DE102022132165A1

DE102022132165A1 - Flexible temperature control element with integrated transmission device for an electrical energy storage device of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102022132165A1
Application number: DE102022132165.7A
Authority: DE
Inventors: Alexander KROHMER
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-12-05
Filing date: 2022-12-05
Publication date: 2024-06-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (6) für einen elektrischen Energiespeicher (1) eines Kraftfahrzeugs, aufweisend- eine Temperiereinrichtung (7) zum Temperieren von Speicherkomponenten (2) des elektrischen Energiespeichers (1), und- eine Übertragungseinrichtung (8) aufweisend zumindest eine elektrische Leitung (16, 17a, 17b) zur Energieübertragung und/oder Signalübertragung zwischen Speicherkomponenten (2) des elektrischen Energiespeichers (1),dadurch gekennzeichnet, dassdie Temperiereinrichtung (7) durch ein flexibles Temperierelement (9) mit einer elastischen, fluiddichten Hülle (10) ausgebildet ist, welche zumindest eine mit einem Temperierfluid (12) befüllbare Kammer (11a, 11b) zum Ausbilden eines fluidführenden Temperierkanals aufweist, wobei die Vorrichtung (6) als ein multifunktionales Bauteil ausgebildet ist, indem die zumindest eine elektrische Leitung (16, 17a, 17b) der Übertragungseinrichtung (8) in die Hülle (10) des flexiblen Temperierelementes (9) integriert ist.The invention relates to a device (6) for an electrical energy storage device (1) of a motor vehicle, comprising - a temperature control device (7) for temperature control of storage components (2) of the electrical energy storage device (1), and - a transmission device (8) comprising at least one electrical line (16, 17a, 17b) for energy transmission and/or signal transmission between storage components (2) of the electrical energy storage device (1), characterized in that the temperature control device (7) is formed by a flexible temperature control element (9) with an elastic, fluid-tight casing (10) which has at least one chamber (11a, 11b) which can be filled with a temperature control fluid (12) for forming a fluid-conducting temperature control channel, wherein the device (6) is designed as a multifunctional component in that the at least one electrical line (16, 17a, 17b) of the transmission device (8) is integrated into the casing (10) of the flexible temperature control element (9).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung weist eine Temperiereinrichtung zum Temperieren von Speicherkomponenten des elektrischen Energiespeichers und eine Übertragungseinrichtung mit zumindest einer elektrischen Leitung zur Energieübertragung und/oder Signalübertragung zwischen Speicherkomponenten des elektrischen Energiespeichers auf. Die Erfindung betrifft außerdem einen elektrischen Energiespeicher sowie ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a device for an electrical energy storage device of a motor vehicle. The device has a temperature control device for controlling the temperature of storage components of the electrical energy storage device and a transmission device with at least one electrical line for energy transmission and/or signal transmission between storage components of the electrical energy storage device. The invention also relates to an electrical energy storage device and a motor vehicle.

Vorliegend richtet sich das Interesse auf elektrische Energiespeicher, welche beispielsweise als Traktionsbatterien elektrifizierter Kraftfahrzeuge, beispielsweise Elektro- oder Hybridfahrzeuge, eingesetzt werden können. Solche elektrischen Energiespeicher weisen üblicherweise eine Vielzahl von Speicherkomponenten, beispielsweise Energiespeicherzellen, Sensoren, Aktoren, ein Steuergerät, etc., auf, welche in einem Speichergehäuse des elektrischen Energiespeichers angeordnet sein können. Zum Temperieren der Speicherkomponenten, insbesondere der Energiespeicherzellen, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Temperiereinrichtungen in das Speichergehäuse zu integrieren. Solche Temperiereinrichtungen können beispielsweise als flüssigkeitsführende, starre Temperierelemente in Form von Kühlplatten oder wellenprofilförmigen Kühlschlangen ausgebildet sein.In the present case, the interest is directed towards electrical energy storage devices which can be used, for example, as traction batteries in electrified motor vehicles, for example electric or hybrid vehicles. Such electrical energy storage devices usually have a large number of storage components, for example energy storage cells, sensors, actuators, a control unit, etc., which can be arranged in a storage housing of the electrical energy storage device. In order to control the temperature of the storage components, in particular the energy storage cells, it is known from the prior art to integrate temperature control devices into the storage housing. Such temperature control devices can be designed, for example, as liquid-conducting, rigid temperature control elements in the form of cooling plates or wave-profile-shaped cooling coils.

Außerdem weisen elektrische Energiespeicher in der Regel Übertragungseinrichtungen, beispielsweise in Form von einem Kabelbaum, auf, welche Signale und/oder elektrische Energie zwischen den Speicherkomponenten, beispielsweise zwischen den Sensoren und dem Steuergerät, übertragen. Sowohl die Temperiereinrichtungen als auch die Übertragungseinrichtungen benötigen Bauraum im Speichergehäuse, welcher einen für die Energiespeicherzellen zur Verfügung stehenden Bauraum reduziert.In addition, electrical energy storage devices usually have transmission devices, for example in the form of a cable harness, which transmit signals and/or electrical energy between the storage components, for example between the sensors and the control unit. Both the temperature control devices and the transmission devices require installation space in the storage housing, which reduces the installation space available for the energy storage cells.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bauraumsparende Lösung zur Integration von Temperiereinrichtungen und Übertragungseinrichtung in einen elektrischen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide a space-saving solution for integrating temperature control devices and transmission devices into an electrical energy storage device for a motor vehicle.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung, einen elektrischen Energiespeicher sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.This object is achieved according to the invention by a device, an electrical energy storage device and a motor vehicle with the features according to the respective independent patent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent patent claims, the description and the figures.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs weist eine Temperiereinrichtung zum Temperieren von Speicherkomponenten des elektrischen Energiespeichers und eine Übertragungseinrichtung mit zumindest einer elektrischen Leitung zur Energieübertragung und/oder Signalübertragung zwischen Speicherkomponenten des elektrischen Energiespeichers auf. Die Temperiereinrichtung ist durch ein flexibles Temperierelement mit einer elastischen, fluiddichten Hülle ausgebildet, welche zumindest eine mit einem Temperierfluid befüllbare Kammer zum Ausbilden eines fluidführenden Temperierkanals umhüllt. Die Vorrichtung ist als ein multifunktionales Bauteil ausgebildet, indem die zumindest eine elektrische Leitung der Übertragungseinrichtung in die Hülle des flexiblen Temperierelementes integriert ist.A device according to the invention for an electrical energy storage device of a motor vehicle has a temperature control device for temperature control of storage components of the electrical energy storage device and a transmission device with at least one electrical line for energy transmission and/or signal transmission between storage components of the electrical energy storage device. The temperature control device is formed by a flexible temperature control element with an elastic, fluid-tight casing, which encloses at least one chamber that can be filled with a temperature control fluid to form a fluid-conducting temperature control channel. The device is designed as a multifunctional component in that the at least one electrical line of the transmission device is integrated into the casing of the flexible temperature control element.

Zur Erfindung gehört außerdem ein elektrischer Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Vielzahl von Speicherkomponenten und zumindest eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Der elektrische Energiespeicher ist insbesondere ein Hochvoltenergiespeicher und wird als Traktionsbatterie für ein elektrifiziertes Kraftfahrzeug verwendet. Die Speicherkomponenten sind beispielsweise durch Energiespeicherzellen, Sensoren, Aktoren und zumindest ein Steuergerät ausgebildet. Die Sensoren dienen beispielsweise der Erfassung von zellspezifischen Messgrößen, beispielsweise von Zellspannungen und Zelltemperaturen. Die Energiespeicherzellen sind vorzugsweise als Rundzellen ausgebildet, können jedoch auch als prismatische Zellen oder Pouchzellen ausgebildet sein. Die Speicherkomponenten sind insbesondere in einem Speichergehäuse des elektrischen Energiespeichers angeordnet.The invention also includes an electrical energy storage device for a motor vehicle having a plurality of storage components and at least one device according to the invention. The electrical energy storage device is in particular a high-voltage energy storage device and is used as a traction battery for an electrified motor vehicle. The storage components are formed, for example, by energy storage cells, sensors, actuators and at least one control unit. The sensors are used, for example, to record cell-specific measured variables, for example cell voltages and cell temperatures. The energy storage cells are preferably designed as round cells, but can also be designed as prismatic cells or pouch cells. The storage components are arranged in particular in a storage housing of the electrical energy storage device.

Zum Temperieren von Speicherkomponenten, insbesondere der Energiespeicherzellen, ist zusätzlich zumindest eine Temperiereinrichtung in dem Speichergehäuse angeordnet. Die Temperiereinrichtung ist vorzugsweise eine Kühleinrichtung zum Kühlen der Energiespeicherzellen und führt dazu eine Temperierflüssigkeit bzw. ein Temperierfluid in Form von einem Kühlmittel. Die Temperiereinrichtung ist als das flexible Temperierelement, im Folgenden auch als Pouch-Element bezeichnet, ausgebildet. Zum Bereitstellen der Flexibilität des Temperierelementes weist dieses die elastische, folienartige Hülle auf. Die Hülle umschließt zumindest eine Kammer, welche den zumindest einen Temperierkanal ausbildet. Die Hülle des flexiblen Temperierelementes ist insbesondere als ein Folienbeutel ausgebildet, wobei die zumindest eine Kammer des flexiblen Temperierelementes durch zwei gegenüberliegende Flächen der Hülle, welche, insbesondere durch Wärmebehandlung, bereichsweise mechanisch verbunden sind, ausgebildet ist. Durch das partielle Verbinden der gegenüberliegenden Flächen entstehen Nähte, welche die zumindest eine Kammer begrenzen. Beispielsweise weist die Hülle einen laminierten Schichtstapel bzw. ein Laminat auf. Der Schichtstapel kann beispielsweise zumindest eine Aluminiumschicht und zumindest eine Kunststoffschicht umfassen. Insbesondere ist die Aluminiumschicht zwischen zumindest zwei Kunststoffschichten angeordnet.In order to control the temperature of storage components, in particular the energy storage cells, at least one temperature control device is additionally arranged in the storage housing. The temperature control device is preferably a cooling device for cooling the energy storage cells and supplies a temperature control liquid or a temperature control fluid in the form of a coolant. The temperature control device is designed as the flexible temperature control element, hereinafter also referred to as a pouch element. To provide the flexibility of the temperature control element, it has the elastic, film-like cover. The cover encloses at least one chamber, which forms the at least one temperature control channel. The cover of the flexible temperature control element is designed in particular as a film bag, wherein the at least one chamber of the flexible temperature control element is formed by two opposite surfaces of the cover, which are mechanically connected in regions, in particular by heat treatment. By The partial connection of the opposing surfaces creates seams which delimit the at least one chamber. For example, the casing has a laminated layer stack or a laminate. The layer stack can, for example, comprise at least one aluminum layer and at least one plastic layer. In particular, the aluminum layer is arranged between at least two plastic layers.

Das Temperierelement weist insbesondere einen ersten, eingangsseitigen Fluidanschluss zum Einleiten des Temperierfluids in die zumindest eine Kammer und einen zweiten, ausgangsseitigen Fluidanschluss zum Entnehmen des Temperierfluids aus der zumindest eine Kammer auf. Die Fluidanschlüsse sind insbesondere stutzenartig ausgebildet und sind mechanisch mit der Hülle und fluidisch mit der zumindest einen Kammer verbunden. Der eingangsseitige und der ausgangsseitige Fluidanschluss können beispielsweise an, in Strömungsrichtung einander gegenüberliegenden Seiten bzw. Rändern der Hülle angeordnet sein. In diesem Fall umfasst das Temperierelement einen oder mehrere, quer zur Strömungsrichtung nebeneinander angeordnete Temperierkanäle, durch welche das Temperierfluid von einem Rand zum anderen Rand der Hülle strömt. Auch kann vorgesehen sein, dass die Fluidanschlüsse an dem gleichen Rands des Temperierelementes angeordnet sind. In diesem Fall weist das Temperierelement einen mäanderförmigen Temperierkanal, welcher durch mehrere, fluidisch miteinander verbundene Kammern ausgebildet ist, mit zumindest einem Hinlaufabschnitt und zumindest einem Rücklaufabschnitt auf.The tempering element has in particular a first, input-side fluid connection for introducing the tempering fluid into the at least one chamber and a second, output-side fluid connection for removing the tempering fluid from the at least one chamber. The fluid connections are in particular designed like a nozzle and are mechanically connected to the casing and fluidically to the at least one chamber. The input-side and output-side fluid connections can be arranged, for example, on sides or edges of the casing that are opposite one another in the direction of flow. In this case, the tempering element comprises one or more tempering channels arranged next to one another transversely to the direction of flow, through which the tempering fluid flows from one edge to the other edge of the casing. It can also be provided that the fluid connections are arranged on the same edge of the tempering element. In this case, the tempering element has a meandering tempering channel, which is formed by several fluidically connected chambers, with at least one forward section and at least one return section.

Aufgrund der Flexibilität des Temperierelementes kann dieses besonders einfach in dem Speichergehäuse positioniert werden. Beispielsweise kann das Temperierelement ein längliches Temperierelement sein, welches sich durch einen durch die Rundzellen ausgebildeten Zellverbund hindurchschlängelt und dabei aufgrund von zylindrischen Zellgehäusen der Rundzellen ein wellenförmiges Profil ausbildet. Das Temperierelement bildet somit eine flexible Temperierschlange, insbesondere Kühlschlange, aus, welche anliegend an den zylindrischen Zellgehäusen angeordnet wird. Es kann aber auch sein, dass das Temperierelement ein Zwischenzelltemperierelement ausbildet, welches zwischen zwei prismatischen Zellen oder Pouchzellen angeordnet wird, oder ein Bodentemperierelement ausbildet, welches bodenseitig an dem Zellverbund angeordnet wird.Due to the flexibility of the temperature control element, it can be positioned particularly easily in the storage housing. For example, the temperature control element can be an elongated temperature control element that snakes its way through a cell assembly formed by the round cells and forms a wave-shaped profile due to the cylindrical cell housings of the round cells. The temperature control element thus forms a flexible temperature control coil, in particular a cooling coil, which is arranged adjacent to the cylindrical cell housings. However, the temperature control element can also form an inter-cell temperature control element that is arranged between two prismatic cells or pouch cells, or form a bottom temperature control element that is arranged on the bottom of the cell assembly.

In das flexible Temperierelement ist die Übertragungseinrichtung integriert, indem zumindest eine Leitung der Übertragungseinrichtung in die Hülle integriert ist bzw. zerstörungsfrei unlösbar an der Hülle befestigt ist. Die Übertragungseinrichtung kann beispielsweise eine Heizeinrichtung zum Beheizen der Speicherkomponenten ausbilden, indem zumindest eine Leitung der Übertragungseinrichtung als ein Heizdraht zum Übertragen von Heizenergie ausgebildet und in die Hülle integriert ist. Gemäß dieser Ausgestaltung wird die Kühlung der Energiespeicherzellen insbesondere fluidbasiert über die Temperierelemente durchgeführt, während die Beheizung der Energiespeicherzellen elektrisch über die Heizdrähte durchgeführt wird.The transmission device is integrated into the flexible tempering element in that at least one line of the transmission device is integrated into the casing or is permanently attached to the casing in a non-destructive manner. The transmission device can, for example, form a heating device for heating the storage components in that at least one line of the transmission device is designed as a heating wire for transmitting heating energy and is integrated into the casing. According to this embodiment, the cooling of the energy storage cells is carried out in particular in a fluid-based manner via the tempering elements, while the heating of the energy storage cells is carried out electrically via the heating wires.

Alternativ oder zusätzlich kann die Übertragungseinrichtung eine Messsignalübertragungseinrichtung zur Übertragung von Messsignalen zumindest eines Sensorelementes des elektrischen Energiespeichers zu einer Steuereinrichtung des elektrischen Energiespeichers ausbilden, indem die zumindest eine Leitung der Übertragungseinrichtung als eine Messleitung ausgebildet und in die Hülle integriert ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Übertragungseinrichtung eine Kommunikationseinrichtung zur Übertragung von, insbesondere digitalen, Kommunikationssignalen ausbilden, indem die zumindest eine Leitung der Übertragungseinrichtung als eine Kommunikationsleitung ausgebildet und in die Hülle integriert ist.Alternatively or additionally, the transmission device can form a measurement signal transmission device for transmitting measurement signals from at least one sensor element of the electrical energy storage device to a control device of the electrical energy storage device, in that the at least one line of the transmission device is designed as a measurement line and is integrated into the casing. Alternatively or additionally, the transmission device can form a communication device for transmitting, in particular digital, communication signals, in that the at least one line of the transmission device is designed as a communication line and is integrated into the casing.

Die zumindest eine Messleitung und/oder die zumindest eine Kommunikationsleitung ist insbesondere eine Leiterbahn, welche in die Hülle des Temperierelementes integriert ist. Über die Messleitungen können Sensorsignale, beispielsweise Temperatursignale und/oder Spannungssignale der Energiespeicherzellen zwischen Sensorelementen bzw. Sensoren der Energiespeicherzellen und dem Steuergerät übertragen werden. Dazu können an den Messleitungen Ableiter zum Kontaktieren mit den Sensorelementen angebracht sein. Über die Kommunikationsleitungen können beispielsweise Aktoren der Energiespeicherzellen, z.B. zum Zellbalancing, angesprochen werden.The at least one measuring line and/or the at least one communication line is in particular a conductor track which is integrated into the casing of the temperature control element. Sensor signals, for example temperature signals and/or voltage signals of the energy storage cells, can be transmitted between sensor elements or sensors of the energy storage cells and the control unit via the measuring lines. For this purpose, arresters can be attached to the measuring lines to make contact with the sensor elements. Actuators of the energy storage cells, for example for cell balancing, can be addressed via the communication lines.

Insbesondere weist die elektrische Übertragungseinrichtung zumindest einen Anschlussstecker auf, welcher mit der zumindest einen Leitung elektrisch verbunden ist. Der Anschlussstecker kann beispielsweise an einem ersten Rand des Temperierelementes angeordnet sein und die Fluidanschlüsse können an einem entlang der Strömungsrichtung gegenüberliegenden zweiten Rand des Temperierelementes angeordnet sein. Über den Anschlussstecker können beispielsweise die Messleitungen und/oder Kommunikationsleitungen mit dem Steuergerät mittels einer Steckverbindung verbunden werden. Auch können die Heizdrähte über den Anschlussstecker mit einer Energieversorgung verbunden werden und somit zum Beheizen der Energiespeicherzellen bestromt werden.In particular, the electrical transmission device has at least one connector plug which is electrically connected to the at least one line. The connector plug can be arranged, for example, on a first edge of the temperature control element and the fluid connections can be arranged on a second edge of the temperature control element opposite along the flow direction. The connector plug can be used to connect, for example, the measuring lines and/or communication lines to the control unit by means of a plug connection. The heating wires can also be connected to a power supply via the connector plug and thus be supplied with power to heat the energy storage cells.

Die Vorrichtung vereint somit mehrere Funktionen, beispielsweise die Funktionen Kühlen, elektrisches Heizen und den Kabelbaum für die Überwachung von Zellgrößen wie Zellspannung und Zelltemperatur in einem multifunktionalen, insbesondere monolithischem, Bauteil. Somit können die Temperiereinrichtung und die Überwachungseinrichtung besonders zeit- und bauraumsparend in dem Speichergehäuse angeordnet werden.The device thus combines several functions, for example the functions of cooling, electrical heating and the cable harness for monitoring cell variables such as cell voltage and cell temperature in a multifunctional, particularly monolithic, component. The temperature control device and the monitoring device can therefore be arranged in the storage housing in a particularly time- and space-saving manner.

Zum Integrieren der Übertragungseinrichtung in die Temperiereinrichtung kann zumindest eine Schicht des Schichtstapels der Hülle die zumindest eine Leitung der Übertragungseinrichtung umfassen. Beispielsweise kann die zumindest eine Leitung in eine der Kunststoffschichten integriert sein. Dazu können die Drähte oder Leiterbahnen zwischen zwei miteinander laminierten Folien angeordnet sein. Diese zumindest eine, die elektrischen Leitungen aufweisende Schicht kann dann über Laminieren mit den Schichten des Temperierelementes mechanisch verbunden werden.To integrate the transmission device into the temperature control device, at least one layer of the layer stack of the casing can comprise the at least one line of the transmission device. For example, the at least one line can be integrated into one of the plastic layers. For this purpose, the wires or conductor tracks can be arranged between two films laminated to one another. This at least one layer containing the electrical lines can then be mechanically connected to the layers of the temperature control element by lamination.

Zur Erfindung gehört außerdem ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem erfindungsgemäßen elektrischen Energiespeicher. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere ein elektrifiziertes Kraftfahrzeug in Form von einem Personenkraftwagen.The invention also includes a motor vehicle with at least one electrical energy storage device according to the invention. The motor vehicle is in particular an electrified motor vehicle in the form of a passenger car.

Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung vorgestellten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für den erfindungsgemäßen elektrischen Energiespeicher sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.The embodiments presented with reference to the device according to the invention and their advantages apply accordingly to the electrical energy storage device according to the invention and to the motor vehicle according to the invention.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention emerge from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own.

Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Energiespeichers;
2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Vorrichtung des elektrischen Energiespeichers; und
3 eine semitransparente Darstellung der Vorrichtung in einer Draufsicht.

The invention will now be explained in more detail using a preferred embodiment and with reference to the drawings.

1 a schematic representation of an electrical energy storage device;
2 a schematic cross-sectional view of an electrical energy storage device; and
3 a semi-transparent representation of the device in a top view.

In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols.

1 zeigt einen Ausschnitt aus einem elektrischen Energiespeicher 1 für ein Kraftfahrzeug. Der elektrische Energiespeicher 1 kann als Traktionsakkumulator verwendet werden und weist eine Vielzahl von Speicherkomponenten 2, von welchen hier Energiespeicherzellen 3 dargestellt sind, auf. Die Energiespeicherzellen 3 sind hier als Rundzellen ausgebildet und stehend in einem Zellverbund 4 angeordnet. Eine Erstreckungsrichtung von zylindrischen Zellgehäusen 5 der Energiespeicherzellen ist hier senkrecht zur Zeichenebene orientiert. Außerdem weist der elektrische Energiespeicher 1 zumindest eine Vorrichtung 6 auf, welche als ein multifunktionales Bauteil ausgebildet ist. Insbesondere weist der elektrische Energiespeicher mehrere Vorrichtungen 6 auf. Die Vorrichtung 6, welche schematisch in 2 und 3 dargestellt ist, vereint die Funktionen einer Temperiereinrichtung 7 zum Temperieren der Energiespeicherzellen 3 und einer Übertragungseinrichtung 8 zum Übertragen von Energie und/oder Signalen. 1 shows a section of an electrical energy storage device 1 for a motor vehicle. The electrical energy storage device 1 can be used as a traction accumulator and has a large number of storage components 2, of which energy storage cells 3 are shown here. The energy storage cells 3 are designed here as round cells and are arranged upright in a cell assembly 4. An extension direction of cylindrical cell housings 5 of the energy storage cells is oriented perpendicular to the plane of the drawing. In addition, the electrical energy storage device 1 has at least one device 6, which is designed as a multifunctional component. In particular, the electrical energy storage device has several devices 6. The device 6, which is shown schematically in 2 and 3 combines the functions of a tempering device 7 for tempering the energy storage cells 3 and a transmission device 8 for transmitting energy and/or signals.

Die Temperiereinrichtung 7 ist als ein flexibles Temperierelement 9 ausgebildet und weist eine elastische, folienartige Hülle 10 sowie zumindest eine Kammer 11 a, 11b auf, innerhalb welcher ein Temperierfluid 12 geführt wird. Durch die Flexibilität des Temperierelementes 9 kann das Temperierelement 9 auf einfache Weise in dem Zellverbund 4 zwischen den Energiespeicherzellen 3 angeordnet werden. Beispielsweise bildet das flexible Temperierelement 9 hier eine Temperierschlange aus, welche sich, wie in 1 gezeigt, zwischen den Energiespeicherzellen 3 durch den Zellverbund 4 hindurchschlängelt und dabei an die Zellgehäuse 5 der Energiespeicherzellen 3 anschmiegt. Dadurch bildet das Temperierelement 9 im angeordneten Zustand im Zellverbund 4 hier ein wellenförmiges Profil aus. Hier weist das Temperierelement 9 zwei Kammern 11a, 11b auf, von welchen eine erste Kammer 11a einen mit einem ersten Fluidanschluss 13a verbundenen Hinlauf für das Temperierfluid 12 und eine mit der ersten Kammer 11 a fluidisch gekoppelte zweite Kammer 11b einen mit einem zweiten Fluidanschluss 13b verbundenen Rücklauf für das Temperierfluid 12 ausbildet. Der erste Fluidanschluss 13a ist somit ein Fluideinlass und der zweite Fluidanschluss 13b ist ein Fluidauslass für das Temperierfluid 12. Eine Strömungsrichtung des Temperierfluids 12 ist dabei senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der zylindrischen Zellgehäuse 5 der Energiespeicherzellen 3 gerichtet.The temperature control device 7 is designed as a flexible temperature control element 9 and has an elastic, film-like casing 10 and at least one chamber 11 a, 11 b, within which a temperature control fluid 12 is guided. Due to the flexibility of the temperature control element 9, the temperature control element 9 can be arranged in a simple manner in the cell assembly 4 between the energy storage cells 3. For example, the flexible temperature control element 9 forms a temperature control coil, which, as in 1 shown, meanders through the cell assembly 4 between the energy storage cells 3 and clings to the cell housings 5 of the energy storage cells 3. As a result, the tempering element 9 forms a wave-shaped profile in the arranged state in the cell assembly 4. Here, the tempering element 9 has two chambers 11a, 11b, of which a first chamber 11a forms a forward flow for the tempering fluid 12 connected to a first fluid connection 13a and a second chamber 11b fluidically coupled to the first chamber 11a forms a return flow for the tempering fluid 12 connected to a second fluid connection 13b. The first fluid connection 13a is thus a fluid inlet and the second fluid connection 13b is a fluid outlet for the tempering fluid 12. A flow direction of the tempering fluid 12 is directed perpendicular to the extension direction of the cylindrical cell housings 5 of the energy storage cells 3.

Die Übertragungseinrichtung 8 bildet hier eine Heizeinrichtung 14 sowie eine Messsignalübertragungseinrichtung 15 aus. Die Übertragungseinrichtung 8 weist mehrere elektrische Leitungen 16, 17a, 17b auf, wobei die elektrischen Leitungen 16 als Heizdrähte zum Übertragen von Heizenergie für die Beheizung der Energiespeicherzellen 3 ausgebildet sind und die elektrischen Leitungen 17a, 17b als Messleitungen zum Übertragen von Messsignalen zwischen Sensoren der Energiespeicherzellen 3 und einem Steuergerät des elektrischen Energiespeichers 1 ausgebildet sind. Beispielsweise sind die Messleitungen 17a zur Übertragung von Spannungssignalen von Spannungssensoren der Energiespeicherzellen 3 zu dem Steuergerät und die Messleitungen 17b zur Übertragung von Temperatursignalen von Temperatursensoren der Energiespeicherzellen 3 zu dem Steuergerät ausgebildet. Die Messleitungen 17a, 17b können beispielsweise als Leiterbahnen ausgebildet sein.The transmission device 8 here forms a heating device 14 and a measuring signal transmission device 15. The transmission device The device 8 has a plurality of electrical lines 16, 17a, 17b, wherein the electrical lines 16 are designed as heating wires for transmitting heating energy for heating the energy storage cells 3 and the electrical lines 17a, 17b are designed as measuring lines for transmitting measuring signals between sensors of the energy storage cells 3 and a control unit of the electrical energy storage device 1. For example, the measuring lines 17a are designed to transmit voltage signals from voltage sensors of the energy storage cells 3 to the control unit and the measuring lines 17b are designed to transmit temperature signals from temperature sensors of the energy storage cells 3 to the control unit. The measuring lines 17a, 17b can be designed as conductor tracks, for example.

Zum Ausbilden des multifunktionalen Bauteils sind die Leitungen 16, 17a, 17b in die Hülle 10 des flexiblen Temperierelementes 9 integriert. Die Hülle 10 ist insbesondere als ein Schichtstapel aus mehreren, laminierten Schichten 18, 19 gebildet, wobei die Leitungen 16 hier in eine erste Schicht 18 und die Leitungen 17a, 17b in einer darunter liegende zweite Schicht 19 integriert sind. Beispielsweise sind die Leitungen 16, 17a, 17b in die jeweiligen Schichten 18, 19 einlaminiert. Durch das Integrieren der Leitungen 16, 17a, 17b in die Schichten 18, 19 sind diese besonders platzsparend in dem elektrischen Energiespeicher 1 integrierbar und außerdem vor dem Temperierfluid 12 geschützt. Die Vorrichtung 1 weist hier außerdem mit den Messleitungen 17a, 17b elektrisch und mechanisch verbundene Ableiter 20a, 20b zum Kontaktieren mit den Sensoren sowie einen Anschlussstecker 21 zum Anschließen der Leitungen 16, 17a, 17b an das Steuergerät sowie an eine Energieversorgungseinrichtung für die Heizeinrichtung 14 auf.To form the multifunctional component, the lines 16, 17a, 17b are integrated into the casing 10 of the flexible tempering element 9. The casing 10 is formed in particular as a layer stack of several laminated layers 18, 19, with the lines 16 here being integrated into a first layer 18 and the lines 17a, 17b being integrated into a second layer 19 underneath. For example, the lines 16, 17a, 17b are laminated into the respective layers 18, 19. By integrating the lines 16, 17a, 17b into the layers 18, 19, they can be integrated into the electrical energy storage device 1 in a particularly space-saving manner and are also protected from the tempering fluid 12. The device 1 here also has arresters 20a, 20b which are electrically and mechanically connected to the measuring lines 17a, 17b for contacting the sensors and a connector plug 21 for connecting the lines 16, 17a, 17b to the control unit and to a power supply device for the heating device 14.

Claims

Device (6) for an electrical energy storage device (1) of a motor vehicle, comprising - a temperature control device (7) for temperature control of storage components (2) of the electrical energy storage device (1), and - a transmission device (8) comprising at least one electrical line (16, 17a, 17b) for energy transmission and/or signal transmission between storage components (2) of the electrical energy storage device (1), characterized in that the temperature control device (7) is formed by a flexible temperature control element (9) with an elastic, fluid-tight casing (10) which has at least one chamber (11a, 11b) which can be filled with a temperature control fluid (12) for forming a fluid-conducting temperature control channel, wherein the device (6) is designed as a multifunctional component in that the at least one electrical line (16, 17a, 17b) of the transmission device (8) is integrated into the casing (10) of the flexible temperature control element (9).

Device (6) according to Claim 1 , characterized in that the transmission device (8) forms a heating device (14) for heating storage components (2) in the form of energy storage cells (3), in that at least one line (16) of the transmission device is designed as a heating wire for transmitting heating energy and is integrated into the casing (10).

Device (6) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the transmission device (8) forms a measurement signal transmission device (15) for transmitting measurement signals from at least one sensor element of the electrical energy store (1) to a control device of the electrical energy store (1), in that the at least one line (17a, 17b) of the transmission device (8) is designed as a measurement line and is integrated into the casing (10).

Device (6) according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission device (8) forms a communication device for transmitting, in particular digital, communication signals, in that the at least one line of the transmission device (8) is designed as a communication line and is integrated into the casing (10).

Device (6) according to one of the preceding claims, characterized in that the casing (10) of the flexible tempering element (9) is designed as a film bag, wherein the at least one chamber (11a, 11b) of the flexible tempering element (9) is formed by two opposite surfaces of the casing (10), which are mechanically connected in regions, in particular by heat treatment.

Device (6) according to one of the preceding claims, characterized in that the casing (10) has a laminated layer stack, wherein at least one layer (18, 19) of the layer stack comprises the at least one line (16, 17a, 17b) of the transmission device (8).

Device (6) according to one of the preceding claims, characterized in that the flexible tempering element (9) has two nozzle-like fluid connections (13a, 13b) which are connected to the casing (10) and are fluidically coupled to the at least one chamber (11a, 11b), and the electrical transmission device (8) has at least one connection plug (21) which is electrically connected to the at least one line (16, 17a, 17b).

Electrical energy storage device (1) for a motor vehicle comprising a plurality of storage components (2) and at least one device (6) according to one of the preceding claims.

Electrical energy storage (1) according to Claim 8 , characterized in that the storage components (2) are partially designed as round cells and the flexible tempering element (9) of the at least one device (6) is designed as an elongated tempering element which winds its way through a cell composite (4) formed by the round cells and thereby forms a wave-shaped profile due to cylindrical cell housings (5) of the round cells.

Motor vehicle with an electrical energy storage device (1) according to Claim 8 or 9 .