DE102022102910A1 - battery module - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul sowie ein Kraftfahrzeug mit einem Batteriemodul.Das erfindungsgemäße Batteriemodul (1) umfasst- eine Mehrzahl von Batteriezellengruppen (2), wobei jede Batteriezellengruppe (2) eine Mehrzahl parallelverschalter Batteriezellen (3) umfasst und wobei jede Batteriezelle (3) eine Längsachse (4) und in Richtung dieser Längsachse (4) zwei gegenüberliegende Enden aufweist, wobei die Batteriezelle (3) am ersten Ende einen Pluspol (5) und am zweiten Ende einen Minuspol (6) aufweist und wobei die Batteriezellen (3) aller Batteriezellengruppen hinsichtlich der Ausrichtung von Pluspol (5) und Minuspol (6) identisch sind,- eine Mehrzahl von ersten Kontaktplatten (7), welche mit den Pluspolen (5) der Batteriezellen (3) je einer Batteriezellengruppe (2) verbunden sind,- eine Mehrzahl von zweiten Kontaktplatten (8), welche mit den Minuspolen (6) der Batteriezellen (3) je einer Batteriezellengruppe (2) verbunden sind,- eine Mehrzahl von Sammelschienen (9) zur Schaltung der Mehrzahl der Batteriezellengruppen (2) in Reihe,- wobei die erste Kontaktplatte (7) einer Batteriezellengruppe (2) mit der zweiten Kontaktplatte (8) einer benachbarten Batteriezellengruppe (2) mittels einer oder mehrerer Sammelschienen (9) verbunden ist.The invention relates to a battery module and a motor vehicle with a battery module. The battery module (1) according to the invention comprises a plurality of battery cell groups (2), each battery cell group (2) comprising a plurality of battery cells (3) connected in parallel and each battery cell (3) having a longitudinal axis (4) and has two opposite ends in the direction of this longitudinal axis (4), the battery cell (3) having a positive pole (5) at the first end and a negative pole (6) at the second end, and the battery cells (3) of all battery cell groups are identical with regard to the orientation of the positive pole (5) and negative pole (6), - a plurality of first contact plates (7) which are connected to the positive poles (5) of the battery cells (3) of a battery cell group (2), - a plurality of second contact plates (8), which are connected to the negative poles (6) of the battery cells (3) for each battery cell group (2), - a plurality of busbars (9) for Sch aging the plurality of battery cell groups (2) in series, - the first contact plate (7) of a battery cell group (2) being connected to the second contact plate (8) of an adjacent battery cell group (2) by means of one or more busbars (9).

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul sowie ein Kraftfahrzeug mit einem Batteriemodul.The invention relates to a battery module and a motor vehicle with a battery module.

Aus der DE 10 2017 213 476 A1 ist ein Batteriemodul für ein Kraftfahrzeug mit zwei parallel angeordneten Kontaktierungsplatten und einer Mehrzahl von Batteriezellen bekannt, wobei eine Batteriezelle ein Zellgehäuse, einen Pluspol an einem ersten Ende der Batteriezelle und einen Minuspol an einem zweiten Ende der Batteriezelle aufweist. Die Pluspole der Batteriezellen sind mit einer ersten Kontaktierungsplatte und die Minuspole der Batteriezellen sind mit einer zweiten Kontaktierungsplatte direkt verbunden.From the DE 10 2017 213 476 A1 a battery module for a motor vehicle with two parallel contacting plates and a plurality of battery cells is known, wherein a battery cell has a cell housing, a positive pole at a first end of the battery cell and a negative pole at a second end of the battery cell. The positive poles of the battery cells are directly connected to a first contacting plate and the negative poles of the battery cells are connected to a second contacting plate.

Das erfindungsgemäße Batteriemodul umfasst

  • - eine Mehrzahl von Batteriezellengruppen, wobei jede Batteriezellengruppe eine Mehrzahl parallelverschalter Batteriezellen umfasst und wobei jede Batteriezelle eine Längsachse und in Richtung dieser Längsachse zwei gegenüberliegende Enden aufweist, wobei die Batteriezelle am ersten Ende einen Pluspol und am zweiten Ende einen Minuspol aufweist und wobei die Batteriezellen aller Batteriezellengruppen hinsichtlich der Ausrichtung von Pluspol und Minuspolidentisch sind,
  • - eine Mehrzahl von ersten Kontaktplatten, welche mit den Pluspolen der Batteriezellen je einer Batteriezellengruppe verbunden sind,
  • - eine Mehrzahl von zweiten Kontaktplatten, welche mit den Minuspolen der Batteriezellen je einer Batteriezellengruppe verbunden sind,
  • - eine Mehrzahl von Sammelschienen zur Schaltung der Mehrzahl der Batteriezellengruppen in Reihe,
  • - wobei die erste Kontaktplatte einer Batteriezellengruppe mit der zweiten Kontaktplatte einer benachbarten Batteriezellengruppe mittels einer oder mehrerer Sammelschienen verbunden ist.
The battery module according to the invention includes
  • - a plurality of battery cell groups, each battery cell group comprising a plurality of battery cells connected in parallel and each battery cell having a longitudinal axis and two opposite ends in the direction of this longitudinal axis, the battery cell having a positive pole at the first end and a negative pole at the second end and the battery cells of all Battery cell groups are identical in terms of the orientation of the positive and negative poles,
  • - a plurality of first contact plates, which are connected to the positive poles of the battery cells of each battery cell group,
  • - a plurality of second contact plates, which are connected to the negative poles of the battery cells of each battery cell group,
  • - a plurality of busbars for connecting the plurality of battery cell groups in series,
  • - Wherein the first contact plate of a battery cell group is connected to the second contact plate of an adjacent battery cell group by means of one or more busbars.

Die ersten und zweiten Kontaktplatten sind elektrisch leitfähig und dienen zur Parallelschaltung der Batteriezellen einer Batteriezellengruppe.The first and second contact plates are electrically conductive and serve to connect the battery cells of a battery cell group in parallel.

Durch die Verbindung der ersten Kontaktplatte einer Batteriezellengruppe mit der zweiten Kontaktplatte einer benachbarten Batteriezellengruppe mittels der Sammelschienen ermöglicht die Erfindung eine Reihenschaltung von nebeneinander angeordneten Batteriezellengruppen, die jeweils eine Mehrzahl identisch angeordneter Batteriezellen umfassen. Gleichzeitig erlaubt die Anordnung der Batteriezellen, dass im Falle eines erforderlichen Entlüftens bei einem thermischen Durchgehen ausreichende Entlüftungspfade zur Verfügung stehen. Des Weiteren erlaubt die Anordnung der Batteriezellen eine gute Zugänglichkeit für das Verschweißen der Batteriezellen und der Kontaktplatten.By connecting the first contact plate of a battery cell group to the second contact plate of an adjacent battery cell group by means of the busbars, the invention enables series connection of battery cell groups arranged next to one another, each of which comprises a plurality of identically arranged battery cells. At the same time, the arrangement of the battery cells allows sufficient venting paths to be available if venting is required in the event of a thermal runaway. Furthermore, the arrangement of the battery cells allows good accessibility for welding the battery cells and the contact plates.

Bevorzugt umfasst das Batteriemodul ein die Batteriezellengruppen umgebendes Gehäuse. Hierdurch wird ein Schutz der Batteriezellen von äußeren Einflüssen sowie eine Fixierung der Batteriezellengruppen und der Kontaktplatten ermöglicht.The battery module preferably includes a housing surrounding the battery cell groups. This enables the battery cells to be protected from external influences and the battery cell groups and the contact plates to be fixed in place.

Vorzugsweise sind die Sammelscheinen zusätzlich zur Verbindung der Kontaktplatten dazu eingerichtet, die Batteriezellengruppen sowie die ersten und zweiten Kontaktplatten im Gehäuse zu fixieren und/oder das Batteriemodul in einem Fahrzeug zu fixieren.In addition to connecting the contact plates, the busbars are preferably set up to fix the battery cell groups and the first and second contact plates in the housing and/or to fix the battery module in a vehicle.

Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.The dependent claims describe further advantageous embodiments of the invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt

  • 1 ein erfindungsgemäßes Batteriemodul in einer Seitenansicht,
  • 2 ein erfindungsgemäßes Batteriemodul in einer Draufsicht,
  • 3 ebenfalls ein erfindungsgemäßes Batteriemodul in einer Draufsicht.
Preferred exemplary embodiments are explained in more detail with reference to the following figures. while showing
  • 1 a battery module according to the invention in a side view,
  • 2 a battery module according to the invention in a plan view,
  • 3 also a battery module according to the invention in a top view.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Batteriemoduls 1 in einer Seitenansicht. Das Batteriemodul 1 umfasst vier Batteriezellengruppen 2, welche jeweils zwei als Rundzellen ausgebildete Batteriezellen 3 umfassen. Die Batteriezelle 3 weist eine Längsachse 4, einen entlang der Längsachse 4 an einem ersten Ende befindlichen Pluspol 5 und einen entlang der Längsachse 4 an einem zweiten Ende befindliche Minuspol 6 auf. Im Bereich des Pluspols 5 weist die Batteriezelle 3 eine Entlüftungsöffnung 10 auf. Weiterhin umfasst das Batteriemodul 1 erste Kontaktplatten 7 und zweite Kontaktplatten 8, wobei die ersten Kontaktplatten 7 mit den Pluspolen 5 der Batteriezellen 3 je einer Batteriezellengruppe 2 in Verbindung stehen und die zweiten Kontaktplatten 8 mit den Minuspolen 6 der Batteriezellen 3 je einer Batteriezellengruppe 2 in Verbindung stehen. Im Ausführungsbeispiel ist die Verbindung zwischen den Batteriezellen 3 und den ersten Kontaktplatten 7 sowie zwischen den Batteriezellen 3 und den zweiten Kontaktplatten 8 über Schweißverbindungen realisiert. Drei Sammelschienen 9 dienen im Batteriemodul 1 zur Schaltung der Batteriezellengruppen 2 in Reihe. Die erste Kontaktplatte 7 einer Batteriezellengruppe 2 ist mittels einer Sammelschiene 9, welche in Richtung der Längsachse 4 verläuft, mit der zweiten Kontaktplatte 8 der benachbarten Batteriezellengruppe 2 verbunden. Das Batteriemodul 1 umfasst des Weiteren ein Gehäuse 11. 1 shows an embodiment of the battery module 1 according to the invention in a side view. The battery module 1 includes four battery cell groups 2, each of which includes two battery cells 3 designed as round cells. The battery cell 3 has a longitudinal axis 4, a positive pole 5 located along the longitudinal axis 4 at a first end, and a negative pole 6 located along the longitudinal axis 4 at a second end. The battery cell 3 has a ventilation opening 10 in the area of the positive pole 5 . Furthermore, the battery module 1 comprises first contact plates 7 and second contact plates 8, the first contact plates 7 being connected to the positive poles 5 of the battery cells 3 of a battery cell group 2 and the second contact plates 8 being connected to the negative poles 6 of the battery cells 3 of a battery cell group 2 each stand. In the exemplary embodiment, the connection between the battery cells 3 and the first contact plates 7 and between the battery cells 3 and the second contact plates 8 is implemented via welded connections. Three busbars 9 are used in the battery module 1 to connect the battery cell groups 2 in series. The first contact plate 7 of a battery cell group 2 is connected to the second contact plate 8 by means of a busbar 9, which runs in the direction of the longitudinal axis 4 adjacent battery cell group 2 connected. The battery module 1 also includes a housing 11.

Die Anzahl der Batteriezellen 3 pro Batteriezellengruppe 2, die Anzahl der Batteriezellengruppen 2 sowie die Anzahl der zur Verbindung von zwei Batteriezellengruppen 2 eingesetzten Sammelschienen 9 können in alternativen Ausführungsbeispielen beliebige Werte annehmen.The number of battery cells 3 per battery cell group 2, the number of battery cell groups 2 and the number of busbars 9 used to connect two battery cell groups 2 can assume any values in alternative exemplary embodiments.

In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Sammelschienen 9 derart ausgebildet, dass sie zusätzlich zum Verbinden der ersten Kontaktplatten 7 mit den zweiten Kontaktplatten 8 auch die Batteriezellengruppen 2 sowie die ersten und zweiten Kontaktplatten 7, 8 im Gehäuse 11 fixieren.In an exemplary embodiment that is not shown, the busbars 9 are designed in such a way that, in addition to connecting the first contact plates 7 to the second contact plates 8 , they also fix the battery cell groups 2 and the first and second contact plates 7 , 8 in the housing 11 .

2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Batteriemoduls 1 in einer Draufsicht. In dieser Ausführungsform umfasst das Batteriemodul 1 drei Batteriezellengruppen 2 mit jeweils zehn in einem Raster angeordneten Batteriezellen 3. Je zwei Sammelschienen 9 werden zur Verbindung zweier Batteriezellengruppen 2 eingesetzt. Die Sammelschienen 9 weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf und sind in Zwischenräumen von Batteriezellen 3 positioniert, d.h. die Anordnung der Batteriezellen 3 in einem Raster wird durch die Sammelschienen 9 nicht beeinflusst. Die erste Kontaktplatte 7 einer der Batteriezellengruppen 2 ist zur besseren Veranschaulichung nur ausschnittsweise dargestellt. 2 shows a further exemplary embodiment of the battery module 1 according to the invention in a plan view. In this embodiment, the battery module 1 comprises three battery cell groups 2, each with ten battery cells 3 arranged in a grid. Two busbars 9 each are used to connect two battery cell groups 2. The busbars 9 have a circular cross section and are positioned in the spaces between battery cells 3 , ie the arrangement of the battery cells 3 in a grid is not influenced by the busbars 9 . The first contact plate 7 of one of the battery cell groups 2 is shown only partially for better illustration.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Batteriemoduls 1 in einer Draufsicht. Im Unterschied zum in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Sammelschienen 9 einen größeren Querschnitt auf, sodass eine Positionierung in den Zwischenräumen von Batteriezellen 3 gemäß des Ausführungsbeispiels aus 2 nicht möglich ist. Stattdessen nehmen die Sammelschienen 9 im Raster der Batteriezellen 3 jeweils die Position einer Batteriezelle 3 ein. 3 shows a further exemplary embodiment of the battery module 1 according to the invention in a plan view. In contrast to the in 2 In the exemplary embodiment shown, the busbars 9 have a larger cross section, so that they can be positioned in the spaces between battery cells 3 according to the exemplary embodiment 2 not possible. Instead, the busbars 9 each take the position of a battery cell 3 in the grid of the battery cells 3 .

Alternativ zu der in den Figuren gezeigten Gestaltung der Sammelschiene 9 mit kreisförmigem Querschnitt, können die Sammelschienen 9 einen rechteckigen, dreieckigen, ringförmigen oder anderweitig gestalteten Querschnitt aufweisen.As an alternative to the configuration of the busbar 9 with a circular cross-section shown in the figures, the busbars 9 can have a rectangular, triangular, ring-shaped or other cross-section.

In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Batteriemodul 1 Teil eines Kraftfahrzeugs. Die Sammelschienen 9 sind dafür einsetzbar, das Batteriemodul 1 im Kraftfahrzeug zu fixieren.In an exemplary embodiment that is not shown, the battery module 1 is part of a motor vehicle. The busbars 9 can be used to fix the battery module 1 in the motor vehicle.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102017213476 A1 [0002]DE 102017213476 A1 [0002]

Claims (10)

Batteriemodul (1) mit - einer Mehrzahl von Batteriezellengruppen (2), wobei jede Batteriezellengruppe (2) eine Mehrzahl parallelverschalter Batteriezellen (3) umfasst und wobei jede Batteriezelle (3) eine Längsachse (4) und in Richtung dieser Längsachse (4) zwei gegenüberliegende Enden aufweist, wobei die Batteriezelle (3) am ersten Ende einen Pluspol (5) und am zweiten Ende einen Minuspol (6) aufweist und wobei die Batteriezellen (3) aller Batteriezellengruppen (2) hinsichtlich der Ausrichtung von Pluspol (5) und Minuspol (6) identisch sind, - einer Mehrzahl von ersten Kontaktplatten (7), welche mit den Pluspolen (5) der Batteriezellen (3) je einer Batteriezellengruppe (2) verbunden sind, - einer Mehrzahl von zweiten Kontaktplatten (8), welche mit den Minuspolen (6) der Batteriezellen (3) je einer Batteriezellengruppe (2) verbunden sind, - einer Mehrzahl von Sammelschienen (9) zur Schaltung der Mehrzahl der Batteriezellengruppen (2) in Reihe, - wobei die erste Kontaktplatte (7) einer Batteriezellengruppe (2) mit der zweiten Kontaktplatte (8) einer benachbarten Batteriezellengruppe (2) mittels einer oder mehrerer Sammelschienen (9) verbunden ist.Battery module (1) with - a plurality of battery cell groups (2), each battery cell group (2) comprising a plurality of battery cells (3) connected in parallel and each battery cell (3) having a longitudinal axis (4) and two opposite ends in the direction of this longitudinal axis (4), the Battery cell (3) has a positive pole (5) at the first end and a negative pole (6) at the second end, and the battery cells (3) of all battery cell groups (2) are identical in terms of the orientation of the positive pole (5) and negative pole (6), - a plurality of first contact plates (7) which are connected to the positive poles (5) of the battery cells (3) of each battery cell group (2), - a plurality of second contact plates (8) which are connected to the negative poles (6) of the battery cells (3) of each battery cell group (2), - a plurality of busbars (9) for connecting the plurality of battery cell groups (2) in series, - The first contact plate (7) of a battery cell group (2) being connected to the second contact plate (8) of an adjacent battery cell group (2) by means of one or more busbars (9). Batteriemodul (1) nach Anspruch 1, wobei es sich bei den Batteriezellen (3) um Rundzellen handelt.Battery module (1) after claim 1 , wherein the battery cells (3) are round cells. Batteriemodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Batteriemodul (1) ein Gehäuse (11) umfasst, welches die Batteriezellengruppen (2), die ersten und zweiten Kontaktplatten (7, 8) und die Sammelschienen (9) umgibt.Battery module (1) after claim 1 or 2 , wherein the battery module (1) comprises a housing (11) which surrounds the battery cell groups (2), the first and second contact plates (7, 8) and the busbars (9). Batteriemodul (1) nach Anspruch 2, wobei die Sammelschienen (9) zur Fixierung der Batteriezellengruppen (2) und der ersten und zweiten Kontaktplatten (7, 8) im Gehäuse (11) und/oder zur Fixierung des Batteriemoduls (1) in einem Kraftfahrzeug eingerichtet sind.Battery module (1) after claim 2 , wherein the busbars (9) for fixing the battery cell groups (2) and the first and second contact plates (7, 8) in the housing (11) and / or for fixing the battery module (1) are set up in a motor vehicle. Batteriemodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sammelschienen (9) in Richtung der Längsachsen (4) der Batteriezellen (3) verlaufen.Battery module (1) according to one of the preceding claims, wherein the busbars (9) run in the direction of the longitudinal axes (4) of the battery cells (3). Batteriemodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Batteriezellen (3) einer Batteriezellengruppe (2) in einem Raster angeordnet sind.Battery module (1) according to one of the preceding claims, wherein the battery cells (3) of a battery cell group (2) are arranged in a grid. Batteriemodul (1) nach Anspruch 6, wobei die Sammelschienen (9) im Raster die Position einer Batteriezelle (3) einnehmen.Battery module (1) after claim 6 , wherein the busbars (9) assume the position of a battery cell (3) in the grid. Batteriemodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Batteriezellen (3) jeweils eine oder mehrere Entlüftungsöffnungen (10) aufweisen.Battery module (1) according to one of the preceding claims, wherein the battery cells (3) each have one or more vent openings (10). Batteriemodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Batteriezellen (3) mittels Schweißverbindungen mit den ersten und zweiten Kontaktplatten (7, 8) verbunden sind.Battery module (1) according to one of the preceding claims, wherein the battery cells (3) are connected to the first and second contact plates (7, 8) by means of welded connections. Kraftfahrzeug, ausgestattet mit einem Batteriemodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche.Motor vehicle equipped with a battery module (1) according to one of the preceding claims.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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