DE102022114794B3 - Battery device for an at least partially electrically driven motor vehicle with a cooling device for the direct cooling of battery cells - Google Patents

Battery device for an at least partially electrically driven motor vehicle with a cooling device for the direct cooling of battery cells Download PDF

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Abstract

Batterieeinrichtung (1) für ein wenigstens teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine Kühleinrichtung (10) zur Direktkühlung von Batteriezellen (2) und wenigstens ein Batteriegehäuse (4) und mehrere in dem Batteriegehäuse (4) aufgenommene, nebeneinander angeordnete Batteriezellen (2) und mehrere in dem Batteriegehäuse (4) aufgenommene, sandwichartig zwischen benachbarten Batteriezellen (2) angeordnete Zwischenelemente (3), wobei die Zwischenelemente (3) durch Kühlelemente (13) und/oder Kompressionselemente (23) bereitgestellt werden und wobei die Batteriezellen (2) jeweils zwei gegenüberliegende Endabschnitte (12) aufweisen, an denen jeweils eine Zellfahnenstruktur (22) ausgebildet ist, wobei die Zwischenelemente (3) wenigstens zum Teil an ihren benachbart zu den Endabschnitten (12) der Batteriezellen (2) angeordneten Endbereichen (33) mit jeweils wenigstens einem kompressiblen Dichtschaumkörper (5) ausgestattet sind und wobei der Dichtschaumkörper (5) zu den benachbarten Batteriezellen (2) mit jeweils wenigstens einer Dichtgeometrie (35) abdichtet, um definierte Strömungspfade (11) für ein Kühlmittel der Kühleinrichtung (10) innerhalb des Batteriegehäuses (4) bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtgeometrie (35) wenigstens eine Positionierkontur (85) umfasst, welche mit einer Gehäusekomponente (14) des Batteriegehäuses (4) korrespondiert, um das Zwischenelement (3) mittels der Positionierkontur (85) an der Gehäusekomponente (14) auszurichten.Battery device (1) for an at least partially electrically driven motor vehicle, comprising at least one cooling device (10) for direct cooling of battery cells (2) and at least one battery housing (4) and a plurality of battery cells (2) arranged next to one another and accommodated in the battery housing (4). a plurality of intermediate elements (3) accommodated in the battery housing (4) and arranged in a sandwich-like manner between adjacent battery cells (2), the intermediate elements (3) being provided by cooling elements (13) and/or compression elements (23) and the battery cells (2) each have two opposite end sections (12), on each of which a cell tab structure (22) is formed, the intermediate elements (3) at least in part at their end regions (33) arranged adjacent to the end sections (12) of the battery cells (2) each having at least are equipped with a compressible sealing foam body (5) and wherein the sealing foam body (5) seals off the adjacent battery cells (2) with at least one sealing geometry (35) in each case in order to create defined flow paths (11) for a coolant of the cooling device (10) within the battery housing ( 4), characterized in that the sealing geometry (35) comprises at least one positioning contour (85) which corresponds to a housing component (14) of the battery housing (4) in order to position the intermediate element (3) by means of the positioning contour (85) on the housing component (14) to align.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterieeinrichtung für ein wenigstens teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Kühleinrichtung zur Direktkühlung von Batteriezellen. Die Batterieeinrichtung umfasst wenigstens ein Batteriegehäuse und mehrere in dem Batteriegehäuse aufgenommene, nebeneinander angeordnete Batteriezellen und mehrere in dem Batteriegehäuse aufgenommene, sandwichartig zwischen benachbarten Batteriezellen angeordnete Zwischenelemente. Die Zwischenelemente werden durch Kühlelemente und/oder Kompressionselemente bereitgestellt.The present invention relates to a battery device for an at least partially electrically driven motor vehicle with at least one cooling device for the direct cooling of battery cells. The battery device comprises at least one battery case and a plurality of battery cells accommodated in the battery case and arranged next to one another and a plurality of intermediate elements accommodated in the battery case and arranged sandwiched between adjacent battery cells. The intermediate elements are provided by cooling elements and/or compression elements.

Bei Batterien mit direkt gekühlten Batteriezellen ist es in der Regel notwendig, das Batteriegehäuse zur Umgebung hin abzudichten. Um eine zuverlässige und wirksame Kühlung zu gewährleisten, ist es aber auch notwendig, innerhalb des Batteriegehäuses Strömungspfade vorzusehen und diese gezielt voneinander abzudichten.In the case of batteries with directly cooled battery cells, it is usually necessary to seal off the battery housing from the environment. In order to ensure reliable and effective cooling, however, it is also necessary to provide flow paths within the battery housing and to seal them off from one another in a targeted manner.

Eine Batterieeinrichtung für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit direkt gekühlten Batteriezellen ist aus der DE 10 2020 101 266 B3 bekannt. Dabei sind die Batteriezellen mit Formdichtungen ausgestattet, welche an den Wänden des Gehäuses und an benachbarten Batteriezellen abdichtend anliegen.A battery device for an electrically powered motor vehicle with directly cooled battery cells is from DE 10 2020 101 266 B3 known. The battery cells are equipped with molded seals that rest against the walls of the housing and adjacent battery cells to form a seal.

Eine gattungsgemäße Batterieeinrichtung ist in der DE 20 2010 016 259 U1 gezeigt.A generic battery device is in DE 20 2010 016 259 U1 shown.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche Batterieeinrichtung weiter zu verbessern. Insbesondere soll die Batterieeinrichtung konstruktiv unaufwendig und mit industriellen Verfahren wirtschaftlich herstellbar sein. Zugleich soll die Batterieeinrichtung eine besonders zuverlässige Direktkühlung der Batteriezellen ermöglichen.In contrast, it is the object of the present invention to further improve such a battery device. In particular, the battery device should be structurally uncomplicated and economical to produce using industrial methods. At the same time, the battery device should enable particularly reliable direct cooling of the battery cells.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Batterieeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.This object is achieved by a battery device having the features of claim 1. Preferred developments of the invention are the subject matter of the dependent claims. Further advantages and features of the present invention result from the general description and the description of the exemplary embodiment.

Die erfindungsgemäße Batterieeinrichtung ist für ein wenigstens teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug vorgesehen. Die Batterieeinrichtung umfasst wenigstens eine Kühleinrichtung zur Direktkühlung von Batteriezellen. Die Batterieeinrichtung umfasst wenigstens ein Batteriegehäuse und mehrere in dem Batteriegehäuse aufgenommene, nebeneinander angeordnete Batteriezellen. Die Batterieeinrichtung umfasst mehrere in dem Batteriegehäuse aufgenommene, sandwichartig (bzw. in einer mehrlagigen Stapelweise) zwischen benachbarten Batteriezellen angeordnete Zwischenelemente. Die Zwischenelemente werden insbesondere durch Kühlelemente und/oder Kompressionselemente bereitgestellt. Die Batteriezellen weisen jeweils zwei gegenüberliegende Endabschnitte auf. An den Endabschnitten ist jeweils eine Zellfahnenstruktur ausgebildet. Dabei sind die Zwischenelemente wenigstens zum Teil und vorzugsweise alle an ihren benachbart zu den Endabschnitten der Batteriezelle angeordneten Endbereichen mit jeweils wenigstens einem kompressiblen Dichtschaumkörper ausgestattet. Dabei dichtet der Dichtschaumkörper zu den (beiden) benachbarten Batteriezellen mit jeweils wenigstens einer Dichtgeometrie ab. Insbesondere liegt der Dichtschaumkörper an den benachbarten Batteriezellen mit jeweils wenigstens einer Dichtgeometrie abdichtend an. Insbesondere werden dadurch definierte Strömungspfade für ein Kühlmittel der Kühleinrichtung innerhalb des Batteriegehäuses bereitgestellt. Vorzugsweise dichtet der Dichtschaumkörper auch zu weiteren innerhalb des Batteriegehäuses aufgenommenen Komponenten ab, welche notwendig sind, um die Strömungspfade darzustellen. Dabei umfasst die Dichtgeometrie wenigstens eine Positionierkontur, welche mit einer Gehäusekomponente des Batteriegehäuses korrespondiert, um das Zwischenelement mittels der Positionierkontur an der Gehäusekomponente auszurichten.The battery device according to the invention is intended for an at least partially electrically driven motor vehicle. The battery device includes at least one cooling device for the direct cooling of battery cells. The battery device comprises at least one battery housing and a plurality of battery cells arranged next to one another and accommodated in the battery housing. The battery device comprises a plurality of intermediate elements accommodated in the battery housing and arranged in a sandwich-like manner (or in a multi-layered stacked manner) between adjacent battery cells. The intermediate elements are provided in particular by cooling elements and/or compression elements. The battery cells each have two opposite end sections. A cell flag structure is formed on each of the end sections. The intermediate elements are at least partially and preferably all equipped with at least one compressible sealing foam body at their end regions arranged adjacent to the end sections of the battery cell. The sealing foam body seals the (two) adjacent battery cells with at least one sealing geometry. In particular, the sealing foam body is in sealing contact with the adjacent battery cells, each with at least one sealing geometry. In particular, this provides defined flow paths for a coolant of the cooling device within the battery housing. The sealing foam body preferably also provides a seal with respect to other components accommodated inside the battery housing, which are necessary to create the flow paths. The sealing geometry includes at least one positioning contour, which corresponds to a housing component of the battery housing, in order to align the intermediate element on the housing component by means of the positioning contour.

Die vorliegende Erfindung bietet viele Vorteile. Einen erheblichen Vorteil bietet die Ausstattung der Zwischenelemente mit dem Dichtschaumkörper. Das ermöglicht eine besonders gezielte und zuverlässige Abdichtung der vorgesehenen Strömungspfade. Es hat sich gezeigt, dass die Ausstattung der Zwischenelemente mit dem Dichtschaumkörper erhebliche Vorteile gegenüber einer an den Batteriezellen angeordneten Formdichtung bietet. Ein Vorteil ist, dass auf ein sehr aufwendiges bzw. gefährliches Handling der Batteriezellen während der Herstellung der Formdichtung verzichtet werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei der Erfindung Toleranzen und beispielsweise Materialverwerfungen oder Materialüberstände an den Batteriezellen erheblich besser kompensiert werden können und daher nicht zu unerwünschten Undichtigkeiten bei der Kühlmittelströmung führen. Insgesamt kann die Montage der Batterieeinrichtung erheblich einfacher und mit weniger Fehleranfälligkeit ausgeführt werden.The present invention offers many advantages. Equipping the intermediate elements with the sealing foam body offers a considerable advantage. This enables a particularly targeted and reliable sealing of the intended flow paths. It has been shown that equipping the intermediate elements with the sealing foam body offers significant advantages compared to a molded seal arranged on the battery cells. One advantage is that there is no need for very complex or dangerous handling of the battery cells during the manufacture of the molded seal. A further advantage is that with the invention, tolerances and, for example, material distortions or material protrusions on the battery cells can be compensated for much better and therefore do not lead to undesirable leaks in the coolant flow. Overall, the assembly of the battery device can be carried out much more easily and with less susceptibility to errors.

Es ist bevorzugt und vorteilhaft, dass der Dichtschaumkörper durch Anfügen, insbesondere Anspritzen und/oder Anschäumen, eines formlosen Werkstoffs an das (jeweilige) Zwischenelement hergestellt ist. Insbesondere erfolgt das Anfügen unter Verwendung eines Formwerkzeugs. Insbesondere wird der Dichtschaumkörper durch das Anfügen zugleich auch mit dem Zwischenelement fest verbunden. Insbesondere ist dazu ein Spritzgussverfahren und/oder eine geeignete Dosiertechnik zum gezielten Aufbringen des Werkstoffs vorgesehen. Vorzugsweise ist der Dichtschaumkörper zeitgleich mit seiner Urformung an das Zwischenelement angefügt. Dadurch können die Zwischenelemente besonders unaufwendig und wirtschaftlich mit dem Dichtschaumkörper ausgestattet werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Zwischenelemente mit dem angefügten Dichtschaumkörper als eine Einheit gehandhabt werden können. Insbesondere wird an jedem Endbereich der Zwischenelemente wenigstens ein Dichtschaumkörper angefügt. Insbesondere ist der Dichtschaumkörper nicht zerstörungsfrei lösbar mit dem Zwischenelement verbunden.It is preferred and advantageous that the sealing foam body is produced by attaching, in particular spraying and/or foaming, a shapeless material to the (respective) intermediate element. In particular, the attachment takes place using a molding tool. In particular, the sealing foam body by attaching at the same time firmly connected to the intermediate element. In particular, an injection molding process and/or a suitable dosing technique for the targeted application of the material is provided for this purpose. The sealing foam body is preferably attached to the intermediate element at the same time as its original shaping. As a result, the intermediate elements can be equipped with the sealing foam body in a particularly uncomplicated and economical manner. A further advantage is that the intermediate elements with the attached sealing foam body can be handled as a unit. In particular, at least one sealing foam body is attached to each end area of the intermediate elements. In particular, the sealing foam body is not detachably connected to the intermediate element in a non-destructive manner.

Vorzugsweise erstreckt sich die Dichtgeometrie wenigstens über die gesamte Breite des Zwischenelements (an dem Endbereich des Zwischenelements). Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezieht sich eine Breite insbesondere auf die Ausdehnung quer zur Ausdehnung zwischen den Endbereichen bzw. den Endabschnitten. Eine Länge entspricht insbesondere der Ausdehnung zwischen den Endbereichen bzw. den Endabschnitten.The sealing geometry preferably extends at least over the entire width of the intermediate element (at the end region of the intermediate element). In the context of the present invention, a width relates in particular to the extent transverse to the extent between the end regions or the end sections. A length corresponds in particular to the extension between the end areas or the end sections.

Insbesondere umfasst die Dichtgeometrie wenigstens eine erste Dichtstruktur. Vorzugsweise liegt die Dichtgeometrie mit der ersten Dichtstruktur (abdichtend) an der Zellfahnenstruktur an. Vorzugsweise liegt die Dichtgeometrie mit der ersten Dichtstruktur wenigstens an einem Abschnitt der Zellfahnenstruktur an, welcher sich zwischen einer Zellschulter und einer Anschlusseinheit erstreckt. Insbesondere liegt die Zellfahnenstruktur einer Batteriezelle zwischen den Dichtgeometrien benachbarter Zwischenelemente. Insbesondere erstreckt sich die erste Dichtstruktur wenigstens über die gesamte Breite der Zellfahnenstruktur. Vorzugsweise erstreckt sich die erste Dichtstruktur über die gesamte Breite der Batteriezelle (und nicht nur über die gesamte Breite der Zellfahnenstruktur).In particular, the sealing geometry includes at least one first sealing structure. The sealing geometry with the first sealing structure preferably rests (sealing) on the cell lug structure. The sealing geometry with the first sealing structure preferably bears against at least one section of the cell lug structure which extends between a cell shoulder and a connection unit. In particular, the cell lug structure of a battery cell lies between the sealing geometries of adjacent intermediate elements. In particular, the first sealing structure extends at least over the entire width of the cell lug structure. The first sealing structure preferably extends over the entire width of the battery cell (and not just over the entire width of the cell tab structure).

Insbesondere umfasst die Dichtgeometrie wenigstens eine zweite Dichtstruktur. Vorzugsweise liegt die Dichtgeometrie mit der zweiten Dichtstruktur (abdichtend) an einer Zellschulter der Batteriezelle an. Insbesondere ist die Zellfahnenstruktur zwischen zwei Zellschultern hervorstehend angeordnet. Insbesondere erstrecken sich die Zellschultern jeweils von der Zellfahnenstruktur bis zu einer quer zu den Zellschultern verlaufenden Zellhauptseite. Es ist möglich, dass die zweite Dichtstruktur wenigstens abschnittsweise auch an der Zellhauptseite anliegt. Insbesondere liegt die zweite Dichtstruktur dort an einer Zellhauptseite an, wo die Zellhauptseite noch nicht berührend an dem Zwischenelement anliegt.In particular, the sealing geometry includes at least one second sealing structure. The sealing geometry with the second sealing structure preferably rests (sealing) on a cell shoulder of the battery cell. In particular, the cell plume structure is arranged in a projecting manner between two cell shoulders. In particular, the cell shoulders each extend from the cell lug structure to a main cell side running transversely to the cell shoulders. It is possible for the second sealing structure to also bear against the main side of the cell, at least in sections. In particular, the second sealing structure is in contact with a main side of the cell where the main side of the cell is not yet in contact with the intermediate element.

In einer vorteilhaften und bevorzugten Weiterbildung umfasst die zweite Dichtstruktur wenigstens eine Wellengeometrie mit einer Mehrzahl von Wellenbergen und Wellentälern. Dabei liegen wenigstens die Wellenberge an der Zellschulter abdichtend an. In einem bestimmungsgemäßen Montagezustand sind die Wellenberge insbesondere an die Zellschulter angedrückt, sodass die zweite Dichtstruktur komprimiert wird. Die Längsachse der Wellengeometrie verläuft insbesondere entlang der Breite der Zellschulter.In an advantageous and preferred development, the second sealing structure comprises at least one wave geometry with a plurality of wave crests and wave troughs. At least the crests of the waves are in sealing contact with the cell shoulder. In an intended assembly state, the wave crests are pressed in particular against the cell shoulder, so that the second sealing structure is compressed. The longitudinal axis of the wave geometry runs in particular along the width of the cell shoulder.

Es ist vorteilhaft und bevorzugt, dass die zweite Dichtstruktur wenigstens eine Positionierhilfe zum Ausrichten der Batteriezelle relativ zum Zwischenelement bereitstellt. Insbesondere ist die Positionierhilfe als ein kompressibler Anschlag ausgebildet. Insbesondere ist die Zellschulter der Batteriezelle an die Positionierhilfe anlegbar. Insbesondere wird die Batteriezelle mit ihrer Zellschulter bei der Montage gegen die Positionierhilfe geschoben und die Positionierhilfe wird dabei teilweise komprimiert. Vorzugsweise wird die Positionierhilfe durch die Wellengeometrie bereitgestellt. Insbesondere dienen die Wellenberge als kompressibler Anschlag. It is advantageous and preferred that the second sealing structure provides at least one positioning aid for aligning the battery cell relative to the intermediate element. In particular, the positioning aid is designed as a compressible stop. In particular, the cell shoulder of the battery cell can be placed against the positioning aid. In particular, the battery cell is pushed with its cell shoulder against the positioning aid during assembly and the positioning aid is partially compressed in the process. The positioning aid is preferably provided by the shaft geometry. In particular, the wave crests serve as a compressible stop.

Vorzugsweise ist in der Dichtgeometrie und besonders bevorzugt wenigstens in der ersten Dichtstruktur wenigstens ein gezielter Freischnitt ausgebildet. Insbesondere ist der Freischnitt dazu geeignet und ausgebildet, Materialverwerfungen und/oder Materialüberstände der Batteriezelle und insbesondere einer Zellfolie der Batteriezelle wenigstens teilweise aufzunehmen. In einem bestimmungsgemäßen Montagezustand ist in dem Freischnitt eine Materialverwerfung und/oder ein Materialüberstand wenigstens teilweise untergebracht. Solche Materialverwerfungen bzw. Materialüberstände können beispielsweise durch Falten oder Fügen (z. B. Schweißnaht) der Zellfolie bedingt sein. Zusätzlich oder alternativ kann auch an der zweiten Dichtstruktur und/oder an einer anderen Stelle der Dichtgeometrie wenigstens ein gezielter Freischnitt ausgebildet sein.At least one targeted free cut is preferably formed in the sealing geometry and particularly preferably at least in the first sealing structure. In particular, the cutout is suitable and designed to at least partially accommodate material distortions and/or material protrusions of the battery cell and in particular a cell foil of the battery cell. In an intended assembly state, a material distortion and/or a material overhang is at least partially accommodated in the free cut. Such material distortions or material protrusions can be caused, for example, by folding or joining (e.g. weld seams) the cell foil. Additionally or alternatively, at least one targeted free cut can also be formed on the second sealing structure and/or at another point of the sealing geometry.

Die Dichtgeometrie umfasst erfindungsgemäß wenigstens eine Positionierkontur. Erfindungsgemäß korrespondiert die Positionierkontur mit wenigstens einer Gehäusekomponente des Batteriegehäuses, sodass das Zwischenelement mittels der Positionierkontur an der Gehäusekomponente ausrichtbar ist. Die Positionierkontur kann auch als Außenkontur bezeichnet werden oder umfasst wenigstens eine solche. Insbesondere ermöglicht die Positionierkontur ein formschlüssiges Anliegen der Dichtgeometrie zusammen mit dem daran angefügten Zwischenelement an die Gehäusekomponente. Die Gehäusekomponente ist insbesondere eine Endplatte und/oder ein Wandungsbauteil.According to the invention, the sealing geometry comprises at least one positioning contour. According to the invention, the positioning contour corresponds to at least one housing component of the battery housing, so that the intermediate element can be aligned on the housing component by means of the positioning contour. The positioning contour can also be referred to as an outer contour or at least includes one. In particular, the positioning contour enables the sealing geometry together with the intermediate element attached to it to fit in a form-fitting manner on the housing component. The housing component is in particular an end plate and/or a wall component.

Vorzugsweise sind die Batteriezellen jeweils zwischen den Dichtschaumkörpern benachbarter (unterschiedlicher) Zwischenelemente angeordnet. Dabei liegen die Dichtgeometrien abdichtend an den Batteriezellen an. Es ist möglich, dass an den Enden der sandwichartig aufgestapelten Batteriezellen abschließende Zwischenelemente angeordnet sind, bei denen der Dichtschaumkörper nur auf einer Hauptseite des Zwischenelements eine Dichtgeometrie aufweist. Insbesondere dichtet der Dichtschaumkörper dann nur zu einer benachbarten Batteriezelle mit der Dichtgeometrie ab.The battery cells are preferably arranged between the sealing foam bodies of adjacent (different) intermediate elements. The sealing geometries are in sealing contact with the battery cells. It is possible for terminating intermediate elements to be arranged at the ends of the battery cells stacked in a sandwich-like manner, in which case the sealing foam body has a sealing geometry only on one main side of the intermediate element. In particular, the sealing foam body then only seals to an adjacent battery cell with the sealing geometry.

Die Kühlelemente weisen vorzugsweise jeweils wenigstens ein Kühlmittelführungssystem auf. Durch das Kühlmittelführungssystem kann das Kühlmittel im direkten Kontakt mit den Batteriezellen zwischen benachbarten Batteriezellen entlangströmen. Insbesondere sind die Kühlelemente inkompressibel ausgebildet. Insbesondere weist das Kühlelement eine Mehrzahl von Kühlkanälen auf. Vorzugsweise sind die Kühlkanäle zwischen zwei Schichten angeordnet. Insbesondere sind die Kühlkanäle zwischen wenigstens einer Trägerschicht und/oder wenigstens einer Decklage angeordnet. Die Kühlkanäle sind insbesondere nicht zum Batteriegehäuse abgedichtet. Die Kühlkanäle sind insbesondere mit einem Gehäuseraum des Batteriegehäuses fluidisch verbunden.The cooling elements preferably each have at least one coolant routing system. The coolant routing system allows the coolant to flow between adjacent battery cells in direct contact with the battery cells. In particular, the cooling elements are designed to be incompressible. In particular, the cooling element has a plurality of cooling channels. The cooling channels are preferably arranged between two layers. In particular, the cooling channels are arranged between at least one carrier layer and/or at least one cover layer. In particular, the cooling channels are not sealed off from the battery housing. The cooling channels are fluidly connected in particular to a housing space of the battery housing.

Die Kompressionselemente sind vorzugsweise dazu geeignet und ausgebildet, betriebsbedingte Verformungen der Batteriezellen zu kompensieren. Insbesondere können die Kompressionselemente ein Anschwellen und Abschwellen der Batteriezellen kompensieren. Die Kompressionselemente sind wenigstens abschnittsweise kompressibel und insbesondere elastisch ausgebildet.The compression elements are preferably suitable and designed to compensate for operational deformations of the battery cells. In particular, the compression elements can compensate for swelling and swelling of the battery cells. The compression elements are designed to be compressible at least in sections and, in particular, to be elastic.

Vorzugsweise sind die Kühlelemente und die Kompressionselemente abwechselnd zwischen jeweils zwei benachbarten Batteriezellen angeordnet. Möglich ist auch, dass nur den äußersten Batteriezellen ein Kompressionselement angeordnet ist. Dann sind die übrigen Zwischenelemente der insbesondere insbesondere als Kühlelemente ausgebildet.The cooling elements and the compression elements are preferably arranged alternately between two adjacent battery cells in each case. It is also possible for a compression element to be arranged only on the outermost battery cells. Then the remaining intermediate elements are designed in particular as cooling elements.

In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass die Batteriezellen als Pouchzellen bzw. Beutelzellen ausgebildet sind. Insbesondere sind bei den Pouchzellen die elektrochemischen Komponenten in einer beutelartig verschlossenen Zellfolie untergebracht. Insbesondere bildet die Zellfolie einen Folienbeutel. Die Zellfahnenstruktur kann auch als Zelltab bzw. Cell Tab bezeichnet werden oder ein solches umfassen. Insbesondere liegt die Dichtgeometrie an der verschweißten Zellfolie an. Insbesondere dichtet die erste Dichtstruktur zu der Zellfolie ab. Insbesondere dichtet auch die zweite Dichtstruktur zur Zellfolie ab. Insbesondere ist die gesamte Batteriezelle von einer Zellfolie überzogen. Insbesondere wird die Außenseite der Batteriezelle durch die Zellfolie bereitgestellt.In all of the configurations, it is particularly preferred that the battery cells are configured as pouch cells. In particular, the electrochemical components of the pouch cells are housed in a cell film that is closed like a bag. In particular, the cell film forms a film bag. The cell flag structure can also be referred to as a cell tab or cell tab or can include one. In particular, the sealing geometry rests against the welded cell foil. In particular, the first sealing structure seals the cell foil. In particular, the second sealing structure also seals the cell foil. In particular, the entire battery cell is covered by a cell foil. In particular, the outside of the battery cell is provided by the cell foil.

Wenigstens eine der beiden Zellfahnenstrukturen einer Batteriezelle umfasst eine Anschlusseinheit (+/- Pol) zur elektrischen Kontaktierung der Batteriezelle. Insbesondere liegt die erste Dichtstruktur wenigstens abschnittsweise und vorzugsweise nur abschnittsweise oder gar nicht an der Anschlusseinheit an. Der Dichtschaumkörper kann die Anschlusseinheit auch wenigstens abschnittsweise unbedeckt lassen. Insbesondere weist der Dichtschaumkörper um die Anschlusseinheit herum wenigstens abschnittsweise wenigstens eine Aussparung auf. So werden auch die Anschlusseinheiten besonders wirksam gekühlt.At least one of the two cell lug structures of a battery cell includes a connection unit (+/- pole) for making electrical contact with the battery cell. In particular, the first sealing structure bears against the connection unit at least in sections and preferably only in sections or not at all. The sealing foam body can also leave the connection unit uncovered at least in sections. In particular, the sealing foam body has at least one recess around the connection unit, at least in sections. The connection units are also cooled particularly effectively in this way.

Die Batterieeinrichtung ist insbesondere als eine Traktionsbatterie ausgebildet oder Teil einer solchen. Die Batterieeinrichtung ist vorzugsweise als ein Batteriemodul ausgebildet. Das Batteriemodul ist insbesondere Teil einer Batterieanordnung mit einer Mehrzahl von miteinander verschalteten Batteriemodulen. Die Batterieanordnung kann als eine Traktionsbatterie ausgebildet sein. Die Batterieanordnung kann ein Hauptgehäuse umfassen, in welchem die Batteriemodule aufgenommen sind.The battery device is designed in particular as a traction battery or part of one. The battery device is preferably designed as a battery module. The battery module is in particular part of a battery arrangement with a plurality of battery modules connected to one another. The battery arrangement can be designed as a traction battery. The battery assembly may include a main housing in which the battery modules are housed.

Die Batterieeinrichtung speichert die elektrische Energie insbesondere auf elektrochemischer Basis. Zusätzlich oder alternativ kann die Batterieeinrichtung die elektrische Energie auch in einem elektrischen Feld speichern. Dann ist die Batterieeinrichtung zum Beispiel als eine Kondensatoreinrichtung bzw. als Hybridkondensator ausgebildet. Die Batteriezellen sind insbesondere als elektrochemische Zellen und/oder als Kondensatoren ausgebildet. Die Batteriezellen können dann auch als Kondensatorzellen bezeichnet bzw. Hybridzellen bezeichnet werden. Die Batterieeinrichtung ist insbesondere wiederaufladbar.The battery device stores the electrical energy, in particular on an electrochemical basis. Additionally or alternatively, the battery device can also store the electrical energy in an electrical field. The battery device is then designed, for example, as a capacitor device or as a hybrid capacitor. The battery cells are designed in particular as electrochemical cells and/or as capacitors. The battery cells can then also be referred to as capacitor cells or hybrid cells. The battery device is in particular rechargeable.

Die Batteriezellen sind wenigstens abschnittsweise direkt von einem Kühlmittel umströmbar. Die Batteriezellen sind insbesondere im Kühlmittel schwimmend im Batteriegehäuse fixiert. Insbesondere umfasst die Kühleinrichtung auch eine Abdichtung des Batteriegehäuses zur Umgebung bzw. nach außen. Insbesondere strömt das Kühlmittel in eine definierte Richtung an den Batteriezellen entlang. Insbesondere strömt das Kühlmittel quer zu einer Längsachse, welche sich von einem Endabschnitt zum anderen Endabschnitt erstreckt. Der Dichtschaumkörper kann auch wenigstens abschnittsweise zum Batteriegehäuse und/oder wenigstens einer anderen im Batteriegehäuse aufgenommenen Komponente (Bauteil) abdichten. Benachbarte Dichtschaumkörper (von benachbarten Zwischenelementen) können wenigstens abschnittsweise abdichtend aneinander liegen.A coolant can flow directly around the battery cells, at least in sections. In particular, the battery cells are fixed floating in the coolant in the battery housing. In particular, the cooling device also includes sealing of the battery housing from the environment or from the outside. In particular, the coolant flows in a defined direction along the battery cells. In particular, the coolant flows transversely to a longitudinal axis which extends from one end section to the other end section. The sealing foam body can also be attached, at least in sections, to the battery housing and/or at least one other component (component) accommodated in the battery housing. seal. Adjacent sealing foam bodies (of adjacent intermediate elements) can at least partially lie against one another in a sealing manner.

Insbesondere weist ein Zwischenelement zwei Dichtschaumkörper auf. Insbesondere weist ein Zwischenelement einen Dichtschaumkörper an jedem Endbereich auf. Insbesondere weist der Dichtschaumkörper wenigstens zwei Dichtgeometrien auf. Insbesondere sind die Dichtgeometrien dabei jeweils einer anderen Batteriezelle zugeordnet. Insbesondere sind die Dichtgeometrien auf gegenüberliegenden Hauptseiten der Zwischenelemente angeordnet. Insbesondere sind auf den Hauptseiten der Zwischenelemente jeweils zwei Dichtgeometrien angeordnet. Die auf einer Hauptseite liegenden Dichtgeometrien gehören jeweils zu einem anderen Dichtschaumkörper. Die Dichtgeometrie hat insbesondere eine definierte geometrische Form. Die Dichtgeometrie stellt insbesondere eine Formdichtung bereit bzw. kann auch als solche bezeichnet werden. Die Dichtgeometrie ist insbesondere nicht formlos.In particular, an intermediate element has two sealing foam bodies. In particular, an intermediate element has a sealing foam body at each end region. In particular, the sealing foam body has at least two sealing geometries. In particular, the sealing geometries are each assigned to a different battery cell. In particular, the sealing geometries are arranged on opposite main sides of the intermediate elements. In particular, two sealing geometries are arranged on the main sides of the intermediate elements. The sealing geometries on a main side each belong to a different sealing foam body. In particular, the sealing geometry has a defined geometric shape. In particular, the sealing geometry provides a shaped seal or can also be referred to as such. In particular, the sealing geometry is not shapeless.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.Further advantages and features of the present invention result from the exemplary embodiments which are explained below with reference to the enclosed figures.

In den Figuren zeigen:

  • 1 eine rein schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Batterieeinrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht;
  • 2 eine stark schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Batterieeinrichtung in einer geschnittenen Vorderansicht;
  • 3 eine rein schematische Detaildarstellung einer erfindungsgemäßen Batterieeinrichtung in einer perspektivischen Ansicht; und
  • 4 eine Detaildarstellung eines Zwischenelements der Batterieeinrichtung der 3
  • 5 eine Detaildarstellung des Zwischenelements der 4; und
  • 6 eine rein schematische Detaildarstellung der Batterieeinrichtung der 3 in einer Seitenansicht.
In the figures show:
  • 1 a purely schematic representation of a battery device according to the invention in a sectional side view;
  • 2 a highly schematic representation of a battery device according to the invention in a sectional front view;
  • 3 a purely schematic detailed representation of a battery device according to the invention in a perspective view; and
  • 4 a detailed view of an intermediate element of the battery device 3
  • 5 a detailed view of the intermediate element of 4 ; and
  • 6 a purely schematic detailed representation of the battery device 3 in a side view.

Die 1 und 2 zeigen stark schematisierte Schaubilder zur Veranschaulichung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Batterieeinrichtung 1. Die Batterieeinrichtung 1 ist hier als ein Batteriemodul einer Traktionsbatterie zur Energieversorgung eines Fahrantriebs eines wenigstens teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs ausgebildet. In einem Batteriegehäuse 4 sind eine Mehrzahl von Batteriezellen 2 und Zwischenelementen 3 aufgenommen. Die Zwischenelemente 3 sind sandwichartig zwischen benachbarten Batteriezellen 2 angeordnet und werden durch Kühlelemente 13 und Kompressionselemente 23 bereitgestellt. Dabei ist hier zwischen benachbarten Batteriezellen 2 abwechselnd jeweils ein Kühlelement 13 und ein Kompressionselement 23 angeordnet.The 1 and 2 show highly schematic diagrams to illustrate the structure of the battery device 1 according to the invention. The battery device 1 is designed here as a battery module of a traction battery for supplying energy to a traction drive of an at least partially electrically powered motor vehicle. A plurality of battery cells 2 and intermediate elements 3 are accommodated in a battery housing 4 . The intermediate elements 3 are sandwiched between adjacent battery cells 2 and are provided by cooling elements 13 and compression elements 23 . Here, a cooling element 13 and a compression element 23 are alternately arranged between adjacent battery cells 2 .

Die in der 1 gezeigte Schnittdarstellung ist entlang eines Kühlelements 13 geschnitten, sodass die Batteriezellen 2 und die Kompressionselemente 23 nicht sichtbar sind. In der 2 ist die Batterieeinrichtung 1 quer zu der Schnittdarstellung der 1 geschnitten. Hier sind die sandwichartig angeordneten Batteriezellen 2 und Zwischenelemente 3 besonders gut zu erkennen. Das Batteriegehäuse 4 ist hier mit einer Einführhilfe 24 ausgestattet, um die Batteriezellen 2 und die Zwischenelemente 3 besser in das Batteriegehäuse 4 einführen zu können.The one in the 1 The sectional view shown is cut along a cooling element 13 so that the battery cells 2 and the compression elements 23 are not visible. In the 2 the battery device 1 is transverse to the sectional view of FIG 1 cut. The battery cells 2 and intermediate elements 3 arranged in a sandwich-like manner can be seen particularly well here. The battery case 4 is equipped here with an insertion aid 24 in order to be able to better insert the battery cells 2 and the intermediate elements 3 into the battery case 4 .

Die Batterieeinrichtung 1 umfasst eine Kühleinrichtung 10 zur Direktkühlung der Batteriezellen 2, sodass die Batteriezellen 2 direkten Kontakt zu einem Kühlmittel haben bzw. in diesem schwimmen. Das Kühlmittel strömt über einen Zulauf 20 in das Batteriegehäuse 4 ein. Über einen Ablauf 30 wird das Kühlmittel wieder aus dem Batteriegehäuse 4 abgeführt.The battery device 1 includes a cooling device 10 for direct cooling of the battery cells 2, so that the battery cells 2 have direct contact with a coolant or swim in it. The coolant flows into the battery housing 4 via an inlet 20 . The coolant is discharged from the battery housing 4 again via a drain 30 .

Innerhalb des Batteriegehäuses 4 sind definierte Strömungspfade 11 ausgebildet, welche hier durch Blockpfeile skizziert werden. Das einströmende Kühlmittel verläuft entlang des Bodens des Batteriegehäuses 4 und strömt von dort durch die einzelnen Kühlelemente 13 und somit direkt entlang der Batteriezellen 2 nach oben und von dort wieder zum Ablauf 30. Die Batteriezellen 2 und die Zwischenelemente 3 verlaufen so im Batteriegehäuse 4, dass die Endabschnitte 12 der Batteriezellen 2 bzw. die Endbereiche 33 der Zwischenelemente 3 entweder der Seite mit dem Zulauf 20 oder der Seite mit dem Ablauf 30 zugewandt sind.Defined flow paths 11 are formed within the battery housing 4, which are outlined here by block arrows. The inflowing coolant runs along the bottom of the battery housing 4 and flows from there through the individual cooling elements 13 and thus directly up along the battery cells 2 and from there back to the outlet 30. The battery cells 2 and the intermediate elements 3 run in the battery housing 4 in such a way that the end sections 12 of the battery cells 2 or the end regions 33 of the intermediate elements 3 face either the side with the inlet 20 or the side with the outlet 30 .

Um eine wirkungsvolle und zuverlässige Kühlung zu gewährleisten, werden die Strömungspfade 11 gezielt voneinander abgedichtet. Zur Abdichtung der Strömungspfade 11 sind Dichtschaumkörper 5 vorgesehen, welche an den Zwischenelementen 3 ausgebildet sind. Die Abdichtung der Strömungspfade 11 liegt vor bzw. hinter der Zeichnungsebene der 2, sodass die Dichtschaumkörper 5 dort nicht sichtbar sind.In order to ensure effective and reliable cooling, the flow paths 11 are sealed off from one another in a targeted manner. Sealing foam bodies 5 are provided for sealing the flow paths 11 and are formed on the intermediate elements 3 . The sealing of the flow paths 11 is in front of or behind the plane of the drawing 2 , So that the sealing foam body 5 are not visible there.

In einer alternativen Ausführung können die Batteriezellen 2 und die Zwischenelemente 3 auch zweireihig oder mehrreihig sandwichartig aufgestapelt sein. Dann können die einzelnen Reihen zueinander ebenfalls über Dichtschaumkörper 5 abgedichtet sein.In an alternative embodiment, the battery cells 2 and the intermediate elements 3 can also be stacked in two or more rows in a sandwich-like manner. Then the individual rows can also be sealed to one another via sealing foam bodies 5 .

Mit Bezug zu den 3 bis 6 wird nun die Abdichtung der Strömungspfade 11 mittels der Dichtschaumkörper 5 näher beschrieben. Die 3 zeigt zwei als Pouchzellen 52 ausgebildete Batteriezellen 2 im Bereich ihrer Endabschnitte 12. Zwischen den Batteriezellen 2 ist ein Zwischenelement 3 mit einem daran angefügten Dichtschaumkörper 5 gezeigt, welches an den Endbereichen 33 mit jeweils einem Dichtschaumkörper 5 ausgestattet ist. Der hier nicht dargestellte, gegenüberliegende Endbereich 33 ist vorzugsweise in analoger Weise mit einem Dichtschaumkörper 5 ausgestattet (vergleiche auch 4). Auch die Batteriezellen 2 sind vorzugsweise am gegenüberliegenden Endabschnitt 12 in analoger Weise ausgebildet und angeordnet.Related to the 3 until 6 the sealing of the flow paths 11 by means of the sealing foam body 5 will now be described in more detail. The 3 shows two battery cells 2 designed as pouch cells 52 in the area of their end sections 12. Between the battery cells 2 is shown an intermediate element 3 with a sealing foam body 5 attached thereto, which is equipped with a sealing foam body 5 in each case at the end regions 33. The opposite end region 33, which is not shown here, is preferably equipped with a sealing foam body 5 in an analogous manner (also compare 4 ). The battery cells 2 are also preferably designed and arranged in an analogous manner on the opposite end section 12 .

Die Pouchzellen 52 sind von einer beutelartig geschlossenen Zellfolie 62 umgeben. Im Inneren der Zellfolie sind, hier nicht sichtbar, elektrochemische Komponenten angeordnet. An den Endabschnitten 12 ist jeweils eine Zellfahnenstruktur 22 ausgebildet, welche sich zwischen zwei Zellschultern 42 befindet. An einem distalen Bereich der Zellfahnenstruktur 22 tritt eine Anschlusseinheit 32 aus der Zellfolie 62 hervor, worüber die Batteriezelle 2 elektrisch kontaktiert werden kann. Die Anschlusseinheit 32 erstreckt sich hier bügelartig von der Zellfahnenstruktur 22 der einen Batteriezelle 2 zu einer Zellfahnenstruktur 22 der benachbarten Batteriezelle 2.The pouch cells 52 are surrounded by a cell film 62 that is closed in the manner of a bag. Inside the cell foil, electrochemical components are arranged, which are not visible here. A cell flag structure 22 is formed on each of the end sections 12 and is located between two cell shoulders 42 . A connection unit 32 protrudes from the cell foil 62 in a distal region of the cell lug structure 22, via which the battery cell 2 can be electrically contacted. The connection unit 32 extends here like a bow from the cell lug structure 22 of one battery cell 2 to a cell lug structure 22 of the adjacent battery cell 2.

Das Zwischenelement 3 ist hier beispielsweise als ein Kühlelement 13 ausgebildet, welches ein Kühlmittelführungssystem 130 umfasst. Das Kühlmittelführungssystem 130 umfasst z. B. eine Mehrzahl von Kühlkanälen, welche zwischen einer Trägerschicht und einer Decklage angeordnet sind. Das Kühlelement 13 ist hier plattenartig bzw. als Kühlplatte ausgebildet.The intermediate element 3 is designed here, for example, as a cooling element 13 which includes a coolant routing system 130 . The coolant routing system 130 includes z. B. a plurality of cooling channels, which are arranged between a carrier layer and a cover layer. The cooling element 13 is designed here in the form of a plate or as a cooling plate.

Wie in der 3 gut zu erkennen ist, ist der Dichtschaumkörper 5 mit zwei Dichtgeometrien 35 ausgestattet. Die Dichtgeometrien 35 liegen jeweils an einer Batteriezelle 2 abdichtend an. Die Dichtgeometrie 35 umfasst eine erste Dichtstruktur 15 und eine zweite Dichtstruktur 25. Die erste Dichtstruktur 15 liegt abdichtend an der Zellfahnenstruktur 22 an. Die zweite Dichtstruktur liegt abdichtend an der Zellschulter 42 an.Like in the 3 is clearly visible, the sealing foam body 5 is equipped with two sealing geometries 35. The sealing geometries 35 are each in sealing contact with a battery cell 2 . The sealing geometry 35 comprises a first sealing structure 15 and a second sealing structure 25. The first sealing structure 15 bears against the cell lug structure 22 in a sealing manner. The second sealing structure is in sealing contact with the cell shoulder 42 .

Benachbart zu den in der 3 gezeigten Batteriezellen 2 kann in einer bestimmungsgemäßen Montageanordnung (wie sie beispielsweise in der 2 skizziert ist) jeweils ein als Kompressionselement 23 ausgebildetes Zwischenelement 3 angeordnet werden. Der Dichtschaumkörper 5 liegt dann mit der Dichtgeometrie 35 an der hier noch freien Zellschulter 42 und der Zellfahnenstruktur 22 abdichtend an. An die Kompressionselemente 23 werden dann wieder Batteriezellen 2 und daran wieder Kühlelemente 13 angeordnet usw. .Adjacent to those in the 3 Battery cells 2 shown can be installed in a specified assembly arrangement (as is shown, for example, in 2 is outlined) in each case an intermediate element 3 designed as a compression element 23 can be arranged. The sealing foam body 5 is then in sealing contact with the sealing geometry 35 on the cell shoulder 42 which is still free here and the cell flag structure 22 . Battery cells 2 are then arranged again on the compression elements 23 and cooling elements 13 on them again, and so on.

Der Dichtschaumkörper 5 ist hier durch Anspritzen eines formlosen Werkstoffs an das Zwischenelement 3 hergestellt. Dabei ergibt sich zugleich auch eine feste Verbindung zwischen dem Dichtschaumkörper 5 und dem Zwischenelement 3.The sealing foam body 5 is produced here by injecting a shapeless material onto the intermediate element 3 . At the same time, this results in a firm connection between the sealing foam body 5 and the intermediate element 3.

Die 4 zeigt ein einzelnes Zwischenelement 3 mit jeweils einem Dichtschaumkörper 5 an seinen Endbereichen 33. Das Zwischenelement 3 ist hier als Kühlelement 13 ausgebildet. Möglich ist aber auch, dass das hier gezeigte Zwischenelement 3 als ein Kompressionselement 23 ausgebildet ist. Das Kompressionselement 23 umfasst beispielsweise eine kompressibel Platte und zum Beispiel einen Schaumstoff oder dergleichen. Dadurch können Toleranzen und Schwellkräfte der Batteriezellen 2 aufgenommen bzw. kompensiert werden. Auch bei dem Kompressionselement 23 wird der Dichtschaumkörper 5 durch Anspritzen hergestellt und mit dem Kompressionselement 23 fest verbunden.The 4 shows a single intermediate element 3 each with a sealing foam body 5 at its end regions 33. The intermediate element 3 is designed as a cooling element 13 here. However, it is also possible for the intermediate element 3 shown here to be designed as a compression element 23 . The compression element 23 comprises, for example, a compressible plate and, for example, a foam or the like. As a result, tolerances and swelling forces of the battery cells 2 can be accommodated or compensated for. In the case of the compression element 23 too, the sealing foam body 5 is produced by injection molding and is firmly connected to the compression element 23 .

In der 5 ist gut zu erkennen, dass sich die Dichtgeometrie 35 über die gesamte Breite 43 des Zwischenelements 3 erstreckt. Die zweite Dichtstruktur 25 ist hier mit einer Wellengeometrie 45 mit einer Mehrzahl von Wellenbergen 55 und Wellentälern 65 ausgestattet. Hier ist auch gut zu erkennen, dass die Dichtgeometrie 35 im Bereich der ersten Dichtstruktur 15 mit Freischnitten 95 ausgestattet ist. In den Freischnitten 95 können Materialverwerfungen und Materialüberstände der Zellfolie 62 untergebracht werden.In the 5 it is easy to see that the sealing geometry 35 extends over the entire width 43 of the intermediate element 3 . The second sealing structure 25 is equipped here with a wave geometry 45 with a plurality of wave crests 55 and 65 wave troughs. It can also be clearly seen here that the sealing geometry 35 is equipped with cutouts 95 in the area of the first sealing structure 15 . Material distortions and excess material of the cell foil 62 can be accommodated in the cutouts 95 .

In der 6 ist gut zu erkennen, wie der Dichtschaumkörper 5 mit der Dichtgeometrie 35 im bestimmungsgemäßen Montagezustand innerhalb des Batteriegehäuses 4 angeordnet ist. Dabei ist das Zwischenelement 3, an welchem der Dichtschaumkörper 5 befestigt ist, hier nicht dargestellt, um die Anordnung der Dichtgeometrie 35 besser zeigen zu können.In the 6 it is easy to see how the sealing foam body 5 with the sealing geometry 35 is arranged within the battery housing 4 in the intended assembly state. The intermediate element 3, to which the sealing foam body 5 is attached, is not shown here in order to be able to show the arrangement of the sealing geometry 35 better.

Die Wellengeometrie 45 verläuft hier mit ihrer Längsachse parallel zur Zellschulter 42. Da die Zellfolie 62 besonders in diesem Bereich eine eher undefinierte Außenkontur aufweist, ergibt sich durch die Wellengeometrie 45 eine besonders hohe Zuverlässigkeit der Abdichtung. Die Wellengeometrie 45 weist hier beispielhaft 7 Wellenberge 55 auf, sodass sich eine siebenfache Sicherheit ergibt, dass mindestens eine Dichtfläche an der Batteriezelle 2 abdichtend anliegt. Zudem wird dadurch eine Kraftreduktion bzw. Kraftverteilung auf die empfindliche Zellschulter 42 realisiert. Durch die Montage der Batteriezelle 2 werden die Wellenberge 55 teilweise zusammengedrückt.The corrugated geometry 45 runs here with its longitudinal axis parallel to the cell shoulder 42. Since the cell foil 62 has a rather undefined outer contour, particularly in this area, the corrugated geometry 45 results in a particularly high level of reliability of the seal. The wave geometry 45 has 7 wave crests 55 here, for example, so that there is seven times the certainty that at least one sealing surface is in sealing contact with the battery cell 2 . In addition, a force reduction or force distribution on the sensitive cell shoulder 42 is thereby realized. Due to the assembly of the battery cell 2, the crests 55 are partially compressed.

Die zweite Dichtstruktur 25 stellt hier eine Positionierhilfe 75 zum Ausrichten der Batteriezelle 2 relativ zum Zwischenelement 3 zur Verfügung. Die Positionierhilfe 75 dient dabei als ein kompressibler Anschlag, an den die Batteriezelle 2 mit ihrer Zellschulter 42 herangeschoben werden kann. In dem hier gezeigten Beispiel wird die Positionierhilfe 75 durch die Wellengeometrie 45 bereitgestellt. So orientiert sich die Batteriezelle 2 bei der Montage bzw. beim Verpressen an der Positionierhilfe 75 des Dichtschaumkörpers 5.The second sealing structure 25 provides a positioning aid 75 for aligning the battery cell 2 relative to the intermediate element 3 . The positioning aid 75 serves as a compressible stop against which the battery cell 2 can be pushed with its cell shoulder 42 . In the example shown here, the positioning aid 75 is provided by the shaft geometry 45 . The battery cell 2 is thus oriented to the positioning aid 75 of the sealing foam body 5 during assembly or pressing.

Die Dichtgeometrie 35 ist hier mit einer Positionierkontur 85 ausgebildet, welche mit einer Gehäusekomponente 14 des Batteriegehäuses 4 und hier beispielhaft einer Endplatte korrespondiert. Dadurch können die Zwischenelemente 3 bzw. die Batteriezellen 2 bei der Montage besonders einfach ausgerichtet werden. Die Positionierung der Gehäusekomponente 14 bzw. der Endplatte ist durch die Positionierkontur 85 hier in zwei Raumrichtungen möglich. Im Bereich der Positionierkontur 85 sind an der Dichtgeometrie 35 hier zudem noch Freischnitte 95 ausgebildet.The sealing geometry 35 is formed here with a positioning contour 85, which corresponds to a housing component 14 of the battery housing 4 and here, for example, to an end plate. As a result, the intermediate elements 3 or the battery cells 2 can be aligned particularly easily during assembly. The positioning of the housing component 14 or the end plate is possible here in two spatial directions due to the positioning contour 85 . In the area of the positioning contour 85, cutouts 95 are also formed here on the sealing geometry 35.

BezugszeichenlisteReference List

11
Batterieeinrichtungbattery setup
22
Batteriezellenbattery cells
33
Zwischenelementintermediate element
44
Batteriegehäusebattery case
55
Dichtschaumkörpersealing foam body
1010
Kühleinrichtungcooling device
1111
Strömungspfadflow path
1212
Endabschnittend section
1313
Kühlelementcooling element
1414
Gehäusekomponentehousing component
1515
Dichtstruktursealing structure
2020
ZulaufIntake
2222
Zellfahnenstrukturcell plume structure
2323
Kompressionselementcompression element
2424
Einführhilfeinsertion aid
2525
Dichtstruktursealing structure
3030
AblaufSequence
3232
Anschlusseinheitconnection unit
3333
Endbereichend area
3535
Dichtgeometriesealing geometry
4242
Zellschultercell shoulder
4343
BreiteBroad
4545
Wellengeometriewave geometry
5252
Pouchzellepouch cell
5555
Wellenbergwave crest
6262
Zellfoliecell foil
6565
Wellentaltrough
7575
Positionierhilfepositioning aid
8585
Positionierkonturpositioning contour
9595
Freischnittfree cut
130130
Kühlmittelführungssystemcoolant management system

Claims (13)

Batterieeinrichtung (1) für ein wenigstens teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine Kühleinrichtung (10) zur Direktkühlung von Batteriezellen (2) und wenigstens ein Batteriegehäuse (4) und mehrere in dem Batteriegehäuse (4) aufgenommene, nebeneinander angeordnete Batteriezellen (2) und mehrere in dem Batteriegehäuse (4) aufgenommene, sandwichartig zwischen benachbarten Batteriezellen (2) angeordnete Zwischenelemente (3), wobei die Zwischenelemente (3) durch Kühlelemente (13) und/oder Kompressionselemente (23) bereitgestellt werden und wobei die Batteriezellen (2) jeweils zwei gegenüberliegende Endabschnitte (12) aufweisen, an denen jeweils eine Zellfahnenstruktur (22) ausgebildet ist, wobei die Zwischenelemente (3) wenigstens zum Teil an ihren benachbart zu den Endabschnitten (12) der Batteriezellen (2) angeordneten Endbereichen (33) mit jeweils wenigstens einem kompressiblen Dichtschaumkörper (5) ausgestattet sind und wobei der Dichtschaumkörper (5) zu den benachbarten Batteriezellen (2) mit jeweils wenigstens einer Dichtgeometrie (35) abdichtet, um definierte Strömungspfade (11) für ein Kühlmittel der Kühleinrichtung (10) innerhalb des Batteriegehäuses (4) bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtgeometrie (35) wenigstens eine Positionierkontur (85) umfasst, welche mit einer Gehäusekomponente (14) des Batteriegehäuses (4) korrespondiert, um das Zwischenelement (3) mittels der Positionierkontur (85) an der Gehäusekomponente (14) auszurichten.Battery device (1) for an at least partially electrically driven motor vehicle, comprising at least one cooling device (10) for direct cooling of battery cells (2) and at least one battery housing (4) and a plurality of battery cells (2) arranged next to one another and accommodated in the battery housing (4). a plurality of intermediate elements (3) accommodated in the battery housing (4) and arranged in a sandwich-like manner between adjacent battery cells (2), the intermediate elements (3) being provided by cooling elements (13) and/or compression elements (23) and the battery cells (2) each have two opposite end sections (12), on each of which a cell tab structure (22) is formed, the intermediate elements (3) at least in part at their end regions (33) arranged adjacent to the end sections (12) of the battery cells (2) each having at least are equipped with a compressible sealing foam body (5) and wherein the sealing foam body (5) seals off the adjacent battery cells (2) with at least one sealing geometry (35) in each case in order to create defined flow paths (11) for a coolant of the cooling device (10) within the battery housing ( 4), characterized in that the sealing geometry (35) comprises at least one positioning contour (85) which corresponds to a housing component (14) of the battery housing (4) in order to position the intermediate element (3) by means of the positioning contour (85) on the housing component (14) to align. Batterieeinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Dichtschaumkörper (5) durch Anfügen eines formlosen Werkstoffs an das Zwischenelement (3) unter Verwendung eines Formwerkzeugs hergestellt und mit dem Zwischenelement (3) fest verbunden wird.Battery device (1) according to the preceding claim, wherein the sealing foam body (5) is produced by attaching a shapeless material to the intermediate element (3) using a mold and is firmly connected to the intermediate element (3). Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Dichtgeometrie (35) wenigstens über die gesamte Breite (43) des Zwischenelements (3) erstreckt.Battery device (1) according to one of the preceding claims, wherein the sealing geometry (35) extends at least over the entire width (43) of the intermediate element (3). Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtgeometrie (35) mit einer ersten Dichtstruktur (15) an der Zellfahnenstruktur (22) anliegt.Battery device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the sealing geometry (35) rests with a first sealing structure (15) on the cell lug structure (22). Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtgeometrie (35) mit einer zweiten Dichtstruktur (25) an einer Zellschulter (42) der Batteriezelle (2) anliegt.Battery device (1) according to one of the preceding claims, wherein the sealing geometry (35) bears against a cell shoulder (42) of the battery cell (2) with a second sealing structure (25). Batterieeinrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die zweite Dichtstruktur (25) wenigstens eine Wellengeometrie (45) mit einer Mehrzahl von Wellenbergen (55) und Wellentälern (65) umfasst und wobei wenigstens die Wellenberge (55) an der Zellschulter (42) abdichtend anliegen.Battery device (1) according to the preceding claim, wherein the second sealing structure (25) comprises at least one wave geometry (45) with a plurality of wave crests (55) and wave troughs (65) and wherein at least the wave crests (55) on the cell shoulder (42) fit tightly. Batterieeinrichtung (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Dichtstruktur (25) eine Positionierhilfe (75) zum Ausrichten der Batteriezelle (2) relativ zum Zwischenelement (3) bereitstellt.Battery device (1) according to one of the two preceding claims, wherein the second sealing structure (25) provides a positioning aid (75) for aligning the battery cell (2) relative to the intermediate element (3). Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Dichtgeometrie (35) wenigstens ein gezielter Freischnitt (95) ausgebildet ist, in welchem Materialverwerfungen und/oder Materialüberstände der Batteriezelle (2) wenigstens teilweise untergebracht sind.Battery device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one targeted free cut (95) is formed in the sealing geometry (35), in which material distortions and/or material protrusions of the battery cell (2) are at least partially accommodated. Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Batteriezellen (2) jeweils zwischen den Dichtschaumkörpern (5) benachbarter Zwischenelemente (3) angeordnet sind.Battery device (1) according to one of the preceding claims, wherein the battery cells (2) are each arranged between the sealing foam bodies (5) of adjacent intermediate elements (3). Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühlelemente (13) jeweils ein Kühlmittelführungssystem (130) aufweisen, durch welches das Kühlmittel im direkten Kontakt mit den Batteriezellen (2) zwischen benachbarten Batteriezellen (2) entlangströmen kann.Battery device (1) according to one of the preceding claims, wherein the cooling elements (13) each have a coolant guide system (130) through which the coolant can flow between adjacent battery cells (2) in direct contact with the battery cells (2). Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kompressionselemente (23) dazu geeignet und ausgebildet sind, betriebsbedingte Verformungen der Batteriezellen (2) zu kompensieren.Battery device (1) according to one of the preceding claims, wherein the compression elements (23) are suitable and designed to compensate for operational deformations of the battery cells (2). Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühlelemente (13) und die Kompressionselemente (23) abwechselnd zwischen jeweils zwei benachbarten Batteriezellen (2) angeordnet sind.Battery device (1) according to one of the preceding claims, wherein the cooling elements (13) and the compression elements (23) are arranged alternately between two adjacent battery cells (2). Batterieeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Batteriezellen (2) als Pouchzellen (52) ausgebildet sind, bei denen elektrochemische Komponenten in einer beutelartig verschlossenen Zellfolie (62) untergebracht sind.Battery device (1) according to one of the preceding claims, wherein the battery cells (2) are designed as pouch cells (52) in which electrochemical components are accommodated in a cell film (62) sealed in the manner of a pouch.
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