each cell of the one or more to conduct battery modules (106); wherein the plurality of cell holders (108) in each battery module (106) are configured to circulate coolant (120) directed into each of the one or more battery modules (106) through each cell holder (108) to dissipate excess heat from each cell to ensure uniform temperature of the multiple cells of the battery pack. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jedes der ein oder mehreren Batteriemodule (106) ein Modulgehäuse (112) zur Aufnahme der Vielzahl von Zellenhaltern (108) aufweist, und wobei jedes Modulgehäuse (112) einen Einlass (124) zur Aufnahme des Kühlmittels (120) aus dem Kühlmittelkreislauf (122) und einen Auslass (126) zum Ablassen des erwärmten Kühlmittels (120) aus dem Modulgehäuse (112) in den Kühlmittelkreislauf (122) aufweist.cooling device after claim 1 , wherein each of the one or more battery modules (106) has a module housing (112) for receiving the plurality of cell holders (108), and wherein each module housing (112) has an inlet (124) for receiving the coolant (120) from the coolant circuit ( 122) and an outlet (126) for discharging the heated coolant (120) from the module housing (112) into the coolant circuit (122). Kühlvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Kühlmittelkreislauf (122) Folgendes umfasst: einen Auslasskanal (128), der strömungstechnisch mit dem Einlass (124) des Modulgehäuses (112) jedes Batteriemoduls (106) verbunden ist, um gekühltes Kühlmittel (120) aus dem Kühler (118) zu jedem der ein oder mehreren Batteriemodule (106) zu leiten, und einen Einlasskanal (130), der strömungstechnisch mit dem Auslass (126) des Modulgehäuses (112) jedes Batteriemoduls (106) verbunden ist, um erwärmtes Kühlmittel (120) von jedem der einen oder mehreren Batteriemodule (106) zu dem Kühler (118) zu leiten.cooling device after claim 2 , wherein the coolant loop (122) comprises: an outlet passage (128) fluidly connected to the inlet (124) of the module housing (112) of each battery module (106) to cool coolant (120) from the radiator (118). each of the one or more battery modules (106), and an inlet duct (130) fluidly connected to the outlet (126) of the module housing (112) of each battery module (106) to convey heated coolant (120) from each of the one or more battery modules (106) to the cooler (118). Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder Zellenhalter (108) Folgendes umfasst: ein Zellengehäuse (136) zur Aufnahme der jeweiligen Zelle, so dass ein Spalt zwischen der Zelle und einer Innenfläche des Zellengehäuses (136) aufrechterhalten wird, damit das Kühlmittel (120) durch das Zellengehäuse (136) fließen kann, und ein Paar von Haltern mit einem oberen Halter (138) und einem unteren Halter (140) zum Halten der Zelle (110), wobei der obere Halter (138) mindestens eine erste Öffnung aufweist, um den Eintritt des zugeführten Kühlmittels (120) in das Zellengehäuse (136) zu ermöglichen, und wobei der untere Halter (140) mindestens eine zweite Öffnung aufweist, um den Austritt des erwärmten Kühlmittels (120) aus dem Zellengehäuse (136) in das Batteriemodul (106) zu ermöglichen.cooling device after claim 1 , each cell holder (108) comprising: a cell case (136) for receiving the respective cell such that a gap is maintained between the cell and an inner surface of the cell case (136) to allow coolant (120) to flow through the cell case (136 ) can flow, and a pair of holders having an upper holder (138) and a lower holder (140) for holding the cell (110), the upper holder (138) having at least a first opening to allow entry of the supplied coolant (120) into the cell housing (136), and wherein the lower holder (140) has at least a second opening to allow the exit of the heated coolant (120) from the cell housing (136) into the battery module (106). Kühlvorrichtung (100) nach Anspruch 4, wobei sowohl der obere Halter (138) als auch der untere Halter (140) eine geschlitzte Buchse ist, die es dem Kühlmittel (120) ermöglicht, durch das Zellengehäuse (136) zu fließen.Cooling device (100) after claim 4 wherein each of the upper retainer (138) and lower retainer (140) is a slotted bushing that allows coolant (120) to flow through the cell housing (136). Kühlvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Pumpe (132) dafür konfiguriert ist, einen vordefinierten Druck und eine vordefinierte Durchflussrate des Kühlmittels (120) innerhalb der Vielzahl von Zellenhaltern (108) aufrechtzuerhalten.Cooling device (100) after claim 1 wherein the pump (132) is configured to maintain a predetermined pressure and flow rate of the coolant (120) within the plurality of cell holders (108). Kühlvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei das Kühlmittel (120) eine dielektrische Flüssigkeit ist, und wobei das Batteriepack in einem Fahrzeug eingesetzt ist.Cooling device (100) after claim 1 , wherein the coolant (120) is a dielectric liquid, and wherein the battery pack is deployed in a vehicle. Kühlvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Zellenhaltern (108) in jedem der ein oder mehreren Batteriemodule (106) parallel zueinander angeordnet sind.Cooling device (100) after claim 1 wherein the plurality of cell holders (108) in each of the one or more battery modules (106) are arranged parallel to one another. Kühlvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (102) eine obere Abdeckung (202), eine untere Abdeckung (204) und vier Seitenplatten (206) aufweist, und wobei ein oder mehrere Schlitze (208) in zwei gegenüberliegenden Seitenplatten der vier Seitenplatten (206) vorgesehen sind, um die Batteriemodule (106) intakt zu halten.Cooling device (100) after claim 1 , wherein the housing (102) has a top cover (202), a bottom cover (204) and four side panels (206), and wherein one or more slots (208) are provided in two opposite side panels of the four side panels (206), to keep the battery modules (106) intact. Kühlvorrichtung (100) nach Anspruch 9, wobei eine Dichtung (210) mit einer Innenfläche jeder der oberen Abdeckung (202), der unteren Abdeckung (204) und der vier Seitenplatten konfiguriert ist.Cooling device (100) after claim 9 , wherein a seal (210) with an inner surface of each of the upper cover (202), the lower Cover (204) and the four side plates is configured.
DE102022004636.9A 2021-12-20 2022-12-12 BATTERY COOLING DEVICE Pending DE102022004636A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN202111059456 2021-12-20
IN202111059456 2021-12-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022004636A1 true DE102022004636A1 (en) 2023-06-22

Family

ID=86606583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022004636.9A Pending DE102022004636A1 (en) 2021-12-20 2022-12-12 BATTERY COOLING DEVICE

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022004636A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9276242B2 (en) 2009-10-28 2016-03-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery cell arrangement
US9397376B2 (en) 2014-09-25 2016-07-19 Atieva, Inc. Battery pack with segmented, electrically isolated heat sink
US20170288285A1 (en) 2016-04-01 2017-10-05 Faraday&Future Inc. Liquid temperature regulated battery pack for electric vehicles
US20210074969A1 (en) 2019-01-07 2021-03-11 Canoo Inc. Methods and systems for battery pack thermal management

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9276242B2 (en) 2009-10-28 2016-03-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery cell arrangement
US9397376B2 (en) 2014-09-25 2016-07-19 Atieva, Inc. Battery pack with segmented, electrically isolated heat sink
US20170288285A1 (en) 2016-04-01 2017-10-05 Faraday&Future Inc. Liquid temperature regulated battery pack for electric vehicles
US20210074969A1 (en) 2019-01-07 2021-03-11 Canoo Inc. Methods and systems for battery pack thermal management

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013114188B4 (en) Battery module for an electric vehicle as well as an electric vehicle
DE102019122340A1 (en) BATTERY MODULE AND BATTERY WITH THIS MODULE
DE102018130558A1 (en) BATTERY BACKPLANE ASSEMBLY WITH INTEGRATED BUSBAR CONNECTIONS AND HEAT MANAGEMENT FUNCTIONS
DE102013225486A1 (en) Battery pack air cooling arrangement with a thermoelectric element and control method therefor
DE102015203146A1 (en) Traction battery heat conduction plate with multi-flow channel configuration
DE102011084749A1 (en) Battery module with temperature control unit for lithium-ion cells
DE102015119218A1 (en) Traction battery assembly with heat conduction device
DE102017005593A1 (en) High-voltage battery device for a motor vehicle
DE102014220896A1 (en) battery assembly
DE102012018057A1 (en) Device for controlling temperature of battery for e.g. electric car, has Peltier element whose side is in thermal contact with single cell, where another side of Peltier element is in thermal contact with inner side of battery housing
DE102016102531A1 (en) Motor vehicle battery
DE102015014781B4 (en) Electrically powered vehicle
DE102022004636A1 (en) BATTERY COOLING DEVICE
DE112012004110T5 (en) Battery pack system and ventilation system provided therein
DE10152233A1 (en) Fuel cell system has cooling circuit with heat pump primary side for cooling this circuit, secondary side connected via second cooling circuit to cooling, and temperature control components
DE112016002625T9 (en) For a vehicle battery thermoelectric module with improved heat transfer and thermal insulation properties
DE102018000278B4 (en) battery arrangement
DE102015108426B4 (en) Device for cooling a battery
DE102011010451A1 (en) Vehicle e.g. electrically propelled vehicle, has heat guide device including heat guide element that is coupled with heat guide plates, where heat guide element forms part of housing of energy storage unit
DE102020209925A1 (en) Cooling arrangement for a motor vehicle battery and method for cooling a motor vehicle battery
DE102021120074A1 (en) Cooling arrangement, battery and method for tempering battery cells
DE102021111240A1 (en) THERMAL BATTERY MANAGEMENT SYSTEMS AND VEHICLES WITH SUCH SYSTEMS
DE102019115884A1 (en) Temperature control device for temperature control of an electrical energy store with a first fluidic temperature control device and with a second temperature control device, as well as electrical energy storage device
WO2020233732A1 (en) Temperature-control device for an energy store
DE102017217376A1 (en) Battery system and method for operating a battery system