DE102022127430A1

DE102022127430A1 - Battery for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102022127430A1
Application number: DE102022127430.6A
Authority: DE
Inventors: Dominik Grass; Markus Göhring
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2022-10-19
Filing date: 2022-10-19
Publication date: 2024-04-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug, wobei die Batterie eine erste Batteriezelle (100), eine zweite Batteriezelle (101), mehrere Kühlkanäle (105; 106) und ein Zwischenelement (103) umfasst, wobei die Batteriezellen jeweils einen Energiespeicher und ein den Energiespeicher umgebendes Gehäuse umfassen, wobei die erste Batteriezelle (100) erste Vorsprünge (102) umfasst, die an einem der zweiten Batteriezelle (101) zugewandten Teil des Gehäuses der ersten Batteriezelle (100) angeordnet sind und vom Gehäuse der ersten Batteriezelle (100) in Richtung der zweiten Batteriezelle (101) hervorragen, wobei die zweite Batteriezelle (101) zweite Vorsprünge (107) umfasst, die an einem der ersten Batteriezelle (100) zugewandten Teil des Gehäuses der zweiten Batteriezelle (101) angeordnet sind und vom Gehäuse der zweiten Batteriezelle (101) in Richtung der ersten Batteriezelle (100) hervorragen, wobei die ersten Vorsprünge (102) relativ zu den zweiten Vorsprüngen (107) versetzt sind, wobei das Zwischenelement (103) jeweils an den ersten Vorsprüngen (102) und den zweiten Vorsprüngen (107) anliegt, und wobei die Kühlkanäle (105; 106) jeweils durch einen der ersten Vorsprünge (102), das Zwischenelement (103) und das Gehäuse der ersten Batteriezelle (100) oder durch einen der zweiten Vorsprünge (107), das Zwischenelement (103) und das Gehäuse der zweiten Batteriezelle (101) begrenzt sind.

The invention relates to a battery for a motor vehicle, wherein the battery comprises a first battery cell (100), a second battery cell (101), a plurality of cooling channels (105; 106) and an intermediate element (103), wherein the battery cells each comprise an energy storage device and a housing surrounding the energy storage device, wherein the first battery cell (100) comprises first projections (102) which are arranged on a part of the housing of the first battery cell (100) facing the second battery cell (101) and protrude from the housing of the first battery cell (100) in the direction of the second battery cell (101), wherein the second battery cell (101) comprises second projections (107) which are arranged on a part of the housing of the second battery cell (101) facing the first battery cell (100) and protrude from the housing of the second battery cell (101) in the direction of the first battery cell (100), wherein the first projections (102) are arranged relative to the second projections (107) are offset, wherein the intermediate element (103) bears against the first projections (102) and the second projections (107), and wherein the cooling channels (105; 106) are each delimited by one of the first projections (102), the intermediate element (103) and the housing of the first battery cell (100) or by one of the second projections (107), the intermediate element (103) and the housing of the second battery cell (101).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1.The present invention relates to a battery for a motor vehicle according to claim 1.

Aus dem Stand der Technik sind Batterien bekannt, die in einem Kraftfahrzeug verwendet werden, um einem elektrischen Antrieb Energie bereitzustellen. Häufig umfassen diese Batterien mehrere Zellen, zwischen denen Kühlkanäle angeordnet sind, um die beim Betrieb entstehende Wärme abzuleiten.Batteries are known from the prior art that are used in a motor vehicle to provide energy to an electric drive. These batteries often comprise several cells between which cooling channels are arranged to dissipate the heat generated during operation.

Die US 2006/0063067 A1 offenbart eine Batterie mit mehreren Batteriezellen. Die Seitenwände der Batteriezellen weisen eine Rippenstruktur auf, die jeweils an der benachbarten Batteriezelle anliegt. Die Rippenstrukturen begrenzen mehrere Kühlkanäle.The US 2006/0063067 A1 discloses a battery with several battery cells. The side walls of the battery cells have a rib structure, each of which rests against the adjacent battery cell. The rib structures delimit several cooling channels.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine kompaktere Batterie zu schaffen. Außerdem soll ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie geschaffen werden.In contrast, the present invention is based on the object of creating a more compact battery. In addition, a motor vehicle with such a battery is to be created.

Diese Aufgabe wird durch eine Batterie gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 9 und ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 10 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a battery according to claim 1, a method according to claim 9 and a motor vehicle according to claim 10. Embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Die Batterie umfasst eine erste Batteriezelle, eine zweite Batteriezelle, mehrere Kühlkanäle und ein Zwischenelement. Die Batteriezellen umfassen jeweils einen Energiespeicher und ein den Energiespeicher umgebendes Gehäuse. Unter einem Energiespeicher wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere eine elektrochemische Zelle verstanden, die dazu ausgebildet ist, elektrische Energie abzugeben. Die erste Batteriezelle umfasst erste Vorsprünge, die an einem der zweiten Batteriezelle zugewandten Teil des Gehäuses der ersten Batteriezelle angeordnet sind und vom Gehäuse der ersten Batteriezelle in Richtung der zweiten Batteriezelle hervorragen. Die zweite Batteriezelle umfasst zweite Vorsprünge, die an einem der ersten Batteriezelle zugewandten Teil des Gehäuses der zweiten Batteriezelle angeordnet sind und vom Gehäuse der zweiten Batteriezelle in Richtung der ersten Batteriezelle hervorragen. Die ersten Vorsprünge und die zweiten Vorsprünge können beispielsweise die gleiche Form aufweisen.The battery comprises a first battery cell, a second battery cell, several cooling channels and an intermediate element. The battery cells each comprise an energy storage device and a housing surrounding the energy storage device. In the context of this description, an energy storage device is understood to mean in particular an electrochemical cell that is designed to emit electrical energy. The first battery cell comprises first projections that are arranged on a part of the housing of the first battery cell facing the second battery cell and protrude from the housing of the first battery cell in the direction of the second battery cell. The second battery cell comprises second projections that are arranged on a part of the housing of the second battery cell facing the first battery cell and protrude from the housing of the second battery cell in the direction of the first battery cell. The first projections and the second projections can, for example, have the same shape.

Die ersten Vorsprünge sind dabei relativ zu den zweiten Vorsprüngen versetzt. Hierunter wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere verstanden, dass beispielsweise die ersten Vorsprünge in Zwischenräume zwischen den zweiten Vorsprüngen hineinragen können und/oder dass die zweiten Vorsprünge in Zwischenräume zwischen den ersten Vorsprüngen hineinragen können.The first projections are offset relative to the second projections. In the context of this description, this is understood in particular to mean that, for example, the first projections can protrude into gaps between the second projections and/or that the second projections can protrude into gaps between the first projections.

Das Zwischenelement liegt jeweils, beispielsweise direkt, an den ersten Vorsprüngen und an den zweiten Vorsprüngen an. Die Kühlkanäle können jeweils durch einen der ersten Vorsprünge, das Zwischenelement und das Gehäuse der ersten Batteriezelle begrenzt sein. Dies kann beispielsweise für eine erste Gruppe der Kühlkanäle zutreffen. Die Kühlkanäle können alternativ dazu jeweils durch einen der zweiten Vorsprünge, das Zwischenelement und das Gehäuse der der zweiten Batteriezelle begrenzt sein. Dies kann beispielsweise für eine zweite Gruppe der Kühlkanäle zutreffen.The intermediate element rests, for example directly, on the first projections and on the second projections. The cooling channels can each be delimited by one of the first projections, the intermediate element and the housing of the first battery cell. This can apply, for example, to a first group of cooling channels. Alternatively, the cooling channels can each be delimited by one of the second projections, the intermediate element and the housing of the second battery cell. This can apply, for example, to a second group of cooling channels.

Es gibt somit eine erste Gruppe der Kühlkanäle, die unter anderem durch die ersten Vorsprünge und das Gehäuse der ersten Batteriezelle begrenzt sind, und eine zweite Gruppe der Kühlkanäle, die unter anderem durch die zweiten Vorsprünge und das Gehäuse der zweiten Batteriezelle begrenzt sind. Da die ersten und die zweiten Vorsprünge versetzt zueinander angeordnet sind, sind somit auch die Kühlkanäle versetzt zueinander angeordnet. Auf diese Weise wird der zwischen den Batteriezellen für die Kühlkanäle benötigte Bauraum verkleinert, sodass die Batteriezelle kompakter ausgestaltet sein kann.There is thus a first group of cooling channels, which are delimited, among other things, by the first projections and the housing of the first battery cell, and a second group of cooling channels, which are delimited, among other things, by the second projections and the housing of the second battery cell. Since the first and second projections are offset from one another, the cooling channels are also offset from one another. In this way, the installation space required between the battery cells for the cooling channels is reduced, so that the battery cell can be designed more compactly.

Die ersten und die zweiten Vorsprünge haben außerdem den Vorteil, dass die gesamte Batterie versteift wird. Durch die Erhöhung der mechanischen Stabilität kann ein temperaturbedingtes Ausdehnen der Batteriezellen verringert werden.The first and second projections also have the advantage of stiffening the entire battery. By increasing mechanical stability, temperature-related expansion of the battery cells can be reduced.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Zwischenelement eine gewellte Form aufweisen. Unter der gewellten Form wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere eine Form verstanden, bei der sich Krümmungen in entgegengesetzte Richtungen abwechseln. Beispielsweise kann die gewellte Form eine Sinusform sein oder ihr ähneln. Durch die gewellte Form ist das Zwischenelement an die versetzt zueinander angeordneten ersten und zweiten Vorsprünge angepasst, sodass weiter Bauraum gespart wird.According to one embodiment of the invention, the intermediate element can have a corrugated shape. In the context of this description, the corrugated shape is understood to mean in particular a shape in which curvatures alternate in opposite directions. For example, the corrugated shape can be a sinusoidal shape or resemble one. Due to the corrugated shape, the intermediate element is adapted to the first and second projections arranged offset from one another, so that further installation space is saved.

Das Zwischenelement kann die gewellte Form beispielsweise schon aufweisen, bevor es zwischen den Batteriezellen angeordnet wird. Es ist auch möglich, dass es bei einer Annäherung der Batteriezellen aneinander durch die ersten und zweiten Vorsprünge in die gewellte Form gebracht wird.The intermediate element can, for example, already have the corrugated shape before it is arranged between the battery cells. It is also possible that it is brought into the corrugated shape by the first and second projections when the battery cells approach each other.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Zwischenelement ein Kompressionselement und zwei Stabilisierungslagen umfassen. Unter dem Kompressionselement wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere ein Element verstanden, das bei einer Ausdehnung einer der Batteriezellen oder beider Batteriezellen, die beispielsweise thermisch induziert sein kann, komprimiert wird. Kompressionselemente werden insbesondere im Zusammenhang mit Lithium-Ionen-Batteriezellen verwendet, um ein Ausdehnen der Batteriezellen zu ermöglichen und gleichzeitig Bewegungen der Batteriezellen zu verhindern oder zu dämpfen.According to one embodiment of the invention, the intermediate element can comprise a compression element and two stabilization layers. In the context of this description, the compression element is understood to mean in particular an element that is compressed when one of the battery cells or both battery cells expand, which can be thermally induced, for example. Compression elements are used in particular in connection with lithium-ion battery cells to enable the battery cells to expand and at the same time prevent or dampen movements of the battery cells.

Das Kompressionselement kann zwischen den Stabilisierungslagen angeordnet sein. Die Kühlkanäle können jeweils durch die Stabilisierungslagen begrenzt sein. Die Stabilisierungslagen können beispielsweise durch den gesamten Zwischenraum zwischen der ersten Batteriezelle und der zweiten Batteriezelle verlaufen. Es ist insbesondere möglich, dass die Stabilisierungslagen in direktem Kontakt mit den ersten und zweiten Vorsprüngen und mit den Gehäusen der ersten und der zweiten Batteriezelle stehen.The compression element can be arranged between the stabilization layers. The cooling channels can each be delimited by the stabilization layers. The stabilization layers can, for example, run through the entire space between the first battery cell and the second battery cell. It is particularly possible for the stabilization layers to be in direct contact with the first and second projections and with the housings of the first and second battery cells.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Kompressionselement ein geringeres Kompressionsmodul als die Stabilisierungslagen aufweisen. Beispielsweise kann das Kompressionselement ein Kompressionsmodul zwischen 1 und 10 GPa aufweisen. Es ist möglich, dass das Kompressionsmodul der Stabilisierungslagen dreimal so groß ist wie das des Kompressionsmoduls.According to one embodiment of the invention, the compression element can have a lower compression modulus than the stabilization layers. For example, the compression element can have a compression modulus between 1 and 10 GPa. It is possible that the compression modulus of the stabilization layers is three times as large as that of the compression modulus.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Stabilisierungslagen jeweils als plattenförmige Festkörper ausgebildet sein. Unter dem Begriff „plattenförmig“ wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere verstanden, dass das jeweilige Bauteil eine im Vergleich zu seiner Länge und Breite relativ geringe Dicke aufweist. Beispielsweise kann die Dicke weniger als ein Fünftel der Länge und/oder der Breite betragen. Die Stabilisierungslagen können beispielsweise jeweils als Blech, Wellblech, laminierte Platte und/oder Kunststoffplatte ausgebildet sein. Die Verwendung von Wellblech ist insbesondere vorteilhaft für die gewellte Form des Zwischenelements.According to one embodiment of the invention, the stabilizing layers can each be designed as plate-shaped solid bodies. In the context of this description, the term "plate-shaped" is understood in particular to mean that the respective component has a relatively small thickness compared to its length and width. For example, the thickness can be less than a fifth of the length and/or the width. The stabilizing layers can each be designed, for example, as sheet metal, corrugated sheet metal, laminated plate and/or plastic plate. The use of corrugated sheet metal is particularly advantageous for the corrugated shape of the intermediate element.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die erste Batteriezelle dritte Vorsprünge aufweisen, die an dem der zweiten Batteriezelle zugewandten Teil des Gehäuses der ersten Batteriezelle angeordnet sind und vom Gehäuse der ersten Batteriezelle in Richtung der zweiten Batteriezelle hervorragen. Die dritten Vorsprünge können dabei weniger weit vom Gehäuse hervorragen als die ersten Vorsprünge. Es ist insbesondere möglich, dass die dritten Vorsprünge in einer der beiden oder beiden anderen Dimensionen jeweils eine größere Ausdehnung aufweisen als die ersten Vorsprünge.According to one embodiment of the invention, the first battery cell can have third projections that are arranged on the part of the housing of the first battery cell facing the second battery cell and protrude from the housing of the first battery cell in the direction of the second battery cell. The third projections can protrude less from the housing than the first projections. It is particularly possible for the third projections to have a larger extension in one of the two or both other dimensions than the first projections.

Die zweite Batteriezelle kann vierte Vorsprünge aufweisen, die an dem der ersten Batteriezelle zugewandten Teil des Gehäuses der zweiten Batteriezelle angeordnet sind und vom Gehäuse der zweiten Batteriezelle in Richtung der ersten Batteriezelle hervorragen. Die vierten Vorsprünge können dabei weniger weit vom Gehäuse hervorragen als die zweiten Vorsprünge. Es ist insbesondere möglich, dass die vierten Vorsprünge in einer oder beiden anderen Dimensionen jeweils eine größere Ausdehnung aufweisen als die zweiten Vorsprünge. Beispielsweise können die vierten Vorsprünge die gleiche Form aufweisen wie die dritten Vorsprünge.The second battery cell can have fourth projections that are arranged on the part of the housing of the second battery cell facing the first battery cell and that protrude from the housing of the second battery cell in the direction of the first battery cell. The fourth projections can protrude less from the housing than the second projections. It is particularly possible for the fourth projections to have a larger extension in one or both other dimensions than the second projections. For example, the fourth projections can have the same shape as the third projections.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die dritten Vorsprünge den zweiten Vorsprüngen gegenüber angeordnet sein. Die vierten Vorsprünge können den ersten Vorsprüngen gegenüber angeordnet sein. Das Zwischenelement ist dann jeweils zwischen den ersten und vierten Vorsprüngen und zwischen den zweiten und dritten Vorsprüngen angeordnet. Auf diese Weise kann die freie Biegelänge des Zwischenelements verringert und damit die mechanische Stabilität der Batterie erhöht werden.According to one embodiment of the invention, the third projections can be arranged opposite the second projections. The fourth projections can be arranged opposite the first projections. The intermediate element is then arranged between the first and fourth projections and between the second and third projections. In this way, the free bending length of the intermediate element can be reduced and thus the mechanical stability of the battery can be increased.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die ersten Vorsprünge mit dem Gehäuse der ersten Batteriezelle und die zweiten Vorsprünge mit dem Gehäuse der zweiten Batteriezelle jeweils einstückig und/oder einteilig ausgebildet sein. Beispielsweise können sowohl das jeweilige Gehäuse als auch die ersten beziehungsweise die zweiten Vorsprünge in einem einzigen Extrudier-Prozess hergestellt werden. Dies ist eine besonders einfache Herstellungsweise.According to one embodiment of the invention, the first projections can be formed integrally and/or in one piece with the housing of the first battery cell and the second projections can be formed integrally with the housing of the second battery cell. For example, both the respective housing and the first and second projections can be produced in a single extrusion process. This is a particularly simple method of production.

Beim Verfahren gemäß Anspruch 9 können das Gehäuse der ersten Batteriezelle und das Gehäuse der zweiten Batteriezelle hergestellt werden, indem zunächst ein plattenförmiges Material bereitgestellt wird, in das dann die Vorsprünge eingebracht werden. Dies kann beispielsweise durch Pressen, Rollieren oder Tiefziehen erfolgen. Dabei können in das Gehäuse der ersten Batteriezelle die ersten Vorsprünge und in das Gehäuse der zweiten Batteriezelle die zweiten Vorsprünge eingebracht werden. Das plattenförmige Material wird in die Gehäuseform gebogen. Die Gehäuseform kann beispielsweise ein Quader sein. Die beiden aneinander anstoßenden Kanten können miteinander verschweißt werden. Dieses Verfahren ist insbesondere vorteilhaft, da mit diesem auch relativ komplexe erste und zweite Vorsprünge hergestellt werden können und somit relativ komplexe Kühlkanäle hergestellt werden können.In the method according to claim 9, the housing of the first battery cell and the housing of the second battery cell can be produced by first providing a plate-shaped material into which the projections are then introduced. This can be done, for example, by pressing, rolling or deep drawing. The first projections can be introduced into the housing of the first battery cell and the second projections into the housing of the second battery cell. The plate-shaped material is bent into the housing shape. The housing shape can be a cuboid, for example. The two abutting edges can be welded together. This method is particularly advantageous because it can also be used to produce relatively complex first and second projections and thus relatively complex cooling channels can be produced.

Das Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 10 umfasst einen elektrischen Antrieb und eine Batterie nach einer Ausführungsform der Erfindung. Die Batterie ist dabei dazu ausgebildet, den Antrieb mit elektrischer Energie zu versorgen. Der Antrieb kann dazu ausgebildet sein, das Kraftfahrzeug anzutreiben.The motor vehicle according to claim 10 comprises an electric drive and a battery according to an embodiment of the invention. The battery is designed to supply the drive with electrical energy. The drive can be designed to drive the motor vehicle.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei werden für gleiche oder ähnliche Bauteile und für Bauteile mit gleichen oder ähnlichen Funktionen dieselben Bezugszeichen verwendet. Dabei zeigen

1 eine schematische Schnittansicht durch eine Batterie mit drei Batteriezellen mit ersten und zweiten Vorsprüngen nach einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine schematische Schnittansicht durch eine Batterie mit drei Batteriezellen mit ersten, zweiten, dritten und vierten Vorsprüngen nach einer Ausführungsform der Erfindung;
3 eine schematische perspektivische Ansicht eines Blechs mit eingebrachten Vorsprüngen zum Zusammenbau eines Gehäuses einer Batteriezelle;
4 eine schematische perspektivische Ansicht eines Gehäuses einer Batteriezelle, gebogen aus dem Blech aus 3; und
5 eine schematische perspektivische Ansicht eines Gehäuses einer Batteriezelle mit komplex geformten Vorsprüngen.

Further features and advantages of the present invention will become clear from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying figures. The same reference numerals are used for identical or similar components and for components with identical or similar functions.

1 a schematic sectional view through a battery with three battery cells with first and second projections according to an embodiment of the invention;
2 a schematic sectional view through a battery with three battery cells with first, second, third and fourth projections according to an embodiment of the invention;
3 a schematic perspective view of a sheet with projections for assembling a housing of a battery cell;
4 a schematic perspective view of a housing of a battery cell, bent from the sheet metal of 3 ; and
5 a schematic perspective view of a housing of a battery cell with complex shaped projections.

Die in 1 dargestellte Batterie umfasst eine erste Batteriezelle 100 und eine zweite Batteriezelle 101. Am Gehäuse der ersten Batteriezelle 100 sind an der der zweiten Batteriezelle 101 zugewandten Seite erste Vorsprünge 102 angeordnet, die in Richtung der zweiten Batteriezelle 101 vom Gehäuse hervorragen. Am Gehäuse der zweiten Batteriezelle 101 sind an der der ersten Batteriezelle 100 zugewandten Seite zweite Vorsprünge 107 angeordnet. Die ersten Vorsprünge 102 und die zweiten Vorsprünge 107 sind versetzt zueinander angeordnet, sodass die ersten Vorsprünge 102 jeweils in Richtung eines Zwischenraums zwischen zwei der zweiten Vorsprünge 107 ragen und die zweiten Vorsprünge 107 jeweils in Richtung eines Zwischenraums zwischen zwei der ersten Vorsprünge 102 ragen.In the 1 The battery shown comprises a first battery cell 100 and a second battery cell 101. First projections 102 are arranged on the housing of the first battery cell 100 on the side facing the second battery cell 101, which protrude from the housing in the direction of the second battery cell 101. Second projections 107 are arranged on the housing of the second battery cell 101 on the side facing the first battery cell 100. The first projections 102 and the second projections 107 are arranged offset from one another, so that the first projections 102 each protrude in the direction of an intermediate space between two of the second projections 107 and the second projections 107 each protrude in the direction of an intermediate space between two of the first projections 102.

Zwischen der ersten Batteriezelle 100 und der zweiten Batteriezelle 101 ist ein Zwischenelement 103 angeordnet, das zwei Stabilisierungslagen 104 und ein Kompressionselement 108 umfasst. Dabei ist das Kompressionselement 108 zwischen den Stabilisierungslagen 104 angeordnet. Das Kompressionselement 108 erfüllt den Zweck bei einer Ausdehnung der Batteriezellen 100 und 101 komprimiert zu werden und so diese Ausdehnung zu erlauben. Dabei ist das Kompressionselement 108 auch im nicht ausgedehnten Zustand der Batteriezellen 100 und 101 zwischen den Batteriezellen 100 und 101 eingeklemmt. Auf diese Weise wird die mechanische Stabilität der Batterie erhöht.An intermediate element 103 is arranged between the first battery cell 100 and the second battery cell 101, which comprises two stabilization layers 104 and a compression element 108. The compression element 108 is arranged between the stabilization layers 104. The compression element 108 serves the purpose of being compressed when the battery cells 100 and 101 expand, thus allowing this expansion. The compression element 108 is also clamped between the battery cells 100 and 101 when the battery cells 100 and 101 are not expanded. In this way, the mechanical stability of the battery is increased.

Das Zwischenelement 103 berührt jeweils direkt das Gehäuse der ersten Batteriezelle 100, das Gehäuse der zweiten Batteriezelle 101, die ersten Vorsprünge 102 und die zweiten Vorsprünge 107. Da die ersten Vorsprünge 102 relativ zu den zweiten Vorsprüngen 107 versetzt angeordnet sind, ergibt sich hieraus eine gewellte Form des Zwischenelements.The intermediate element 103 directly contacts the housing of the first battery cell 100, the housing of the second battery cell 101, the first projections 102 and the second projections 107. Since the first projections 102 are offset relative to the second projections 107, this results in a corrugated shape of the intermediate element.

Zwischen einer ersten der Stabilisierungslagen 104, den ersten Vorsprüngen 102 und dem Gehäuse der ersten Batteriezelle 100 sind erste Kühlkanäle 105 angeordnet Zwischen einer zweiten der Stabilisierungslagen 104, den zweiten Vorsprüngen 107 und dem Gehäuse der zweiten Batteriezelle 101 sind zweite Kühlkanäle 106 angeordnet. Aufgrund der gewellten Form der Stabilisierungslagen 104 als Bestandteil des Zwischenelements 103 und der versetzten Anordnung der ersten Vorsprünge 102 relativ zu den zweiten Vorsprüngen 107 sind die ersten Kühlkanäle 105 versetzt zu den zweiten Kühlkanälen 106 angeordnet. Auf diese Weise wird eine zuverlässige Kühlung der Batteriezellen 100 und 101 bei gleichzeitig kompakter Bauweise der Batterie erreicht.First cooling channels 105 are arranged between a first of the stabilization layers 104, the first projections 102 and the housing of the first battery cell 100. Second cooling channels 106 are arranged between a second of the stabilization layers 104, the second projections 107 and the housing of the second battery cell 101. Due to the corrugated shape of the stabilization layers 104 as part of the intermediate element 103 and the offset arrangement of the first projections 102 relative to the second projections 107, the first cooling channels 105 are arranged offset from the second cooling channels 106. In this way, reliable cooling of the battery cells 100 and 101 is achieved while at the same time the battery has a compact design.

Die ersten Vorsprünge 102 und die zweiten Vorsprünge 107 erhöhen außerdem die Stabilität der Batteriezelle.The first protrusions 102 and the second protrusions 107 also increase the stability of the battery cell.

Die ersten Vorsprünge 102 können beispielsweise bei der Herstellung der ersten Batteriezelle 100 am Gehäuse der ersten Batteriezelle 100 angeformt sein. Die zweiten Vorsprünge 107 können bei der Herstellung der zweiten Batteriezelle 101 am Gehäuse der zweiten Batteriezelle 101 angeformt sein.The first projections 102 can, for example, be molded onto the housing of the first battery cell 100 during the manufacture of the first battery cell 100. The second projections 107 can be molded onto the housing of the second battery cell 101 during the manufacture of the second battery cell 101.

Die Batterie in 1 umfasst außerdem eine dritte Batteriezelle, auf deren detaillierte Beschreibung verzichtet wird, da sie baugleich zur ersten Batteriezelle 100 ausgeführt ist. Zwischen der zweiten Batteriezelle 101 und der dritten Batteriezelle ist ebenfalls ein Zwischenelement angeordnet, das baugleich zum anderen Zwischenelement und analog angeordnet ist.The battery in 1 also includes a third battery cell, which will not be described in detail since it is constructed identically to the first battery cell 100. An intermediate element is also arranged between the second battery cell 101 and the third battery cell, which is constructed identically to the other intermediate element and is arranged in a similar manner.

Die in 2 dargestellte Ausführungsform der Batterie unterscheidet sich im Wesentlichen von der in 1 dargestellten Ausführungsform durch dritte Vorsprünge 201 und vierte Vorsprünge 200. Dabei sind die dritten Vorsprünge 201 gegenüber den zweiten Vorsprüngen 107 angeordnet. Die vierten Vorsprünge 200 sind gegenüber den ersten Vorsprüngen 102 angeordnet. Die dritten Vorsprünge 201 ragen dabei weniger weit vom Gehäuse der ersten Batteriezelle 100 in Richtung der zweiten Batteriezelle 101 als die ersten Vorsprünge 102. Die vierten Vorsprünge 200 ragen weniger weit vom Gehäuse der zweiten Batteriezelle 101 in Richtung der ersten Batteriezelle 100 als die zweiten Vorsprünge 107. Somit weist das Zwischenelement 103 - ähnlich wie bei der Batterie aus 1 - eine gewellte Form auf.In the 2 The embodiment of the battery shown differs substantially from that shown in 1 illustrated embodiment by third projections 201 and fourth projections 200. The third projections 201 are arranged opposite the second projections 107. The fourth projections 200 are arranged opposite the first projections 102. The third projections 201 protrude less far from the housing of the first battery cell 100 in the direction of the second battery riezelle 101 than the first projections 102. The fourth projections 200 protrude less far from the housing of the second battery cell 101 in the direction of the first battery cell 100 than the second projections 107. Thus, the intermediate element 103 - similar to the battery from 1 - has a wavy shape.

Die ersten Kühlkanäle 105 werden bei der Batterie in 2 somit durch das Gehäuse der ersten Batteriezelle 100, die ersten Vorsprünge 102, die dritten Vorsprünge 201 und das Zwischenelement 103 begrenzt. Die zweiten Kühlkanäle 106 werden bei der Batterie in 2 durch das Gehäuse der zweiten Batteriezelle 101, die zweiten Vorsprünge 107, die vierten Vorsprünge 200 und das Zwischenelement 103 begrenzt. Im Vergleich zur Batterie aus 1 verkleinern also die dritten Vorsprünge 201 und die vierten Vorsprünge 200 jeweils die Kühlkanäle 105 bzw. 106. Vorteilhaft sind die dritten Vorsprünge 201 und die vierten Vorsprünge 200 hingegen zur Steigerung der mechanischen Stabilität der Batterie, da die freie Biegelänge des Zwischenelements 103 reduziert wird. Die dritten Vorsprünge 201 und die vierten Vorsprünge 200 stützen das Zwischenelement 103 zusätzlich ab.The first cooling channels 105 are located in the battery 2 thus limited by the housing of the first battery cell 100, the first projections 102, the third projections 201 and the intermediate element 103. The second cooling channels 106 are formed in the battery in 2 by the housing of the second battery cell 101, the second projections 107, the fourth projections 200 and the intermediate element 103. Compared to the battery from 1 The third projections 201 and the fourth projections 200 therefore reduce the size of the cooling channels 105 and 106, respectively. The third projections 201 and the fourth projections 200, however, are advantageous for increasing the mechanical stability of the battery, since the free bending length of the intermediate element 103 is reduced. The third projections 201 and the fourth projections 200 additionally support the intermediate element 103.

Das in 3 dargestellte Blech 300 weist erste Vorsprünge 102 auf und kann zur Herstellung eines Gehäuses der ersten Batteriezelle verwendet werden. Zu diesem Zweck wird es entlang der Biegelinien 301 in den mit Pfeilen in 3 dargestellten Richtungen gebogen. Nach dem Biegevorgang weist das Blech 300 die in 4 dargestellte Quaderform auf. Die ersten Vorsprünge 102 stehen nach außen hervor. Zwei aneinander anstoßende Kanten des Gehäuses werden mit einer Schweißnaht 400 verschweißt.This in 3 The sheet metal 300 shown has first projections 102 and can be used to produce a housing of the first battery cell. For this purpose, it is bent along the bending lines 301 in the directions indicated by arrows in 3 directions shown. After the bending process, the sheet 300 has the 4 The first projections 102 protrude outwards. Two abutting edges of the housing are welded with a weld seam 400.

Mit diesem Verfahren lassen sich ganz unterschiedliche erste Vorsprünge 102 herstellen, sodass auch sehr komplex geformte Kühlkanäle möglich sind. Ein Beispiel komplex geformter Vorsprünge 501 ist beim Gehäuse 500 in 5 dargestellt.This method can be used to produce very different first projections 102, so that even very complexly shaped cooling channels are possible. An example of complexly shaped projections 501 is shown in the housing 500 in 5 shown.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2006/0063067 A1 [0003]

Claims

Battery for a motor vehicle, wherein the battery comprises a first battery cell (100), a second battery cell (101), a plurality of cooling channels (105; 106) and an intermediate element (103), wherein the battery cells each comprise an energy storage device and a housing surrounding the energy storage device, wherein the first battery cell (100) comprises first projections (102) which are arranged on a part of the housing of the first battery cell (100) facing the second battery cell (101) and protrude from the housing of the first battery cell (100) in the direction of the second battery cell (101), wherein the second battery cell (101) comprises second projections (107) which are arranged on a part of the housing of the second battery cell (101) facing the first battery cell (100) and protrude from the housing of the second battery cell (101) in the direction of the first battery cell (100), wherein the first projections (102) are offset relative to the second projections (107), wherein the intermediate element (103) rests against the first projections (102) and the second projections (107), and wherein the cooling channels (105; 106) are each delimited by one of the first projections (102), the intermediate element (103) and the housing of the first battery cell (100) or by one of the second projections (107), the intermediate element (103) and the housing of the second battery cell (101).

Battery after Claim 1 , characterized in that the intermediate element (103) has a corrugated shape.

Battery according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate element (103) comprises a compression element (108) and two stabilization layers (104), wherein the compression element (108) is arranged between the stabilization layers (104), wherein the cooling channels (105; 106) are each delimited by the stabilization layers (104).

Battery according to the preceding claim, characterized in that the compression element (108) has a lower compression modulus than the stabilization layers (104).

Battery according to one of the two preceding claims, characterized in that the stabilizing layers (104) are each designed as plate-shaped solid bodies.

Battery according to one of the preceding claims, characterized in that the first battery cell (100) has third projections (201) which are arranged on the part of the housing of the first battery cell (100) facing the second battery cell (101) and protrude from the housing of the first battery cell (100) in the direction of the second battery cell (101), wherein the third projections (201) protrude less far from the housing than the first projections (102), wherein the second battery cell (102) has fourth projections (200) which are arranged on the part of the housing of the second battery cell (101) facing the first battery cell (100) and protrude from the housing of the second battery cell (101) in the direction of the first battery cell (100), wherein the fourth projections (200) protrude less far from the housing than the second projections (107).

Battery according to the preceding claim, characterized in that the third projections (201) and the second projections (107) are arranged opposite each other and that the first projections (102) and the fourth projections (200) are arranged opposite each other.

Battery according to one of the preceding claims, characterized in that the first projections (102) are each formed integrally and/or in one piece with the housing of the first battery cell (100) and the second projections (107) are each formed integrally and/or in one piece with the housing of the second battery cell (101).

Method for producing a battery according to one of the preceding claims, characterized in that the housing of the first battery cell (100) and the housing of the second battery cell (101) are each produced with the following steps: - providing a plate-shaped material (300); - introducing the projections (102) into the plate-shaped material (300); - bending the plate-shaped material (300) into the housing shape; - welding two abutting edges of the housing.

Motor vehicle comprising an electric drive and a battery according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the battery is designed to supply the drive with electrical energy.